[发明专利]一种焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉烟道废气污染物控制技术领域，具体涉及一种焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺。

背景技术

我国的SO₂和NO_x排放量高居世界各国前列。研究表明，气相SO₂、NO_x是PM2.5的前驱体，由SO₂、NO_x、VOCs等前驱体转变的PM2.5的量比直接排放的多。SO₂、NO_x是形成酸雨的主要物质之一，造成的大气污染和酸雨问题日益严重，对人类健康和生态系统等危害严重，已经成为制约我国经济社会可持续发展的因素。

2012年6月 27 日国家环境保护部及国家质量监督检验检疫总局共同发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，要求从2015年1月1日起，现有企业执行“表5”规定；自2012年1月1日起，新建企业执行“表5”规定；特别地区执行“表6”更严格的规定，GB16171-2012中“表5”、“表6”具体规定见下表。

表1    GB16171-2012中“表5”、“表6”焦炉烟囱大气污染物排放浓度限值

与电厂烟气相比，焦炉烟道气脱硝具有以下特点:

1）焦炉烟道气温度较低。受焦炉炉型、燃料类型、操作制度、现场管理水平等因素的影响，不同焦化厂焦炉烟道气温度差别很大，一般在220-290℃之间。相比电厂300-400℃的烟气温度，焦炉烟道气温度相对较低，如果直接采用电厂烟气脱硝所用的催化剂进行脱硝，脱硝效率低，很难满足国家排放标准要求。

2）焦炉烟囱必须始终处于热备状态。与电厂烟气相比，焦炉烟道气经过脱硫脱硝以后必须回到焦炉烟囱排放至大气，使焦炉烟囱始终处于热备状态。经过脱硫脱硝后的烟道气温度必须高于烟气露点温度，且不得低于130℃，否则无法直接采用电厂常用的湿法脱硫技术进行烟道气脱硫。

3）NO_x含量差别大。目前运行的焦化厂焦炉烟道气中NO_x含量差别很大，数值偏高，为450-1200mg/Nm³。

4）SO₂含量对低温脱硝的影响。焦化厂焦炉烟道气中SO₂含量差别很大，为50-600mg/m³；独立焦化厂焦炉烟道气中SO₂含量值普遍偏高。在V₂O₅催化剂的作用下，会有一部分SO₂被选择性地转化为SO₃。在180℃至230℃温度区间内，NH₃与SO₃反应极易生成(NH₄)HSO₄。(NH₄)HSO₄极易潮解，其熔点温度为147℃，沸点为350℃。该物质非常粘稠且难以清除，粘附在催化剂表面，会严重影响催化剂使用效率。如采用低温脱硝技术，高效脱硫是焦炉烟道气低温脱硝的前提条件。

5）NH₃逃逸率的控制是个难点。如果采用电厂常用的NH₃—SCR法对焦炉烟道气进行脱硝，由于低温脱硝效率较低，所以经过脱硝后的 NH₃逃逸量很难满足国家排放标准要求。

6）焦炉烟道废气中的氧含量较低，约为6%。含水量则随焦炉加热介质的不同而不同，采用焦炉煤气加热时约为17.25%，采用混合煤气加热时约为6.6%。

综上所述，电力、水泥、玻璃等行业对氮氧化合物的处理工艺已相当成熟，由于焦化厂排放的焦炉烟道废气温度相对较低，NO_X、SO₂含量相对较高，如果采用传统脱硝工艺，必然受烟气温度低、SO₂含量高等因素的制约，无法满足焦化行业NO_X排放标准要求。如果为了降低SO₂对低温烟气脱硝效率的影响，而在脱硝工艺中前置传统的脱硫工艺，则由于烟气温度随之降低，会进一步降低脱硝效率。虽然可以通过加热焦炉烟道废气来解决这一问题，但会造成能源浪费，同时增加一次投资及运行费用。