浅析炼焦炉烟道废气脱硫脱硝的现状、存在的问题及发展趋势-同兴环保...

浅析炼焦炉烟道废气脱硫脱硝的现状、存在的问题及发展趋势

吴伟郑勇

（同兴环保科技股份有限公司，合肥 230000）

摘要：

本文主要讨论炼焦炉烟道废气脱硫、脱硝的市场现状，提出了目前国内市场炼焦炉烟道废气脱硫脱硝采用的主要工艺及对不同工艺存在的问题进行浅析。随着国家环保要求的不断提高，更加严格的环保法规及政策的出台，炼焦炉烟道废气的“超低排放”已成为未来炼焦炉烟道废气排放要求的必然趋势。

关键词炼焦炉烟道废气脱硫脱硝超低排放

1 绪论

1.1 研究背景、研究目的及研究意义

1.1.1研究背景

1.1.1.1环保背景

我国的 SO2 和 NOx 排放量高居世界各国前列。研究表明，气相 SO2、NOx 是PM2.5 的前驱体，由 SO2，NOx，VOCs 等前驱体转变的 PM2.5 的量，比直接排放得多。SO2，NOx 是酸雨的主要前体物质之一，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造成重大危害，已经成为制约我国经济社会可持续发展的一个主要因素。

1.1.1.2政策法规

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 2012 年 10 月 1 日起实施。

a）自 2012年10月1日至 2014年12月31日止，现有企业执行表 4 规定。

	表 4 现有企业大气污染物排放浓度限值			单位：mg/m³

序号	污染物排放环节	颗粒物	二氧化硫	氮氧化物		氨

4	焦炉烟囱	50	100	800		/
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b）自 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。

表 5 现有企业大气污染物排放浓度限值单位：mg/m³tvline

序号	污染物排放环节	颗粒物	二氧化硫	氮氧化物		氨
4	焦炉烟囱	30	50	500	/

c）特别地区执行表 6 的规定
		空气质量流量
	表 6 现有企业大气污染物排放浓度限值			单位：mg/m³

序号	污染物排放环节	颗粒物	二氧化硫	氮氧化物		氨

4	焦炉烟囱	15	30	150		/

d）特别地区划分

特别地区指国土开发密度较高。环境承载能力较弱，或大气环境容量较小，生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区。执行大气污染物特别排放限值的地域范围、时间，由国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府规定。

国务院环境保护行政主管部门于 2013 年 2 月 27 日发布 2013 年第 14 号文件，对特别地区进行界定。各省市还应执行地方环保标准。

		重点控制区范围

区域名称	省份		重点控制区

京津冀	北京市		北京市
	天津市		天津市
	河北省		石家庄市、唐山市、保定市、廊坊市
长三角	上海市		上海市牵引带
	江苏省		南京市、无锡市、常州市、苏州市、南通市、扬州市、
			镇江市、泰州市
	浙江省		杭州市、宁波市、嘉兴市、湖州市、绍兴市
珠三角	广东省		广州市、深圳市、珠海市、佛山市、江门市、肇庆市、
珠三角			电动车遮阳棚惠州市、东莞市、中山市
辽宁中部城市	辽宁省		沈阳市
山东城市	山东省		济南市、青岛市、淄博市、潍坊市、日照市
武汉及其周边城市	湖北省		武汉市
长株潭城市	湖南省		长沙市
成渝城市	65mn冷轧钢带重庆市		重庆市主城区
	四川省		成都市
海峡两岸城市	福建省		福州市、三明市

山西中北部城市	山西省	太原市
陕西关中城市	陕西省	西安市、咸阳市
甘宁城市	甘肃省	兰州市
甘宁城市	宁夏回族自治区	银川市
新疆乌鲁木齐城市	新疆维吾尔自治区	乌鲁木齐市

e）2+26城市

“2+26”个城市为京津冀大气污染传输通道城市，环保监管尤为严格。5月18日，环保部发布《关于京津冀及周边地区执行大气污染物特别排放限值的公告（征求意见稿）》（以下简称《意见稿》），在京津冀大气污染传输通道城市的行政区域范围内将全面执行大气污染物特别排放限值。

“2+26”城市是指京津冀大气污染传输通道，包括北京，天津，河北省石家庄、唐山、廊坊

、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸，山西省太原、阳泉、长治、晋城，山东省济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽，河南省郑州、开封、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳。

《意见稿》中明确指出，炼焦化学工业自2018年6月1日起，执行大气污染物特别排放限值；

目前部分省份和地区政府、环保部门及焦化业主有将焦炉烟道废气排放标准进一步提高的要求，预计未来一两年SO2，NOx、颗粒物的排放标准很可能分别提高到20mg/m³、100 mg/m³、10 mg/m³。在这里将以上焦炉烟道废气污染物的排放标准称为炼焦化学企业焦炉烟道废气的“超低排放”的标准。

1.1.2研究目的

节能环保是我国的基本国策，本文通过炼焦炉烟道废气脱硫脱硝技术及工业化现状分析，指出目前脱硫脱硝工业化技术存在的问题，通过对国家环保政策及法规的趋势分析，为未来炼焦炉烟道废气的清洁排放提供技术和方向支持，使焦化企业正确对待和应用脱硫脱硝技术，做到“一步到位，少走弯路”。

1.1.3研究意义

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 2012 年 10 月 1 日起实施。由于炼焦炉烟道废气单纯的脱硫工艺基本成熟，但焦炉烟道废气的温度基本在180—320℃，因此炼焦炉烟气的直接脱硝，尤其是采用低温SCR脱硝的工艺成为炼焦炉脱硝的技术瓶颈。迫于环保压力，部分企业，尤其是现有焦化企业为了降低烟道中的氮氧化物，采用了“废气循环”的脱氮工艺，但对于执行特别限值排放地区，尤其是采用焦炉煤气加热的企业无法满足特限值的要求；

从2015年开始国内部分企业开始尝试传统的SCR脱硝工艺实验，最终，低温SCR脱硝工艺成为主流工艺进行试验。本文将对目前国内市场现有的脱硝工艺进行研究分析，为未来焦化企业炼焦炉烟道废气的真正达标排放提供思路，尤其对重点地区在未来环保更加严格的背景下如何保证达标排放具有重要的借鉴意义。

2国内炼焦炉脱硫脱硝一体化工程化技术现状及存在的问题

2.1 各工艺的市场现状及典型工程案例

2.1.1 SDA旋转喷雾干燥脱硫+除尘低温SCR脱硝一体化技术

脱硫系统由脱硫塔及脱硫溶液制备系统组成。Na2CO3溶液通过定量给料装置和溶液泵送到脱硫塔内雾化器中，形成雾化液滴，与SO2发生反应进行脱硫，脱硫效率可达90%以上。本工艺核心设备为烟气除尘、脱硝及其热解析一体化装置，包括由下至上集成在一个塔体内的除尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段。

热解析系统负责为脱硝装置内的催化剂提供350-360℃高温解析气体，分解黏附在催化剂表面的硫酸氢铵，净化催化剂表面，以解决盐内物质对催化剂的影响。

2014年5月，由同兴环保科技股份有限公司联合中冶焦耐（大连）工程技术有限公司、北京方信立华科技有限公司在唐山达丰焦化有限公司5.5m焦炉进行中试，此一体化工艺是中试路线的一种。中试达到了预期的设计目的，为宝钢湛江钢铁有限公司焦炉烟气脱硫脱硝一体化工艺作出了坚实的工程化基础。

2015年11月宝钢湛江钢铁有限公司一期焦炉烟道废气净化装置成功投运，并且稳定运行至今，出口硝、硫、尘远远低于特别限值地区的排放限值，达到了燃煤锅炉“50 35 5”的“超

低排放”要求。开国内乃至世界焦炉烟道废气脱硫脱硝一体化技术的先河，是国内焦炉烟气脱硫脱硝工程化应用的首套项目，并以排名第二入选2015年《钢铁工业十大技术要闻》。

2.1.2 低温SCR脱硝+余热回收+钙基循环流化床脱硫除尘一体化技术

CFB烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇(LURGI)公司开发的一种干法脱硫工艺，这种工艺以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高了吸收剂的利用率。它不但具有干法工艺的许多优点，如流程简单、占地少，投资小以及副产品可以综合利用等，而且能在很低的钙硫比（Ca/S＝1.1~1.3）情况下达到湿法工艺的脱硫效率，即95%以上。由于采用钙基脱硫剂，因此选择的低温SCR脱硝系统必须前置，脱硫除尘后的烟气经气气换热器换热后回原焦炉烟囱排放。国内部分知名环保企业在此基础上不断创新，研发了适合焦炉生产工况的新型CFB脱硫工艺。

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