(攀枝花攀鋼釩煉鐵廠，四川攀枝花，617022)

近年來，國家對環(huán)保要求越來越嚴格，相繼發(fā)布《國家環(huán)境保護標準“十三五”發(fā)展規(guī)劃》、《大氣污染防治行動計劃》，對火電、煉焦、鋼鐵等重點行業(yè)28項大氣污染物排放標準提出相應(yīng)的要求，焦爐加熱燃燒后產(chǎn)生的廢氣即焦爐煙氣，成為大氣治理的重點。我廠有2×62孔5.5m搗固焦爐，因爐體竄漏等原因，煙氣中的SO2、顆粒物不能穩(wěn)定達標。結(jié)合焦爐煙氣特點，2017年實施了SDS干法脫硫與余熱回收的一體化技術(shù)研究及應(yīng)用，并成功投運，取得較好的效果。

1 國內(nèi)焦爐煙氣脫硫脫硝主要工藝

近年來國內(nèi)焦爐煙氣脫硫脫硝處在開發(fā)、初步應(yīng)用階段。2016年初國內(nèi)公開資料可查的焦爐煙氣脫硫脫硝工程不足五個，涉及焦爐僅十余座。2017年焦爐煙氣脫硫脫硝項目在建和已投運的也只有20套左右。國內(nèi)焦爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要依照電廠脫硫脫硝技術(shù)改進而來。

國內(nèi)開發(fā)出的焦爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要有以下幾種：(1)碳酸鈉半干法(SDA)脫硫脫硝一體化工藝。(2)以氨為堿源的濕法脫硫脫硝工藝。(3)活性炭脫硫脫硝工藝。(4)碳酸氫鈉干法(SDS)脫硫脫硝工藝。

與電廠煙氣相比，焦爐煙氣具有以下特點[1]：

(1)焦爐煙囪必須始終處于熱備狀態(tài)。焦爐煙氣脫硫后，還通過煙囪排放，當系統(tǒng)裝置發(fā)生故障時，需煙氣溫度提供吸力，保證焦爐安全。

(2)NOx含量差別大。采用高爐煤氣加熱時，NOx含量在400-600mg/Nm3，當采用焦爐煤氣加熱時，NOx含量在450-1200mg/Nm3。結(jié)焦時間的長短對NOx的影響也較大。脫硫脫硝系統(tǒng)裝置須適應(yīng)焦爐不同工況條件的凈化處理。

(3)脫硫?qū)γ撓醯挠绊?。如脫硫后SO2含量高，會影響脫硝催化劑的效率。

2 焦爐煙氣成分分析及工藝選擇

焦爐煙氣成分分析見表1。

表1 焦爐煙氣各成分含量分析

根據(jù)2017年GB16171-2012標準要求，焦爐煙氣排放SO2低于50mg/m3，NOX低于500mg/m3，顆粒物低于30mg/m3，為此針對國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用情況，結(jié)合焦爐煙氣特點，經(jīng)充分考察、比較，選擇碳酸氫鈉干法(SDS)脫硫和鍋爐回收蒸汽相結(jié)合的技術(shù)，預(yù)留脫硝接口，選擇理由如下：

(1)由于搗固焦爐煙氣中顆粒物大，煙氣中有黑煙，采用濕法脫硫工藝將難以脫除可見煙塵和焦油。濕法脫硫工藝還產(chǎn)生一定的廢水也將難以處理。

(2)活性炭脫硫脫硝工藝雖然具有不產(chǎn)生廢水、占地面積小，但該工藝投資較大，對煙氣成分適應(yīng)性差，煙氣中粉塵對活性炭吸收有影響。

(3)半干法脫硫(SDA)與SDS干法脫硫原理相同，但SDA脫硫工藝投資、占地面積較SDS干法脫硫大，系統(tǒng)降溫大(20-30℃)。

(4)SDS干法系統(tǒng)降溫小(10-15℃)，利用210-250℃的煙氣溫度，回收煙氣的余熱，降低運行成本。

3 SDS干法脫硫工藝流程及特點

3.1 工藝流程

焦爐煙氣分別由地下煙道引出，經(jīng)原煙氣管道閥門和新增入口管道閥門切換并匯合后，進入總煙氣管道。脫硫劑為袋裝，通過汽車運輸?shù)浆F(xiàn)場，儲存在庫房里。再經(jīng)叉車運輸?shù)介_袋站，通過電動葫蘆將噸袋吊運到大約3m的上料平臺，將脫硫劑粉末卸在料斗里，經(jīng)磨機系統(tǒng)研磨，合格粒徑脫硫劑(20～30μm)經(jīng)風選進入中間倉，再由風機抽引輸送并噴入煙道內(nèi)。脫硫劑在煙道內(nèi)被熱激活，比表面積迅速增大，與焦爐煙氣充分接觸，發(fā)生化學反應(yīng)，煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)被吸收凈化。經(jīng)吸收SO2等酸性物質(zhì)并干燥的含粉料煙氣進入布袋除塵器進行進一步的脫硫反應(yīng)及煙塵凈化，脫硫除塵后的煙氣由增壓風機抽引經(jīng)出口煙道至原焦爐煙囪排入大氣。

由于凈化后的焦爐煙氣溫度達到200℃以上，溫度較高，設(shè)計余熱回收裝置。即脫硫除塵后的煙氣經(jīng)過余熱回收裝置回收余熱，產(chǎn)生蒸汽，余熱回收后的煙氣溫度不低于150℃，回原焦爐煙囪，滿足焦爐煙囪熱備溫度要求。余熱回收裝置產(chǎn)生的蒸汽溫度約為160℃，0.6MPa，用于干熄焦除氧器除氧。

3.2 工藝特點[2]

(1)系統(tǒng)操作簡單，維護方便。SDS脫硫沒有脫硫塔，不需要大量固體循環(huán)灰在塔內(nèi)循環(huán)，也不需要噴入漿液，不增加系統(tǒng)阻力。

(2)一次性投資很少，占地面積很小。

(3)系統(tǒng)無廢水。

(4)脫硫效率高。

(5)對焦爐工況適應(yīng)性強，靈活性高。SDS脫硫工藝可根據(jù)煙氣中酸性物質(zhì)的含量隨時調(diào)節(jié)脫硫劑的注入量，在負荷調(diào)整時有良好的、適宜的調(diào)節(jié)特性。

(6)對其他酸性物具有很高的脫除率。對HCl、SO3、HF等酸性物同樣具有很高的脫除率。

3.3 脫硫灰渣的處理

與活性炭脫硫脫硝工藝相比，干法脫硫工藝或半干法脫硫工藝存在的主要問題是產(chǎn)生脫硫廢渣。國內(nèi)大多數(shù)SDA工藝產(chǎn)生的脫硫廢渣用于水泥行業(yè)的添加劑。我廠分析了SDS脫硫廢渣的成分，脫硫灰渣中可燃物質(zhì)含量23.8%，灰分42.78%。灰分中SO42-含量高，而CO32-、SO32-含量很少，說明脫硫劑轉(zhuǎn)化高。為此采取將脫硫灰渣壓球成型，與發(fā)電廠燃煤混合后發(fā)電，使得脫硫灰渣得到有效利用。

4 應(yīng)用效果

焦爐煙氣脫硫于2018年6月建成投產(chǎn)。裝置布置及脫硫運行效果見圖1。

運行裝置

煙氣處理后的SO2、顆粒物含量圖1 運行裝置及處理后的煙塵成分

從運行效果看，搗固焦爐煙氣經(jīng)裝置處理后，SO2含量在20mg/m3以下，最低可為零，顆粒物在20mg/m3以下，焦爐煙氣排放達到GB16171-2012標準，煙囪無可見煙塵，同時生產(chǎn)8-10t/h左右的蒸汽。