焦?fàn)t煙氣SO2和NOx排放來(lái)源及控制治理技術(shù)

1、焦?fàn)t煙氣SO2和NOx排放來(lái)源及控制治理技 術(shù)所屬行業(yè)：大氣治理關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙氣脫硫工藝脫硝技術(shù) 煉焦生產(chǎn)過(guò)程中煤氣燃燒生成的煙道廢氣含有的SO2和NOx是大氣主 要污染物1。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2011-2015年全國(guó)焦炭產(chǎn)量 均在4.3億噸以上，2015年焦炭產(chǎn)量約4.48億噸，我國(guó)作為焦炭生 產(chǎn)大國(guó)，煉焦生產(chǎn)焦?fàn)t煙道排放的SO2和NOx總量不容小覷。國(guó)家環(huán) 保部發(fā)布的煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求，自2015年1月 1日起現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)執(zhí)行更為嚴(yán)格的焦?fàn)t煙氣污染物排放標(biāo) 準(zhǔn)：機(jī)焦和半焦?fàn)tSO2W50mg/m3、NOxW500 mg/m3，熱回收焦?fàn)t SO2W100mg/m3、NOx

2、W200mg/m3；對(duì)于特別排放地區(qū) SO2W30mg/m3、 NOxW150 mg/m32。因此，控制焦?fàn)t煙氣SO2和NOx排放達(dá)標(biāo)是焦 化從業(yè)者的一個(gè)重要研究方向。1 SO2、NOx來(lái)源分析SO2來(lái)源分析焦?fàn)t煙氣中SO2來(lái)源包括兩個(gè)方面，焦?fàn)t加熱用煤氣中H2S、有 機(jī)硫燃燒生成的SO2以及焦?fàn)t炭化室荒煤氣竄漏進(jìn)入燃燒室燃燒生 成的SO2。焦?fàn)t加熱用煤氣大多采用焦?fàn)t煤氣，對(duì)于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)也使用高 爐煤氣。焦?fàn)t煤氣經(jīng)過(guò)凈化處理后回焦?fàn)t燃燒，凈煤氣中H2S質(zhì)量濃 度根據(jù)脫硫工藝 不同大致可以分為W200mg/m3、W20mg/m3兩類， 有機(jī)硫質(zhì)量濃度在170-250mg/m3范圍內(nèi)3,估算凈煤

3、氣中H2S、有 機(jī)硫燃燒生成的SO2濃度如表1所示。可見(jiàn)，當(dāng)凈煤氣中H2S含量為200mg/m3時(shí)，排放SO2濃度已超 過(guò)限制標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)H2S含量控制在20mg/m3以下時(shí)，H2S對(duì)排放SO2濃 度影響很小，有機(jī)硫含量是導(dǎo)致排放超標(biāo)的主要因素。目前，焦?fàn)t煤 氣脫硫工藝只針對(duì)H2S有脫除作用，不會(huì)脫除煤氣中的有機(jī)硫，但是 可以通過(guò)優(yōu)化洗脫苯工藝將有機(jī)硫濃度降至100mg/m3以下4。高爐 煤氣H2S含量在10-20 mg/m3范圍內(nèi)5，計(jì)算燃燒高爐煤氣產(chǎn)生SO2 排放量不超過(guò)21.39 mg/m3，小于限制排放標(biāo)準(zhǔn)。卷類反應(yīng)式2H2S+3O2=SO24質(zhì)量濃度 mg/m J20生成6.04總排放S

4、 026.04+4 655 = 5 2S9音注36cc = L2 焦?fàn)t 媒氣燃燒焦?fàn)t垛氣 y 二2H2C)20060 4360.43+ 46.55 = 106.9S生成煙氣 量 6.23m 3有機(jī)硫25046.55高爐煤氣h2s2H2S+3O2-2SO2 + 2H2C2021.3921.391 m3高爐 媒氣燃燒 生成煙氣 屋 1.76m焦?fàn)t爐體竄漏會(huì)導(dǎo)致炭化室荒煤氣進(jìn)入燃燒室，荒煤氣燃燒生成 SO2。荒煤氣中H2S含量主要取決于裝爐煤的全硫含量，煤中約15-35% 硫轉(zhuǎn)入到荒煤氣中，其中95%以上H2S形式存在，荒煤氣中H2S含量 與裝爐煤全硫含量關(guān)系見(jiàn)表27。為便于計(jì)算荒煤氣中硫化物以H2

5、S 計(jì)，含量為5500-13000mg/m3，噸干煤煤氣產(chǎn)率320Nm3，若假設(shè)竄漏 率1%，則竄漏荒煤氣中H2S燃燒生成的SO2約為50-120 mg/m3，遠(yuǎn) 超過(guò)限制排放標(biāo)準(zhǔn)。表2荒煤氣H2S含量與煤全硫含量關(guān)系NOx來(lái)源分析燃燒過(guò)程中生成NOx可以分為三類：熱力型、燃料型和快速型， 焦?fàn)t燃燒生成NOx主要是熱力型。采用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，熱力型NOx 占全部NOx的95%以上；采用高爐煤氣加熱時(shí)，生成NOx則全部是熱 力型 NOx8。熱力型NOx是燃燒過(guò)程中空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸桑?應(yīng)機(jī)理如下:N2+O=N+NOO2+N=NO+ON+OH=NO+H影響熱力型NOx生成量的主要因素

6、包括：燃燒溫度、過(guò)?？諝庀?數(shù)和氣體在高溫區(qū)停留時(shí)間。燃燒溫度低于1500C時(shí)，熱力型NOx 生成極少，溫度高于1500C時(shí)，隨溫度升高NOx生成急劇上升；隨 過(guò)剩空氣系數(shù)變大，NOx生成量先上升后下降；熱力型NOx濃度隨停 留時(shí)間延長(zhǎng)而變大，達(dá)到一定值后，停留時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)NOx濃度不再 產(chǎn)生影響。所屬行業(yè)：大氣治理關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙氣脫硫工藝脫 硝技術(shù)焦?fàn)t煤氣理論燃燒溫度1800-2000C，高爐煤氣理論燃燒溫度1400T500C，a=1.20T.25之間，高溫區(qū)停留時(shí)間約2s。 據(jù)研究表明，若控制NOx表3 NOx濃度與燃燒溫度關(guān)系洲 5。130011800 硼M仍 硼。1硼*90姑就。300仍 16明涮啪。|竺2501750 165050090% 98% 99%脫硝效率 70% 80% 80% 85% 副產(chǎn)品-S02搬, 操作成本元/噸隹12.812.613 7-8 投資成本元俺焦31.3 35-45 35 21.83結(jié)語(yǔ)在環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻的背景下，焦化作為重污染行業(yè)，環(huán)保面臨 更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。焦?fàn)t煙氣排放SO2和NOx控制措施上，焦化 企業(yè)需加強(qiáng)污染物排放的源頭控制和過(guò)程控制，