“2017年，全國焦炭產(chǎn)量4.3億噸，消費煉焦精煤5.85億噸左右?；茉聪牧看?，也意味著污染物的排放量也比較大。焦化企業(yè)真正能達到《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》的企業(yè)僅是少數(shù)企業(yè)，焦化行業(yè)環(huán)境治理任重道遠?！敝袊鵁捊剐袠I(yè)協(xié)會會長崔丕江在協(xié)會第七屆常務理事會第二次(擴大)會議上如是說。
7月31日召開這次會議，以推進節(jié)能減排，實現(xiàn)綠色發(fā)展為主題，專題研究焦爐煙氣的控硫控硝和脫硫脫硝問題。旨在加快推進焦化行業(yè)節(jié)能減排、污染物達標排放和轉型升級。會上崔丕江介紹了焦化行業(yè)經(jīng)濟運行和環(huán)境治理情況及工作部署;協(xié)會煉焦專業(yè)委員會執(zhí)行主任王曉東和協(xié)會節(jié)能環(huán)保專業(yè)委員會主任武劍分別作了“焦爐煙氣控硫控硝源頭治理技術及其發(fā)展現(xiàn)狀”和“焦爐煙氣末端脫硫脫硝技術現(xiàn)狀”的專題報告。詳盡地介紹各類源頭控硫控硝和末端脫硫脫硝技術的應用條件、技術特點及存在問題;多家重點焦化企業(yè)和研究設計單位的代表交流介紹了目前已投用的焦爐煙氣脫硫脫硝設施運行情況，以及進一步提高焦爐煙氣脫硫脫硝工藝技術水平、滿足超低排放等更加嚴格標準要求的思路。在這次會議上，協(xié)會向全行業(yè)發(fā)出了“適應新形勢，明確新目標，打贏焦化行業(yè)環(huán)境治理攻堅戰(zhàn)”的動員令，同時也為焦化企業(yè)選擇適用本企業(yè)的焦爐煙氣治理技術提供可資借鑒的參考。
環(huán)境治理已成焦化企業(yè)生存底線
“近三年來，焦化生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)建成100多套焦爐煙氣脫硫脫硝裝置，還有一些企業(yè)正在開展方案優(yōu)選或籌建工作?！贝挢Ы赋觯皬慕够a(chǎn)過程產(chǎn)生的粉塵、煙氣、廢水、固廢等污染物，都有了一些相應的治理技術措施，但是還不能完全滿足國家標準要求，或投資、運行經(jīng)濟性的要求?！彼J為對行業(yè)焦爐煙氣脫硫脫硝的現(xiàn)狀，既要看到取得的進步，也要清醒地認識到存在不足。
焦化行業(yè)是僅于火力發(fā)電的國內(nèi)第二大用煤大戶。燃煤煙氣中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是影響大氣質量的主要污染物。作為傳統(tǒng)煤化工行業(yè),許多焦化企業(yè)尚未實現(xiàn)焦爐煙氣SO2和NOx排放的有效治理。
為滿足人民對美好生活的需求，國家對環(huán)境治理的力度日益加大。2012年6月27日發(fā)布的《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》(GB16171-2012)，第一次將焦爐排放的氮氧化物列為我國焦化企業(yè)大氣污染物排放的控制指標，并對顆粒物和二氧化硫的排放提出了更嚴格的要求。自2015年1月1日起，焦爐煙囪排放二氧化硫小于50mg/m3，氮氧化物小于500mg/m3，特殊排放地區(qū)二氧化硫小于30mg/m3，氮氧化物小于150mg/m3。
2018年7月3日，國務院《關于打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃的通知》中明確提出，到2020年二氧化硫和氮氧化物的排放總量比2015年下降15%以上，尤其是處在“2+26”、雄安新區(qū)以及長三角地區(qū)和汾渭平原的城市焦爐污染物排放的壓力越來越大。該計劃規(guī)定，2018年底前京津冀及周邊地區(qū)基本完成治理任務，長三角地區(qū)和汾渭平原2019年底前完成，全國2020年底前基本完成。
隨著環(huán)保政策的不斷推進，部分省市和地區(qū)陸續(xù)出臺和準備出臺超低排放標準。河北省近期出臺的《河北省鋼鐵、焦化、燃煤電廠深度減排攻堅方案》提出，氮氧化物指標控制在100mg/m3，二氧化硫控制在30mg/m3。邢臺市則進一步要求在今年底和明年初，氮氧化物指標控制在80mg/m3，二氧化硫控制在15mg/m3。這被當?shù)亟够髽I(yè)稱為超超低排放標準。而唐山市出臺《鋼鐵、焦化超低排放和燃煤電廠深度減排實施方案》則在時間上加了砝碼，要求“2018年9月底前,全市所有焦化企業(yè)全部達到超低排放水平(限值參照驗收標準,通過168小時運行且第三方監(jiān)測達標,95%以上小時均值排放達標)，并完成濕煙氣脫白治理改造,凡達不到標準的實施停產(chǎn)整治?！?/p>
特別值得一提的是，焦化主產(chǎn)區(qū)與國家特別限排區(qū)高度重合。山西、河北、山東是焦化大省，許多焦化廠正好位于京津周邊2+26城市、雄安新區(qū)、長三角地區(qū)和汾渭平原4個特限區(qū)域內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計，這些重點地區(qū)涉及的焦炭產(chǎn)能達到32270萬噸，占總產(chǎn)能的比重高達55%。可以說，控硫控硝不僅事關焦化企業(yè)的生死存亡，更事關焦化行業(yè)的可持續(xù)高質量發(fā)展。
當前國家治理環(huán)境的意志和決心前所未有。環(huán)境治理不是短期行為，更不是應對環(huán)保督察、環(huán)保達標的時段性階段性任務，已經(jīng)成為企業(yè)生存的底線。崔丕江表示，對國家出臺的不斷嚴格的政策法規(guī)，高于發(fā)達國家某些標準限值，超常的督察管控方式，應正確認識、深刻理解。這樣的推進方式可能會有一些矯枉過正，但不這樣做也會出現(xiàn)某些貽誤時機或效果上的打折扣。各焦化企業(yè)應少一些埋怨牢騷，多一些主動作為、應對方案和措施。
焦化行業(yè)脫硫脫硝技術百花齊放
“說起焦爐煙氣脫硫脫硝，現(xiàn)在的技術確實是百花齊放。應該講各方面作了很多工作，但真正叫大家選擇一個比較滿意的技術裝備，好像心里還是沒有底。但不管怎么說，現(xiàn)在已經(jīng)有了一定的基礎，希望大家根據(jù)企業(yè)實際情況去作方案、作選擇”，崔丕江在會議交流結束時開誠布公地談了自己的看法。
焦爐煙氣是焦化企業(yè)中最主要的廢氣污染源,約60%的SO2及90%的NOx來源于此。以焦爐煤氣為主要燃料的焦爐加熱工藝,其煙氣中的SO2直接排放濃度為160mg/m3左右、NOx直接排放濃度為600～900mg/m3(最高時甚至可達2000mg/m3);以高爐煤氣等低熱值煤氣(或混合煤氣)為主要燃料的焦爐加熱工藝,其煙氣中的SO2直接排放濃度為40～150mg/m3、NOx直接排放濃度為300～600mg/m3?？梢?無論以焦爐煤氣或高爐煤氣為主要燃料的工藝,如未經(jīng)治理,其煙氣中的SO2和NOx濃度均難以穩(wěn)定達到標準限值排放要求。
焦爐煙氣脫硫脫硝工藝有3種選擇：一是先脫硝后脫硫工藝;二是先脫硫后脫硝工藝;三是同時脫硫脫硝工藝。目前這三種工藝在焦化行業(yè)均有先例。由于焦化行業(yè)煙氣脫硫脫硝治理工作起步較晚，目前建成的裝置大都是近一兩年中投運的，運行時間皆不足三年，尚未找到一種公認的比較理想、比較成熟的技術。各焦化企業(yè)所采用技術仍然在實踐和探索過程中，正可謂百花齊放。
1.達豐：焦爐煙道廢氣干法脫硫技術
唐山達豐焦化有限公司副總經(jīng)理馮引軍在交流中介紹，唐山達豐焦化有限公司建設有65萬噸2×50孔炭化室高度4.3米搗固焦爐和年產(chǎn)110萬噸2×55孔炭化室高度5.5米的搗固焦爐，合計生產(chǎn)能力175萬噸。達豐焦爐煙道廢氣干法脫硫技術為引進比利時鈉基干法脫硫技術。其中一期(65萬噸)采用“余熱回收+干法脫硫+除塵+SCR脫硝”工藝技術路線，采用國產(chǎn)脫硫劑和國產(chǎn)磨機;二期(110萬噸)采用“SCR脫硝+余熱回收+干法脫硫+除塵”(前脫硝)工藝技術路線，采用進口國產(chǎn)脫硫劑和國產(chǎn)磨機。項目總投資5000萬元，于2016年12月開工，2017年6月投入使用。
從運行效果上看，兩套裝置的脫硫效率基本上可以達到焦化行業(yè)特別排放標準，但是脫硝效率較低，特別是二期前脫硝裝置難以做到特排限值。但單從脫硫效果本身看，二期前脫硝裝置的效果更好，通過精細化管理，SO2的排放指標基本上可以做到京津冀地區(qū)的超低排放標準。從運行費用上看，一期項目噸焦運行費用為10.64元;二期項目噸焦運行費用為8.93元，但二期項目由于出口氮氧化物較高，面臨超低排放改造。
采用“余熱鍋爐+干法脫硫+除塵+低溫脫硝”特點：一是裝置投入使用后不影響焦爐的安全生產(chǎn);凈化后的煙氣返回原焦爐煙囪，使其始終在熱態(tài)運行滿足焦爐生產(chǎn)所需的吸力;二是裝置操作彈性強，污染物可以穩(wěn)定達到焦化行業(yè)國家標準《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》對大氣污染物的特別排放限值標準;三是采用干法脫硫，沒有濕法脫硫帶來的“氣溶膠”產(chǎn)生的次生大氣污染問題;四是脫硝反應是在脫硫+除塵完成之后進行，將煙氣中的對脫硝催化劑有影響的雜質(焦油，多銨鹽、粉塵顆粒物等)已經(jīng)脫除。延長脫硝催化劑的使用壽命，減少頻繁再生導致的開工率低下的問題。
焦爐煙道廢氣干法脫硫存在的問題：一是脫硫生成的后產(chǎn)物Na2SO4需要尋求合作單位無害化處置;二是脫硫后的煙氣需要通過耐高溫的覆膜布袋過濾，而國產(chǎn)布袋耐溫性能低，使用壽命較短(3～6個月);國產(chǎn)的脫硫劑和研磨設備質量不過關，研磨過程發(fā)熱導致設備堵塞等問題期待解決;設計能力不足，難以滿足焦爐夏季滿負荷生產(chǎn)需要。
2.京唐西山：低溫SCR脫硝+氨法脫硫+煙氣再熱技術
首鋼京唐西山焦化有限責任公司共有4×70孔炭化室高7.63米焦爐，設計焦炭產(chǎn)量420萬噸。公司投資11230萬元建設兩套焦爐煙道氣脫硫脫硝設施。工程從2016年12月開始施工，于2017年7月底順利投產(chǎn)。
首鋼京唐西山焦化有限責任公司主管王開介紹說，在綜合考慮半干法、活性焦法等工藝后，該公司認為半干法產(chǎn)生的二次固廢不易消納處理;活性焦后續(xù)配套的解析制酸工藝流程長，占地大，制酸系統(tǒng)容易腐蝕，設備運行維護工作量大;而氨法脫硫產(chǎn)生的硫銨副產(chǎn)物可以進入化產(chǎn)系統(tǒng)，綜合考慮后選擇“SCR脫硝+氨法脫硫+煙氣再熱”的工藝路線。
項目運行后，污染物排放指標達到《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》中大氣污染物特別排放限值要求，即SO2由70～250mg/m3降至30mg/m3、NOx由130～500mg/m3降至150mg/m3。運行成本為13.32元/噸焦(含設備折舊)。
該技術的工藝特點：一是脫除效果好，NOx及SO2去除率為85%及以上;二是與現(xiàn)有工藝緊密結合，脫硫液進入化產(chǎn)硫銨系統(tǒng)，副產(chǎn)品為硫酸銨，無其它次生固廢;三是采用回轉式煙氣再熱器，利用熱煙氣對冷煙氣進行加熱，無需額外熱源能耗。
該技術問題及措施：一是脫硫塔下段塔盤堵塞，由于脫硫塔下段噴灑管噴淋區(qū)域覆蓋面積小，造成部分煙氣噴淋不到，導致下段塔盤上硫銨結晶堵塞，經(jīng)過對噴灑管進行延長改造后，消除了問題。二是目前脫硫塔出口經(jīng)再熱器換熱后，可以滿足4月至10月期間沒有白煙;建議對氨法脫硫項目配置濕電除塵，進一步捕集水汽和氣溶膠，提高消白效果。
3.鵬飛：移動床干法脫硫+SCR法低溫脫硝+余熱回收一體化技術
孝義市鵬飛實業(yè)有限公司總工程師王琦介紹說，鵬飛焦化廠擁有4座6.25米焦爐，焦爐產(chǎn)能共計250萬噸/年。每兩座焦爐一組共用一座煙囪，配一套脫硫脫硝+余熱回收利用裝置。裝置運行數(shù)據(jù)表明，脫硫后的SO2濃度均值為8.41mg/m3，脫硝后NOX濃度均值為128.55mg/m3，裝置出口氨逃逸小于5ppm，顆粒物濃度小于15mg/m3。
該工藝具有以下技術特點：一是先脫硫后脫硝，去除煙道氣中的SO2，降低在低溫工況下SO2對SO3的轉化率，有利于減少SO3對脫硝催化劑影響，延長催化劑壽命;二是采用移動床干法脫硫技術，脫硫工藝簡單，且溫降很小，有利于保證脫硝需要的溫度和熱能的回收;三是按一定配比制備而成的脫硫劑除提高脫硫效率外，還具有除塵功能。故脫硫塔，兼具除塵裝置功能，不必另外設置除塵裝置;四是煙氣凈化后進余熱回收，最大程度減少鍋爐腐蝕，延長鍋爐壽命;五是并可產(chǎn)蒸汽0.5噸/萬Nm3煙氣，提高裝置的經(jīng)濟性;六是采用CFD模擬對噴氨系統(tǒng)進行設計，最大限度降低氨逃逸;七是排煙溫度高，無白煙，煙氣處理后回原煙囪，始終處在熱備狀態(tài);煙囪不需要進行內(nèi)防腐;八是為全干法技術，無廢水，脫硫后的脫硫劑分已回收至脫硫劑制備裝置作為原料利用，還可應用在蒸壓磚、道路基層材料等領域，SCR催化劑由廠家回收;九是運行成本低，噸焦處理成本僅4.77元。
但是，由于該技術脫硫劑填裝過程勞動強度大，需要3人協(xié)同操作，需要提高自動化水平;另外，氨水蒸發(fā)使用蒸汽，耗能較大，可以改進工藝，采用煙氣余溫余熱替代蒸汽。
4.寶鋼：SDA脫硫+SCR脫硝技術
剛剛從寶鋼煉鐵廠煉焦分廠廠長轉崗擔任廠總支書記的劉杰，是寶鋼焦化上馬煙氣凈化裝置的親歷者，他在發(fā)言中給代表們詳細分享了煙氣凈化工藝選型、煙氣凈化設備選型方面經(jīng)驗。
寶鋼較早探索煙氣凈化。2012年底開始，寶鋼煉鐵廠焦化分廠就通過行業(yè)協(xié)會、互聯(lián)網(wǎng)、文獻等不同渠道了解煙氣脫硫脫硝技術，與催化劑生產(chǎn)商、設計單位、已投運煙氣脫硫脫硝的電廠等單位聯(lián)絡，開展了廣泛的技術交流。經(jīng)過分析焦爐煙氣NOx、SO2生成機理及排放實績，總結焦爐煙氣及煉焦生產(chǎn)的十余項特點，調研國內(nèi)外煙氣脫硫、脫硝技術，充分論證各工藝技術方案，優(yōu)選出SDA脫硫+SCR脫硝的焦爐煙氣治理方案。
該技術采用旋轉噴霧干燥法(SDA法)煙氣脫硫，脫硫劑為Na2CO3溶液，脫硫后煙氣經(jīng)布袋除塵收集顆粒物，脫硫劑循環(huán)利用。脫硫后煙氣升溫噴氨，在脫硝催化劑的作用下不愿脫硝。該方案的優(yōu)點是脫硫脫硝一體化，SDA脫硫技術成熟，脫硫效率高，先脫硫便于實現(xiàn)低溫脫硝。缺點是脫硫煙溫降低10℃，需要補熱才能適應脫硝催化劑。
寶山基地焦爐煙氣凈化項目于2016年10月投運，運行穩(wěn)定，2018年上半年主要排放實績?yōu)椋篘Ox濃度76.3～76.9mg/m3，二SO2濃度為14.3～15.8mg/m3，顆粒物濃度為2.08～4.81mg/m3。
該技術有八大工藝特征：一是鈉基SDA脫硫。適合焦爐煙氣溫度區(qū)間，脫硫反應動力優(yōu)，煙氣溫降少，溶液制備簡單，占地面積小。二是系統(tǒng)內(nèi)顆粒物凈化。脫硫并干燥的粉狀顆粒進入布袋除塵器凈化處理，避免對脫硝催化劑影響，實現(xiàn)顆粒物達標排放。三是低溫SCR脫硝。SCR脫硝反應溫度200～225℃。四是加熱爐煙溫調節(jié)。配置加熱爐補熱、混合，燃燒強度自適應控制，滿足脫硝反應溫度均勻性要求。五是熱交換器(GGH)熱量回收/脫硝除塵一體化。配置氣-氣熱交換器，降低煙氣升溫所需的燃氣消耗。除塵與脫硝反應器整合，多個獨立單元，可分倉熱解、檢修。六是煙氣負壓自適應控制。配置變頻風機，滿足焦爐生產(chǎn)對煙氣負壓穩(wěn)定性的要求。七是與焦爐加熱控制系統(tǒng)聯(lián)鎖。一旦故障或焦爐生產(chǎn)需要，能立即關停煙氣凈化裝置，開啟旁通擋板，焦爐煙囪始終處于熱備狀態(tài)。八是催化劑再生。具備將煙氣溫度周期性地提高到300℃以上，實現(xiàn)催化劑的部分再生功能。
該技術存在三大適配性問題：一是因加熱用燃氣中含硫及焦爐砌體存在的竄漏，不采取末端脫硫措施無法穩(wěn)定達到SO2排放限值;二是焦爐生產(chǎn)的連續(xù)不間斷性特點(連續(xù)加熱燃燒，最大停止加熱時間約2小時)，客觀造成焦爐無法停機;三是煙氣凈化裝置必不可少的停機檢修。有可能在煙氣凈化停機、檢修時，煙氣中NOx、SO2超特別排放限值。因而需要采取對策措施，努力控制煙氣凈化設備的同步運轉率達到95%以上，污染物排放總量控制在環(huán)評預測總量范圍內(nèi)，并有所削減。
5.金馬：新型催化法脫硫技術
河南金馬能源股份有限公司副總經(jīng)理李天喜在交流中介紹說，金馬能源公司2015年先實施了焦爐自動加熱溫控系統(tǒng)，以控制焦爐炭化室火落溫度來降低氮氧化物，將煙氣氮氧化物控制在500mg/m3以下，2016年在原有煙氣余熱鍋爐后建設了干法脫硫裝置共投資3500萬元建設了兩套脫硫設施，4.3米搗固焦爐設計處理能力為19萬m3/h，5.5米搗固焦爐設計處理能力為23萬m3/h。采用四川大學研發(fā)的新型催化干法脫硫技術，設施投運至今，運行穩(wěn)定，煙氣二氧化硫排放濃度小于30mg/m3。
新型催化法在載體上負載活性催化成分，制備成催化劑，利用煙氣中的水分、氧氣、SO2和熱量，生產(chǎn)一定濃度的硫酸。新型催化法技術既具有吸附功能，又具有催化劑的催化功能。煙氣中的SO2、H2O、O2被吸附在催化劑的孔隙中，在活性組分的催化作用下變?yōu)榫哂谢钚缘姆肿?，同時反應生成H2SO4。催化反應生成的硫酸富集在載體中，當脫硫一段時間孔隙能硫酸達到飽和后再生，釋放出催化劑的活性位，催化劑的脫硫能力得到恢復。
新型催化法脫硫技術特點有五個方面：一是高效。脫硫效率>95%，工程實踐中甚至出現(xiàn)了100%的脫硫效率。適應煙氣成分復雜、二氧化硫濃度在0.001%～3%波動、煙氣溫度在60～180℃間的各種工況條件。催化劑適應溫度范圍廣(130～160℃)。煙氣脫硫前，首先經(jīng)過余熱鍋爐降溫，將煙氣大部分熱量得以回收，煙氣溫度控制在120～150℃保證脫硫效果，因脫硫反應是放熱反應，煙氣出脫硫塔之后還有10℃的升溫，足以保證煙囪吸力。二是簡單。工藝流程短、設備少、因此占地面積也小。操作簡單。由于設備少，流程短，日常只有再生需要經(jīng)常間歇式操作，一般裝置每班只需1人即可，也可由其它生產(chǎn)裝置的操作人員兼顧操作。三是環(huán)保。運行穩(wěn)定安全可靠。由于是干法技術，不會有濕法技術的結垢、堵塞等一系列的問題。無二次污染。所產(chǎn)生的產(chǎn)品回到硫銨工序，因此沒有任何其他外排污染物。脫硫產(chǎn)品為濃度5%的稀酸，可用于化產(chǎn)車間硫銨工段使用，不產(chǎn)生其他廢棄物，不對環(huán)境造成二次污染。四是經(jīng)濟。不需不斷添加脫硫劑。催化法技術的最大優(yōu)勢是催化劑加速反應過程但本身不消耗，相比吸收法技術需要不斷添加脫硫劑，新型催化法技術的脫硫劑基本不用添加，可循環(huán)再生，重復使用，催化劑壽命在3～5年。五是運行費用低。經(jīng)測算脫硫噸焦運行費用為5～6元。
但該方法也有所不足：一是生成的是稀硫酸，腐蝕性比較大，設備主要材料需選用優(yōu)質不銹鋼，循環(huán)水系統(tǒng)的水泵閥門材質要求更高，更換費用高;二是產(chǎn)生的稀酸中含有亞硫酸鐵，對硫銨工段結晶有一定影響;三是催化劑是小顆粒，在反洗時容易破碎，阻塞填料，造成系統(tǒng)阻力大，使用周期約6～8個月，更換時勞動強度大。
目前，該公司正在進行脫硝除塵改造VOCs氣體回收治理等環(huán)保治理項目，項目建成后能夠滿足《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》中規(guī)定的特殊排放要求。
6.旭陽：SCR脫硝+余熱回收+循環(huán)流化床脫硫一體化技術
邢臺旭陽科技有限公司總經(jīng)理楊洪慶介紹，2014年旭陽集團率先在行業(yè)內(nèi)開展焦爐煙氣脫硫脫硝探討和中試工作;2016年11月河北省首套SCR中低溫脫硝項目投入運行;2017年3月脫硝、余熱、脫硫一體化項目投入運行。到2017年7月底邢臺園區(qū)焦爐煙氣脫硫脫硝項目全部建設完成并投入運行，指標滿足《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》特別排放限值。
旭陽焦化采用SCR脫硝+余熱回收+循環(huán)流化床脫硫一體化技術，煙氣經(jīng)過SCR反應器后溫度損失約5～10℃，不影響后端余熱回收系統(tǒng)運轉，符合熱能回收利用的要求;余熱回收系統(tǒng)可以對焦爐尾氣顯熱高?；厥绽?脫硫系統(tǒng)脫硫效率高，并可對煙氣的粉塵進行脫除;整套工藝流程設計簡單，布置合理，占地面積小，能耗低，熱能回收充分，降低運行費用。
該技術運行中發(fā)現(xiàn)有兩個問題：一是溫度低于250℃時NOx排放不達標;二是使用的催化劑在250℃以下噴氨時易受損，導致催化劑出現(xiàn)不可逆失活。
針對催化劑存在的實際問題，旭陽集團結合科技系統(tǒng)的研發(fā)力量，開發(fā)出活性更高，穩(wěn)定性更好的Risun-CX催化劑，該催化劑在配方體系和載體改性方面進行了創(chuàng)新，可有效提高低溫活性，且遇硫不會中毒失活;可降低對二氧化硫的吸附和氧化，減少硫銨生成;還能降低對焦爐煙氣中水蒸汽分子對氨氣分子的競爭吸附，提高活性。
7.臨渙：焦爐煙氣塵硫硝陶瓷催化濾管一體化技術
焦爐煙氣塵硫硝陶瓷催化濾管一體化技術是淮北礦業(yè)安徽紫朔環(huán)境工程技術有限公司在國內(nèi)首創(chuàng)的低溫、耐硫、耐焦油、能夠長期不間斷運行的全干法塵硫硝超低排放環(huán)保工藝?；幢钡V業(yè)臨渙焦化股份有限公司年產(chǎn)220萬噸焦爐煙道氣脫硫脫硝除塵項目，是該技術的首套范例。項目投資費用(兩套)5221.12萬元。2017年8月1日，項目破土動工，經(jīng)過9個月的施工與調試，已達到并優(yōu)于國家的煙氣排放標準。該技術在超低排放(NOX濃度小于50mg/m3，SO2濃度小于30mg/m3，顆粒物濃度小于10mg/m3)情況下，運行成本為噸焦10.88元。
安徽紫朔環(huán)境工程技術有限公司總工程師王洪明介紹說，焦爐煙氣脫硫脫硝除塵陶瓷濾管一體化技術，將傳統(tǒng)的干法脫硫、過濾式除塵和低溫SCR脫硝有效地集成結合在一起，具有以下特性：以陶瓷催化濾管為核心工藝部件，簡化傳統(tǒng)脫硫脫硝除塵的復雜流程，三合一，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，通過空間優(yōu)化和立體布置，可大大節(jié)約占地面積。與干法脫硫相結合，采用全干法工藝流程，無任何廢水產(chǎn)生，達標煙氣經(jīng)煙囪排放，無需煙囪熱備且工藝無白煙產(chǎn)生，過濾截留下的脫硫灰和粉塵主要以CaSO4、CaSO3、CaO等物質存在，飛灰中無重金屬離子，屬于一般固體廢物。
8.安鋼：活性炭-煙氣逆流集成凈化技術
活性炭-煙氣逆流集成凈化技術是一種同時脫硫脫硝的新工藝，也是安陽鋼鐵股份有限公司的技術創(chuàng)新成果。安鋼焦化廠四煉焦車間主任張化強介紹説，2017年，安陽鋼鐵投資38億元，淘汰了原有的環(huán)保設施，應用目前最先進的工藝技術，新建了包括5套焦爐煙道氣脫硫脫硝裝置在內(nèi)一系列環(huán)保項目，覆蓋了所有生產(chǎn)工序，成為國內(nèi)第一家實現(xiàn)全工序干法除塵的鋼鐵企業(yè)。
安鋼堅持用最先進的技術、最成熟的工藝、最高水平的裝備配置，高起點抓好環(huán)保改造;沒有成熟技術，就通過創(chuàng)新和合作，創(chuàng)造最先進的技術。其中，牽頭研發(fā)了焦爐活性炭干法脫硫脫硝技術。
項目投運后，運行指標穩(wěn)定在：顆粒物≤10mg/m3、二氧化硫≤8mg/m3、氮氧化物≤100mg/m3。綜合運行費用折合8.69元/噸焦。
活性炭-煙氣逆流集成凈化技術包括四方面內(nèi)容：一是逆流集成凈化技術。解決了活性炭干法凈化技術脫硝效率不高的問題，在實踐工程應用上脫硝效率達到了90%，滿足大氣污染物特別排放限值要求。該工藝中活性炭既是脫硫吸附劑，又是脫硝催化劑，同時做到脫硫、脫硝、除塵、脫重金屬、脫二噁英。二是逆流式煙氣凈化裝置。采用合理的布氣與布料方式，煙氣與活性炭逆流接觸，有效提高活性炭的利用率，保證凈化塔內(nèi)全部是吸附活性較高的活性炭，吸附飽和度高的活性炭優(yōu)先被排到再生塔。三是噴氨技術。脫硝還原劑選用安全性高的氨水，設置多個噴氨口，采用全蒸發(fā)模式，利用煙氣的熱量將氨水蒸發(fā)為氨氣和水汽，保證氨氣與煙氣盡快混合均勻，提炭脫硝率。四是副產(chǎn)品和廢棄物綜合利用。開發(fā)了富含二氧化硫再生氣資源化制備硫銨的新技術。流程簡單、無污染物轉移，實現(xiàn)用戶生產(chǎn)過程中的廢棄物能在內(nèi)部自我消化。
但該技術也非盡善盡美，同樣也存在一些問題：一是空冷器堵塞，在系統(tǒng)運行約3個月后，隨著增壓風機工作頻率越來越高、空冷換熱器風機震動大、空冷換熱器下部有白色或黃白色固態(tài)結晶體凝結并堵塞觀察口。解決該問題需要將氨水噴灑系統(tǒng)設置在空冷換熱器后、凈化塔之前，這樣即使生成硫酸鹽也會固化在活性炭上，并隨著活性炭的再生而解決。二是副產(chǎn)活性炭粉的揚塵問題，該問題可考慮通過增加加濕攪拌器來解決。
源頭控制+末端治理是最優(yōu)選擇
“環(huán)境治理是一個系統(tǒng)工程，要堅持源頭控制與末端治理相結合，而源頭控制更重要，源頭控制的好，末端治理的效果更有效更經(jīng)濟”，崔丕江在報告中一席話，表達了大家的共識。
安徽工業(yè)大學教授、馬鞍山藍天化工自動化科技有限公司總經(jīng)理寧芳青是焦化煙氣源頭控制的積極倡導者和推行者。他所領導的藍天公司以焦爐自動加熱與源頭控硝技術為主攻方向。其源頭控硝的主要三項方法節(jié)能降硝效果十分顯著。加熱優(yōu)化控制技術能降低40%～50%的NOx，取消三班測溫、節(jié)約煤氣2%～6%;廢氣循環(huán)+優(yōu)化燃燒技術能降低60%的NOx;單燃燒室控制技術能降低100mg/m3，自動消除高低溫爐號，節(jié)約煤氣約2%。
寧芳青認為，源頭治理大幅度降低末端治理的運行費用;煙囪廢氣排放量可降低10%～30%;可大幅度延長催化劑的使用壽命;噴氨量只有原來的20%～40%。他還表示源頭控硝是一舉多得的好事：一是降硝。以5.5米搗固焦爐為例，可以把NOx從1200mg/m3降至400mg/m3;二是節(jié)約加熱煤氣2%～6%;三是改善焦爐加熱均勻，提高焦炭質量(大焦率提高，焦粉、焦丁減少;四是提高化產(chǎn)品回收率。相當于不花錢就把硝脫下來了，還有收益。
在控硝取得良好效果的基礎上，寧芳青和他的團隊把業(yè)務拓展到源頭控煙控硫上。把目光瞄準了控制爐門、爐頂冒煙;提高化產(chǎn)品的回收率，控制石墨的產(chǎn)生;控制爐體的竄漏，力爭減少煙囪的SO2含量三個方向。這些最新研究成果與國外系統(tǒng)相比，主要工藝指標基本一致，而投資低，運行可靠，維修維護非常便捷。
在重點焦化企業(yè)中也有源頭控制與末端治理相結合的踐行者。鞍鋼焦化總廠首席工程師甘秀石介紹說，鞍鋼焦化源頭控硫控硝措施主要從焦爐結構設計、爐體結構嚴密、燃氣成分控制等方面進行考慮。
爐體結構設計的措施：廢氣循環(huán)，因煙氣的吸熱和對氧氣濃度的稀釋會降低燃燒速度和溫度，抑制熱力型NOX的生成。分段加熱，一般空氣和貧煤氣(或空氣分段)分段供給燃燒供熱，有效降低火道的燃燒溫度，從而達到抑制熱力型NOX的生成。采用控制軟件，通過對焦爐加熱溫度進行控制，達到溫度的精準調控，避免焦爐高溫運行，達到降低NOX產(chǎn)生量的目的。
爐體結構嚴密的措施：主要是防止炭化室和燃燒室之間的各種竄漏，有效減少污染成分進入燃燒廢氣。如：新型泥料補爐、半干法噴補補爐、空壓密封補爐以及炭化室壓力單調等等
燃氣成分控制的措施:嚴格控制燃氣中的含硫、氮、含塵的物質，從源頭降低二氧化硫和氮氧化物的生成。如：加熱煤氣源頭潔凈技術、對加熱煤氣進行定期檢驗。
在在源頭控制的基礎，同時采用了SDS干法脫硫技術和中低溫SCR脫硝技術等末端治理。雙管齊下，效果特別顯著。以2018年2月投產(chǎn)的鞍鋼二煉焦7#焦爐脫硫脫硝項目為例，當入口SO2濃度35.49mg/m3,脫硫脫硝后煙囪在線監(jiān)測顯示值SO2濃度3.45mg/m3。當入口NOX濃度447.22mg/m3,在線監(jiān)測顯示值NOX濃度為70mg/m3。當入口顆粒物濃度為26.51mg/m3時，在線監(jiān)測顯示值顆粒物濃度為4.62mg/m3。這3項指標，在處理過程中無論入口如何變化，出口指標都能穩(wěn)定控制在嚴格標準范圍內(nèi)，并能達到特排標準。目前，該裝置按表5環(huán)保稅減半指標運行。
鞍鋼焦爐煙氣源頭控制措施有效、可靠。末端治理技術能夠達到特排標準，并具有適應環(huán)保指標進一步提升和焦爐爐齡增加泄漏率加大的能力。在實際運行中具有保證焦爐運行安全，操作方便、易于維護、運行成本低(約8.0元/噸焦)、副產(chǎn)物易于處理等特點。
中國煉焦行業(yè)協(xié)會秘書長石巖峰同樣重視源頭控制工作并把目光更多聚焦在焦爐管理方面。他介紹說，協(xié)會調研時發(fā)現(xiàn)，許多獨立焦化企業(yè)不控制K3(推焦總系數(shù))，K3亂了就意味焦爐的溫度控制不嚴格，后果就是竄漏比較厲害。很多新建的焦化廠焦爐不到5年就要大修，而管理好的焦爐可以延長到15～20年。在與企業(yè)交流中，還發(fā)現(xiàn)焦爐熱工管理這幾年水平不但沒有上升，反而有下降的趨勢，熱工調火能力不強，環(huán)保壓力就很大。5.5米搗固焦爐，正常燃燒氮氧化物應該在1000mg/m3，調溫不好就可能達到2000mg/m3，增加一倍。他強調，清潔生產(chǎn)，企業(yè)一定要重視和強化源頭控制。
當前，焦爐煙氣環(huán)保治理已經(jīng)進入關鍵階段。石巖峰告訴記者，目前約有80%的焦化企業(yè)已經(jīng)或者正在上馬焦爐煙氣的脫硫脫硝裝置，預計今年底焦化企業(yè)基本都會開展這項工作，到明年將基本接近百分之百。
崔丕江在會議報告中明確要求焦化企業(yè)，要充分考慮本地區(qū)城市功能定位、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化調整和環(huán)保標準的特殊要求，對本企業(yè)的存續(xù)時間、環(huán)保達標的具體要求做出評估，加快制定環(huán)保達標的可行方案和完成的時間節(jié)點，在充分論證前提下加快環(huán)保項目建設工作。
來源:山西省煤化工協(xié)會 作者:陳國興
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