摘要：分析了天鐵集團焦化廠煉焦生產過程中排放的煙氣中二氧化硫、氮氧化物等煙氣污染物的生成原因及其物理化學性質。結合相關環保標準，分析比較了濕法脫硫、干法脫硫技術、選擇性催化還原法（SCR）這幾種現有的比較成熟的煙氣脫硫脫硝方法，闡述了其優缺點，并針對相關問題進行了分析總結改進，為焦化廠煙氣脫硫脫硝工藝的設計運行提供了基礎。
1前言
天鐵集團焦化廠現有JN60-6型焦爐兩座，設計年產120萬噸焦炭。煉焦生產過程中排放的煙氣含有二氧化硫、氮氧化物等煙氣污染物，由其轉變而來的PM2.5占空氣中PM2.5總量的40%~50%，同時它們也是形成酸雨的主要物質，會導致一系列環境問題。隨著脫硫脫硝技術的不斷成熟，為最有效治理煉焦煙氣污染物，特別是其中的氮氧化物提供了技術保障。
本文主要分析了現在比較成熟的脫硝工藝技術方法，為以后焦化廠脫硫脫硝工藝的設計運行提供了基礎。
2焦爐煙氣的特點
由備煤車間來的洗精煤，由運煤通廊運入煤塔，由煤塔漏嘴經裝煤車按序裝入炭化室，在950-1050度的溫度下高溫干餾成焦炭。焦爐加熱用回爐煤氣由外管送至焦爐各燃燒室，在燃燒室內與經過
蓄熱室預熱的空氣混合燃燒，燃燒后的廢氣經跨越孔、立火道、斜道，在蓄熱室與格子磚換熱后經分煙道、總煙道，最后從煙囪排出。
焦爐因其生產工藝的特殊性，煙囪排放的熱煙氣中含二氧化硫、氮氧化物、粉塵，氮氧化物含量較高，煙氣需進行脫硫脫硝除塵處理后方可滿足排放要求。煙氣中NOx主要是在煤氣高溫燃燒條件下產生的，焦爐煤氣含50%以上的氫氣，燃燒速度快，火焰溫度高達1700-1900度，煤氣中氮氣與氧氣在1300度左右會發生激烈的氧化反應，生成NOx。
總體來說，焦爐煙氣具有以下特點：一是焦爐煙氣溫度范圍基本為180-300度，溫度波動范圍較大；二是焦爐煙氣成分復雜，NOx含量偏高，濃度一般為350mg/Nm3-1200mg/Nm3；三是焦爐煙氣中含有SO2，在180度至230度溫度區間內，SO2易與氨反應轉化為硫酸銨，造成管道堵塞和設備腐蝕；四是焦爐煙囪必須始終處于熱備狀態。也就是說，煙氣經脫硫脫硝后，最后排放溫度還得保證在130度左右。
3常見的煙氣脫硫工藝及其特點
煙氣中的SO2是弱酸性物質，與適當的堿性物質反應可脫除煙氣中SO2。按照吸收劑的形態，脫硫工藝一般可分為干法（半干法）和濕法。
3.1干法（半干法）脫硫工藝特點
在干法和半干法煙道氣脫硫系統中，固體堿性吸收劑被噴入煙道氣流中，或通過讓煙氣穿過堿性吸收劑床的方式使其與煙道氣相接觸。無論哪種情況，煙氣中的SO2都是與固體堿性物質反應，生成相應的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應能夠進行，固體堿性物質必須是十分疏松或相當細碎。在半干法煙道氣脫硫系統中，水被加入到煙道氣中，以在堿性物質顆粒物表面形成一層液膜，SO2溶入液膜，加速了與固體堿性物質的反應。干法脫硫技術的脫硫吸收和產物處理均在干狀態下進行，該法具有無污水廢酸排出、設備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴散等優點，但存在脫硫效率低、脫硫劑利用率低、反應速度較慢、設備龐大、反應后煙氣含塵量大需要增加除塵裝置等問題。
3.2濕法脫硫工藝特點
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異，主要是使用石灰石（CaCO3）、石灰（CaO）或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應塔中對煙氣進行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經過不斷地改進和完善后，技術比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%-98%)，機組容量大，煤種適應性強，運行費用較低和副產品易回收等優點。
石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝由于吸收劑價廉易得，在濕法脫硫領域得到廣泛的應用。該工藝的特點是脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應高濃度SO2煙氣條件。缺點是基建
投資費用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性，最主要的是原料石灰石需要采購，副產品亞硫酸鈣不好處理。
焦化廠一般可以采用氨法脫硫技術。氨法脫硫不但可以脫除煙氣中的SO2，生產出的硫酸銨和硫酸氫銨化肥產品還可以進入焦化廠回收車間硫銨系統加以處理利用生成硫銨產品。同時該系統利用一定濃度的氨水作為脫硫劑，可以使用回收車間剩余氨水，減少回收車間蒸氨系統負荷，一舉三得。氨法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2，所用設備比較簡單，操作容易，脫硫效率高。
其反應原理為：
NH3+SO2+H2O=NH4HSO3；
NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3；
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3；
(NH4)2SO3+1/2O2+H2O=(NH4)2SO4
氨法脫硫不是一體化技術，不能同時進行脫硝，需要單獨再建設脫硝系統；副產品硫銨化肥品質受氨水質量影響，其純度難達到標準要求。所以氨法脫硫對氨水品質有一定要求，可以采用經陶瓷膜過濾器過濾后的氨水；脫硫后煙氣溫度較低，排放易形成煙氣拖尾，需要加煙氣加熱裝置；硫銨鹽液塔內結晶，易附著在塔壁或噴淋管道上，造成管路堵塞和嚴重腐蝕，設備選材要求高，腐蝕嚴重，需考慮防腐以及清洗裝置。