王秀国，石金田
（兖矿化工有限公司，山东 邹城273500）
［摘 要］ 为响应国家的环保政策，兖矿国际焦化有限公司于2012年启动了焦炉烟气脱硫脱硝除尘技术的调研工作和焦炉烟气的治理工作：2×850 kt/a焦炭2×60孔7.63 m顶装煤焦炉在烟气低温脱硝侧线试验的基础上，采用低氮燃烧脱硝技术对焦炉加热系统进行优化，采用双碱法脱硫工艺对焦炉烟气进行深度脱硫技改。实际运行情况表明，焦炉烟气治理取得了良好的经济效益、环保效益、社会效益。
［关键词］ 焦炉烟气；脱硝工艺；脱硫工艺；治理项目；治理成效
［中图分类号］ X784［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）06-0075-02
0 引 言
面对日益严峻的环保压力，近年来我国对环境污染问题越来越重视，对烟气排放和节能降耗的要求越来越严格，特别是《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171—2012）的颁布实施，其排放标准的提升有力地推动了炼焦生产工艺和污染治理技术的研发。按照GB 16171—2012要求的焦炉烟气经除尘后烟囱排放废气NOX含量≤150 mg/m3、SO2含量≤20 mg/m3、烟尘含量≤10 mg/m3，在役焦炉装置若不采取脱硫脱硝除尘治理措施，其烟气无法实现达标排放。因此，焦炉烟气的脱硫脱硝除尘技术成为整个焦化行业关注的重点和难点。
兖矿国际焦化有限公司2002年从德国凯泽斯图尔焦化厂引进先进技术，通过整体拆迁重建的方式成功引进了代表当时世界上先进炼焦工业技术水平的7.63 m焦炉，将我国的炼焦工业技术水平向前推进了一大步。原设计为2×75孔7.63 m顶装煤大型焦炉，产能为2×1 000 kt/a；2005年12月项目投产，后因焦炉炉顶空间温度高达960 ℃（正常温度800 ℃），又投资了4.5亿元对焦炉炉体进行改造，调整为2×60孔7.63 m顶装煤大型焦炉，产能为2×850 kt/a。
为响应国家的环保政策，兖矿国际焦化有限公司早在2012年就启动了焦炉烟气脱硫脱硝除尘技术的调研工作，重点对国内大中型重点炼焦企业的脱硫脱硝除尘和烟气余热回收综合利用等技术进行了深入细致的调查研究。对于焦化行业而言，焦炉烟气脱硫脱硝是当前面临的一项新课题，焦炉烟气脱硫脱硝除尘技术调研工作启动后，与中科院兰州化物所联合进行了焦炉烟气低温脱硝侧线试验，其后率先在2×60孔7.63 m顶装煤大型焦炉上新上脱硫脱硝除尘环保装置，有效降低了污染物的排放。现简介如下。
1 治理前焦炉烟气的排放状况
兖矿国际焦化有限公司2×850 kt/a焦炉的设计烟气总处理量为540 000 m3/h。实际运行过程中，实测烟气处理量为320 000 m3/h，外排烟气中SO2含量平均为150 mg/m3、NOX含量平均为1 500 mg/m3，远远超过国标要求。
2 焦炉烟气脱硝工艺技术及其实施
2.1 焦炉烟气脱硝工艺技术
焦炉烟气脱硝工艺主要有干法和湿法两大类型。经调研，兖矿国际焦化有限公司决定采用马鞍山市江海节能科技有限公司宁芳青教授开发的焦炉低氮燃烧技术（专利技术）对焦炉系统进行优化改造，主要是对焦炉炉体内的加热配风量进行控制，以减少炼焦过程中NOX的生成。具体内容包括：① 对7.63 m焦炉加热系统进行优化，实现焦炉的均匀加热，以控制NOX的产生，降低焦炉烟气的NOX含量，实现达标排放；② 增加焦炉加热测温、烟气组分分析、回炉煤气热值测量调节控制系统，实现焦炉的自动化控制；③ 控制焦炉加热温度在1 500 ℃（热力型NOX产生临界温度）以下，减少热力型NOX的产生；④ 调优7.63 m焦炉加热工艺控制方式，以降低回炉煤气消耗，提高焦炉加热的均匀性。
2.2 焦炉烟气脱硝项目的实施
兖矿国际焦化有限公司于2015年11月与马鞍山市江海节能科技有限公司签订焦炉脱硝改造项目合同，2016年3月脱硝项目开工建设，2016年年底完成建设，2017年1月进行全面调试，2017年3月26日正式投运。投运后，焦炉烟气中NOX含量稳定控制在300 mg/m3左右，实现了NOX的达标排放。
3 焦炉烟气脱硫工艺技术及其实施
兖矿国际焦化有限公司焦炉烟气脱硫采用钙钠双碱法脱硫工艺，该工艺技术成熟，投资相对较少，在中小型焦炉中应用较多，具有混合气液流通量大、系统压降低、操作简便、运行稳定且运行周期长、脱硫效率最高可达97%等诸多优点。钙钠双碱法脱硫工艺技术的核心原理在于先用氢氧化钠（或碳酸钠）碱性吸收溶液脱除烟气中的含硫气体，再用氧化钙（石灰粉）对脱硫液进行再生，从而可避免系统由于铵盐、飞灰小颗粒等凝结而易出现的结垢问题，同时可提高吸收速率和脱硫剂利用率，液气比低，运行成本低。
3.1 焦炉烟气脱硫工艺技术
3.1.1 烟气脱硫系统
从焦炉出来的热烟道气，先经余热锅炉回收余热，将焦炉烟气温度由300 ℃降至180 ℃左右，再经空气换热器将烟气温度降至150 ℃左右，然后由引风机将烟气送入脱硫吸收塔。
更多内容详见《中氮肥》2018年第6期