焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析

4常见的烟气脱硝工艺及其特点
4.1SCR法脱硝工艺特点
在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率较高，应用最广，相对成熟的脱硝技术。SCR法是在一定的温度和催化剂作用下，利用氨或烃做还原剂，可选择性地将烟气中NOx还原为氮气和水的方法。催化反应温度在320-400度（焦炉烟气温度范围基本为180度-300度），该技术无副产品，通过加大催化剂装填量，脱硝效率能达80%-90%以上。
SCR系统反应如下（在催化剂的作用下）：
主反应：
4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O
副反应：
2SO2+O2=2SO3
2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4
在SCR系统设计中，烟气温度是选择催化剂的重要运行参数。SCR技术需要高温条件(320-400度)，催化反应只能在一定的温度范围内进行，同时存在催化的最佳温度，这是每种催化剂特有的性质，因此烟气温度直接影响反应的进程。所以，焦炉烟气需要安装烟气加热系统。反应产物是N2和H2O，不能回收利用，只消耗原料和动力，不产生经济效益，催化剂每三年更换一次，成本很高。
SCR法脱硝工艺经催化剂改良，可以适当地降低反应温度（230度），但是低温SCR工艺都处于实验室研究阶段，均没有经过工业装置实践应用。低温SCR工艺由于SO2、水及氨易形成氨盐造成催化剂中毒，影响催化剂的性能，低温脱硝催化剂采购途径具有垄断性，价格较高。
5工艺设计比较及改进
根据GB16171-2012(表6)的烟气排放标准，要求烟气中SO2浓度为30mg/Nm3，NOx浓度为150mg/Nm3。所以，焦化厂的烟气处理系统需要同时增设脱硫脱硝系统，以确保烟气达标排放。
5.1先脱硫后脱硝工艺流程及特点
先脱硫后脱硝最明显的特点就是烟气经脱硫后，烟气中的SO2浓度降低，减少了脱硝反应过程中硫酸铵、硫酸氢铵杂质的形成，保护了脱硝催化剂的活性，延长其使用寿命。
其工艺流程如图1所示。

但是，这种工艺原则不能采用湿法脱硫。即使是干法脱硫，也存在10度-20度温降，不利于脱硝反应的顺利进行，需要安装烟气加热系统，余热利用率不高，最主要的是干法脱硫设备成本及运行成本都比较高。
5.2先脱硝后脱硫工艺流程及特点
先脱硝后脱硫最大的优点就是未经处理的焦炉烟气温度范围基本为180度-300度，适合低温SCR法进行脱硝反应（但是建议加入烟气加热系统，当结焦时间延长或者其它需要的情况下对烟气进行加热，保证脱硝反应的顺利进行）。脱硝反应后，烟气可以接入余热锅炉进行余热回收利用。最后直接进行湿法脱硫（氨法脱硫）。
其工艺流程如图2所示。
但是，这种工艺主要存在以下两个短板：
第一，焦炉烟气中含有SO2，SO2在180度至230度温度区间内（正好是脱硝反应的适宜温度），易与氨反应转化为硫酸铵、硫酸氢铵，附着在催化剂表面造成催化剂中毒失活，同时还造成管道堵塞和设备腐蚀。所以，我们在设计时可以在脱硝系统前加一过滤网，同时增加洗涤系统，对附着在催化剂表面的杂质进行洗涤。
第二，湿法脱硫的反应温度为60度左右，经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度为45对于左右，大都在露点以下，若不经过再加热而直接排入烟囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也不利于烟气的扩散，同时在低温潮湿季节会产生比较明显的冒“白烟”现象，所以需要对净化后的烟气重新加热至130度左右（这里可以利用余热锅炉产生的部分蒸汽即可），使焦炉烟囱始终处于热备状态。
6结束语
根据焦炉烟气的物理化学性质，结合相关环保标准，对焦炉烟气几种现有的比较成熟的烟气脱硫脱硝方法进行分析总结改进，提出了烟气脱硫脱硝的基本流程方案设计及相关问题的改进方法，对今后脱硫脱硝系统的正常有序运行具有指导意义。