浅析炼焦炉烟道废气脱硫脱硝的现状、存在的问题及发展趋势-同兴环保吴伟(2)

浅析炼焦炉烟道废气脱硫脱硝的现状、存在的问题及发展趋势

吴伟郑勇

（同兴环保科技股份有限公司，合肥 230000）

摘要：

本文主要讨论炼焦炉烟道废气脱硫、脱硝的市场现状，提出了目前国内市场炼焦炉烟道废气脱硫脱硝采用的主要工艺及对不同工艺存在的问题进行浅析。随着国家环保要求的不断提高，更加严格的环保法规及政策的出台，炼焦炉烟道废气的“超低排放”已成为未来炼焦炉烟道废气排放要求的必然趋势。

关键词炼焦炉烟道废气脱硫脱硝超低排放

1绪论

1.1研究背景、研究目的及研究意义

1.1.1研究背景

1.1.1.1环保背景

我国的 SO2 和 NOx 排放量高居世界各国前列。研究表明，气相 SO2、NOx 是PM2.5 的前驱体，由 SO2，NOx，VOCs 等前驱体转变的 PM2.5 的量，比直接排放得多。SO2，NOx 是酸雨的主要前体物质之一，造成的大气污染和酸雨问题日益严重，对人类健康和生态系统等造成重大危害，已经成为制约我国经济社会可持续发展的一个主要因素。

1.1.1.2政策法规

2012年 6 月 27 日国家环境保护部及国家质量监督检验检疫总局共同发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）,要求从 2012 年 10 月1 日起实施。

a）自 2012年10月1日至 2014年12月31日止，现有企业执行表 4 规定。

b）自 2015 年 1 月 1 日起，现有企业执行表 5 规定。自 2012 年 1 月 1 日起，新建企业执行表 5 规定。

c）特别地区执行表 6 的规定

d）特别地区划分

特别地区指国土开发密度较高。环境承载能力较弱，或大气环境容量较小，生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区。执行大气污染物特别排放限值的地域范围、时间，由国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府规定。

国务院环境保护行政主管部门于 2013 年 2 月 27 日发布 2013 年第 14 号文件，对特别地区进行界定。各省市还应执行地方环保标准。

重点控制区范围

e）2+26城市

“2+26”个城市为京津冀大气污染传输通道城市，环保监管尤为严格。5月18日，环保部发布《关于京津冀及周边地区执行大气污染物特别排放限值的公告（征求意见稿）》（以下简称《意见稿》），在京津冀大气污染传输通道城市的行政区域范围内将全面执行大气污染物特别排放限值。

“2+26”城市是指京津冀大气污染传输通道，包括北京，天津，河北省石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸，山西省太原、阳泉、长治、晋城，山东省济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽，河南省郑州、开封、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳。

《意见稿》中明确指出，炼焦化学工业自2018年6月1日起，执行大气污染物特别排放限值；

目前部分省份和地区政府、环保部门及焦化业主有将焦炉烟道废气排放标准进一步提高的要求，预计未来一两年SO2，NOx、颗粒物的排放标准很可能分别提高到20mg/m3、100 mg/m3、10 mg/m3。在这里将以上焦炉烟道废气污染物的排放标准称为炼焦化学企业焦炉烟道废气的“超低排放”的标准。

1.1.2研究目的

节能环保是我国的基本国策，本文通过炼焦炉烟道废气脱硫脱硝技术及工业化现状分析，指出目前脱硫脱硝工业化技术存在的问题，通过对国家环保政策及法规的趋势分析，为未来炼焦炉烟道废气的清洁排放提供技术和方向支持，使焦化企业正确对待和应用脱硫脱硝技术，做到“一步到位，少走弯路”。

1.1.3研究意义

2012年 6 月 27 日国家环境保护部及国家质量监督检验检疫总局共同发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）,要求从 2012 年 10 月1 日起实施。由于炼焦炉烟道废气单纯的脱硫工艺基本成熟，但焦炉烟道废气的温度基本在180—320℃，因此炼焦炉烟气的直接脱硝，尤其是采用低温SCR脱硝的工艺成为炼焦炉脱硝的技术瓶颈。迫于环保压力，部分企业，尤其是现有焦化企业为了降低烟道中的氮氧化物，采用了“废气循环”的脱氮工艺，但对于执行特别限值排放地区，尤其是采用焦炉煤气加热的企业无法满足特限值的要求；

从2015年开始国内部分企业开始尝试传统的SCR脱硝工艺实验，最终，低

温SCR脱硝工艺成为主流工艺进行试验。本文将对目前国内市场现有的脱硝工艺进行研究分析，为未来焦化企业炼焦炉烟道废气的真正达标排放提供思路，尤其对重点地区在未来环保更加严格的背景下如何保证达标排放具有重要的借鉴意义。

2国内炼焦炉脱硫脱硝一体化工程化技术现状及存在的问题

2.1 各工艺的市场现状及典型工程案例

2.1.1 SDA旋转喷雾干燥脱硫+除尘低温SCR脱硝一体化技术

脱硫系统由脱硫塔及脱硫溶液制备系统组成。Na2CO3溶液通过定量给料装置和溶液泵送到脱硫塔内雾化器中，形成雾化液滴，与SO2发生反应进行脱硫，脱硫效率可达90%以上。本工艺核心设备为烟气除尘、脱硝及其热解析一体化装置，包括由下至上集成在一个塔体内的除尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段。

热解析系统负责为脱硝装置内的催化剂提供350-360℃高温解析气体，分解黏附在催化剂表面的硫酸氢铵，净化催化剂表面，以解决盐内物质对催化剂的影响。

2014年5月，由同兴环保科技股份有限公司联合中冶焦耐（大连）工程技术有限公司、北京方信立华科技有限公司在唐山达丰焦化有限公司5.5m焦炉进行中试，此一体化工艺是中试路线的一种。中试达到了预期的设计目的，为宝钢湛江钢铁有限公司焦炉烟气脱硫脱硝一体化工艺作出了坚实的工程化基础。

2015年11月宝钢湛江钢铁有限公司一期焦炉烟道废气净化装置成功投运，并且稳定运行至今，出口硝、硫、尘远远低于特别限值地区的排放限值，达到了燃煤锅炉“50 35 5”的“超低排放”要求。开国内乃至世界焦炉烟道废气脱硫脱硝一体化技术的先河，是国内焦炉烟气脱硫脱硝工程化应用的首套项目，并以排名第二入选2015年《钢铁工业十大技术要闻》。

2.1.2 低温SCR脱硝+余热回收+钙基循环流化床脱硫除尘一体化技术

CFB烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇(LURGI)公司开发的一种干法脱硫工艺，这种工艺以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高了吸收剂的利用率。它不但具有干法工艺的许多优点，如流程简单、占地少，投资小以及副产品可以综合利用等，而且能在很低

的钙硫比（Ca/S＝1.1~1.3）情况下达到湿法工艺的脱硫效率，即95%以上。由于采用钙基脱硫剂，因此选择的低温SCR脱硝系统必须前置，脱硫除尘后的烟气经气气换热器换热后回原焦炉烟囱排放。国内部分知名环保企业在此基础上不断创新，研发了适合焦炉生产工况的新型CFB脱硫工艺。

2016年-2017年河北邢台某焦化全部采用该种一体化工艺技术。这也是国内首家将钙基循环流化床脱硫技术应用于炼焦炉烟道气的脱硫工程中。

2.1.3 余热回收+钠基纯干法脱硫+布袋除尘+低温SCR脱硝一体化技术

干法吸附工艺去除气态无机污染物已取得了很大的市场份额，特别是在欧洲。此工艺已经成为去除氯化氢，氟化氢和硫氧化物的标准工艺之一，尤其适合于焚烧厂烟气的在线净化。

碳酸氢钠（小苏打， NaHCO3）作为烟气脱硫的吸收剂。它通过化学吸附去除烟气中的酸性污染物，同时，它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将碳酸氢钠细粉直接喷入高温烟气。在高温下碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na2CO3、H2O和CO2。

新产生的碳酸钠Na2CO3在生成瞬间有高度的反应活性，可自发地与烟气中的酸性污染物进行反应，达到脱硫目的，并且微小的温降能够很好的匹配后置低温SCR脱硝。

2014年5月，由同兴环保科技股份有限公司联合中冶焦耐（大连）工程技术有限公司、北京方信立华科技有限公司在唐山达丰焦化有限公司5.5m焦炉进行中试，对此脱硫工艺结合焦炉烟气特性及生产工艺的特殊性进行创新型实验，最终取得了工艺路线的成功。

唐山某焦化经过两年多的考察和技术对比论证，最终一期焦炉和二期焦炉烟气脱硫采用钠基纯干法脱硫+低温SCR脱硝。目前河北省采用此种工艺的主要集中在唐山地区。

2.1.4 低温SCR脱硝+余热回收+氨法脱硫除尘一体化技术

氨法脱硫是一种高效、低耗能的湿法脱硫方式，脱硫过程是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95—99%。氨在水中的溶解度超过20%。 80－90年代，在我国硫酸和磷肥厂，具有氨法脱硫装置高达100余套。

随着焦炉烟气脱硫的迫切需要，国内部分企业根据焦炉烟气特性和生产工艺

直接移植到焦炉烟道废气的脱硫中来，但由于氨法脱硫属于湿法脱硫，具有较低的排烟温度，因此国内采用氨法脱硫+低温SCR脱硝的一体化工艺时均考虑脱硝前置。

目前该工艺国内焦化企业使用比较普遍，如山西省太原地区、山东枣庄地区、内蒙地区、唐山地区等国内不少焦化企业均普遍采用此种工艺。

2.1.5 活性炭（焦）脱硫脱硝一体化技术

煤质脱硫脱硝活性炭（也称活性焦），在国外首度应用于日本新日铁，随后在韩国浦项钢铁公司、澳大利亚BHP得到应用。国内最早推广活性焦（活性炭）工艺的单位是上海克硫环保科技有限公司，其主要是运用在冶炼尾气的净化处理方面。国内钢铁行业首家应用脱硫脱硝活性炭进行SO2和NOX同步净化处理的是“太原钢铁公司”,使用结果表明——达到和超出了设计效果，公司走上了循环经济的模式，具有突出的环境效益和社会效益。

目前国内焦炉烟道废气脱硫脱硝采用该技术的有河南安阳地区、唐山古冶地区等企业。

2.1.6 有机催化脱硫脱硝一体化技术

利用有机催化剂L中的分子片段与亚硫酸结合形成稳定的共价化合物，有效地抑制不稳定的亚硫酸的逆向分解，并促进它们被持续氧化成硫酸，催化剂随即与之分离。生成的硫酸在塔底与加入的碱性物质如氨水等快速生成高品质的硫酸铵化肥；脱硝与脱硫原理相类似，当加入强氧化剂(臭氧或双氧水)时，NO转化为易溶于水的高价氮氧化物生成亚硝酸(HNO2)。有机催化剂促进它们被持续氧化成硝酸，随即与之分离。加入碱性中和剂(氨水)后可制成硝酸铵化肥。

目前国内焦炉烟道气脱硫脱硝采用该技术的主要有江西景德镇地区、河北保定地区等企业。

2.1.7 高温SCR脱硝+X脱硫或X脱硫+高温SCR脱硝一体化工艺

选择不同的脱硫工艺直接影响脱硫脱硝系统中脱硝装置和脱硫装置的前后布置顺序。该工艺和低温SCR脱硝的工艺最大区别就是催化剂。

对于焦炉烟气特性，如采用传统的电力行业的高温SCR脱硝催化剂，必须使用加热炉将焦炉烟道废气加热至320-340℃(加热炉用焦炉煤气加热)。热烟气进入SCR反应器，与加入的脱硝还原剂在催化剂作用下进行选择性还原反应，达到

高效脱硝目的。

2016年唐山地区某焦化企业4.3m焦炉烟气脱硫脱硝采用的就是加热升温高温SCR脱硝+余热回收+石灰石—石膏法脱硫直排并采用换热空气热备焦炉烟囱的工艺，这也是唐山市乃至河北省第一套采用高温脱硝工艺对焦炉烟道废气净化的工业化装置。

2.2 国内低温催化剂的现状：

采用选择性还原低温脱硝（SCR）在国内焦炉烟道废气脱硝中占有非常大的市场份额，但低温催化剂的选择至关重要，尤其是低温催化剂的活性、设计空速、抗硫性、耐水性、化学寿命、机械寿命等。

2.2.1 方信立华低温SCR技术

北京方信立华科技有限公司（同兴环保科技股份有限公司控股子公司）与北京工业大学建立长期合作关系，何洪教授团队与北京方信立华科技有限公司合作解决低温SCR催化剂在低温高硫烟气脱硝应用的问题。经过多年努力，成功研发出具有自主知识产权的“方信”牌低温SCR脱硝催化剂，属于钒钛体系催化剂。该技术大幅拓宽了SCR脱硝催化剂的常规治理温区，将治理温区从300-400℃拓宽至160-400℃。目前，“方信”牌低温SCR脱硝催化剂已成功应用于诸如云南钛业集团、广州钢铁、湖北益泰药业、宝钢湛江钢铁有限公司等大型行业龙头企业的脱硝工程，并取得了良好的效果，在国内钢铁、焦化企业炼焦炉烟道废气低温脱硝业绩最多，低温催化剂市场占有份额最大的一家企业，对于焦炉烟道废气低温脱硝技术来说，此低温催化剂目前来看性能优势明显，但长远来看是否真正的适应焦炉烟道废气的低温脱硝有待更长的时间检验。

2.2.2 合肥晨晰低温SCR技术

合肥晨晰环保工程有限公司与合肥工业大学建立长期合作关系，秉承自主创新的理念，研发出具有自主知识产权的新型Mn/FA-PG低温SCR催化剂，属于非钒系催化剂，整个SCR工艺温度范围宽、适用于180~300℃。并与山东铁雄新沙能源有限公司签订了150万吨焦炉烟气中低温SCR脱硝工程总承包合同。

目前国内除炼焦炉烟道废气部分采用该新型Mn/FA-PG低温SCR催化剂，其他行业工业窑炉的低温烟气脱硝应用面较窄，新型Mn/FA-PG低温SCR催化剂是否成熟，从目前来看不能下定论，还需更长的时间去检验。

2.2.3 上海瀚昱低温SCR技术

瀚昱公司研发团队与浙江大学合作建立长期合作关系，研发、设计并制造均质的MeOx-CoOx(CeOx) /TiO2蜂窝催化剂和堆垛式棒状催化剂，属于非钒系催化剂，应用于低温SCR脱硝项目中。催化剂的适应温度为130℃~260℃。脱硝效率60%~90%，并已在玻璃窑和石油化工领域拥有工程应用业绩。

2.2.4 华元科技低温SCR技术

内蒙古华元科技有限公司生产的脱硝催化剂属于非钒系催化剂，使用窗口温度为120-420℃，并已有低温SCR(玻璃窑)脱硝催化剂中试应用案例。

2.2.5 中能国信低温SCR技术

中能国信(北京)科技发展有限公司与清华大学材料学院达成战略合作协议，合作开发拥有全部自主知识产权的低温蜂窝型和低温泡沫型SCR脱硝催化剂生产技术，属于钒钛体系催化剂。中能国信(北京)科技发展有限公司与北京金隅集团下属金隅红树林环保技术有限责任公司一起于2014年7月开始了在水泥窑低温SCR脱硝上的探索并已取得成功。

2.2.6 大连物化所低温SCR技术

中科院大连化学物理所节能与环境部大气污染物催化净化研究组开发的高效蜂窝状SCR脱硝催化剂，在宁夏一家能源企业成功进行了800立方米/时焦炉烟气脱硝工业侧线实验，验证了SCR方法及该类型催化剂用于焦炉烟气脱硝工程的可行性，为今后焦炉烟气SCR高效脱硝工程实施奠定了技术基础。

据介绍，在长达1200小时的侧线实验中，焦炉烟气脱硝率基本稳定在98%~99%，反应器尾气出口氮氧化物浓度小于20毫克/立方米，远远优于国家排放标准限值，显示了很好的脱硝效果。

该催化剂属于涂层类钒钛体系催化剂，目前主要应用于江苏徐州和邳州地区，在国内没有大范围的推广。

2.3 国外SCR低温脱硝技术主要方法

2.3.1 壳牌Shell低温脱硝技术

经过多年的研究，壳牌公司(Shell)于20世纪90年代开发出了低温DeNOx 系统(SDS) ，它包括一种专有的V/Ti颗粒状催化剂和一个低压降的侧流反应器(LFR)。典型的商业应用级 SDS，操作温度在120℃～350℃;空速在2500～40000/

h;可以在很小的氨逃逸率下达到高于95 %的NOx转化率。

Shell低温脱硝系统在国内有安装实践，2005年初，柳州化工股份有限公司采购了CRI 三套脱硝系统，使用的温度分别是137℃，164℃，290℃。在南京某己内酰胺厂也有一套CRI 脱硝系统在运行。2010年3月宁波万华安装一套气液焚烧装置的尾气处理，同年7月又安装尾气流量这12455Nm3/h硝酸尾气处理;2010年5月，湖北华强年产6万吨的硝酸项目的尾气处理，尾气中的氮氧化物排放均远低于国家即将执行的300mg/Nm3标准。

2.3.2 奥地利Ceram低温脱硝技术

Ceram的催化剂的采用的也是V-Ti体系，其中V含量在0到3%之间，催化剂的活性温度在150-550℃之间。从1990开始Ceram从事的低温脱硝项目包括垃圾发电，乙烯裂解炉，硝酸厂，天然气燃汽轮机等。温度最低的是1995年的Wuppertal项目，催化剂的反应温度是150℃。其中以城市垃圾和医用垃圾，化学残留物等垃圾炉的尾气SCR处理最多，另外也有少量的少量乙烯裂解炉，硝酸厂，天然气燃汽轮机等低温SCR项目。

2.4 国内低温催化剂的两大体系

目前国内低温催化剂主要有Mn基和V-Ti 基SCR催化剂。

SCR脱硝催化剂的研究始于上个世纪的60年代，最初的V-Ti 基SCR催化剂脱硝工程应用由日本公司在70年初完成，至今已有近50年的历史，而目前工业SCR催化剂的组成依然是以V2O5-WO3（或MoO3）/TiO2，研究表明SO2 在V2O5-TiO2材料上的吸附是可逆的弱吸附，因此，该体系具有很好的抗硫中毒性能，因此也作为氧化制硫酸的催化剂，而在其它催化剂体系上，SO2 的吸附较强，大多为不可逆吸附，甚至可以形成难以分解的硫酸盐，使催化剂难以应用于含硫烟气的脱硝治理。在过去的50年中，也有一些研究者和公司开发了非钒基催化剂，有的也做过工程化实验，但是最终没有在脱硝市场上进行大规模的推广，说明在非钒基催化剂在工程应用上还存在许多的问题，难以大规模应用。

最近几年，由于巨大的脱硝市场需求引发了中国对SCR催化剂研究的热潮，除了传统的V-Ti 基SCR催化剂外，Mn基催化剂受到了极大的关注，其主要体系有MnO2-CeO2，MnO2-CeO2/TiO2, MnO2-MOx/TiO2 （M=Fe, Cu, Co等）, MnO2-CeO2/AC和MnO2-CeO2/多孔材料等体系。Mn基催化剂具有很好的低温活性，

有文献报道，在120℃时的脱硝活性可以高达90%以上。但是，Mn基催化剂存在的问题是抗硫抗水性能弱，在含硫烟气中， MnO2可以和SO2反应生产MnSO4，而MnSO4的分解温度为850℃，因此，Mn基催化剂在发生硫中毒后很难再生。研究者在MnO2/TiO2体系中加入CeO2，可以提高催化剂的初始抗硫性能，因为SO2可能首先和CeO2反应，当CeO2消耗殆尽时，催化剂的活性就会随之降低。Mn 基脱硝催化剂可以应用于化工领域某些不含硫和水份的工业废气脱硝，在含硫烟气的脱硝处理方面没有大规模应用。虽然，国内某些公司开始在含硫烟气脱硝工程中应用Mn基SCR催化剂，催化剂的初始活性也比较好，但是，能否后长期应用还需要工程和时间的验证。总而言之，Mn基催化剂在抗硫抗水性能方面远逊于V2O5-WO3（或MoO3）/TiO2体系，在工程应用时，需要关注烟气中硫和水份的含量对Mn基催化剂寿命的影响。

2.5 各工艺工程化应用中存在的问题

目前，烟气脱硫的技术种类较多，按脱硫过程是否使用工艺水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法/干法两大类脱硫工艺。

湿法烟气脱硫发展较早，技术比较成熟，生产运行安全可靠，在当前许多企业中占主导地位。但其缺点是生成物较难处理，设备腐蚀性严重，占地面积大，投资和运行费用高，系统复杂设备庞大，耗水量大。典型的有石灰石—石膏法、液相催化法等。

半干法/干法烟气脱硫技术相对于湿法脱硫系统而言其脱硫效率高，设备简单，占地面积小，操作方便，能耗较低，无污水处理系统。而缺点是设备一次性投资大，设备操作技术要求高。脱硫方法有活性炭吸附法、SDA旋转喷雾干燥法、循环流化床半干法、循环流化床纯干法、荷电干式吸收剂喷射法、电子束辐射法等。

目前，烟气脱硝的技术种类也较多：市场主要应用的有低温SCR脱硝、加热升温SCR脱硝、臭氧氧化脱硝、活性炭（焦）脱硝等。

就焦炉烟道废气脱硫脱硝而言，其实脱硫工艺的选择从工艺技术本身来说相对比较成熟，而低温脱硝是新生事物，目前市场低温催化剂的生产研发单位比较多，市场应用比较杂，真正的成熟的低温催化剂有待市场检验。

这里就炼焦炉烟道废气脱硫脱硝从一体化考虑，必须从脱硫和脱硝的工艺组

合与匹配，一次性投资、次生污染或产生的二次废弃物、运行费用、密切结合炼焦炉生产工艺的特殊性等多方面综合考虑。目前国内市场主要的7种脱硫脱硝一体化工艺均存在以下不足：

2.5.1 SDA旋转喷雾干燥脱硫+除尘低温SCR脱硝一体化技术存在的问题

焦炉烟气属于中低温烟气，就脱硝而言，从直接脱硝来说，选择中低温SCR 脱硝工艺是其最理想的选择。因为SCR脱硝工艺成熟，脱硝效率较高，无废弃物产生。但采用中低温SCR脱硝的核心是低温催化剂。

从脱硫脱硝一体化工艺组合来说，若采用SDA旋转喷雾脱硫前置，能够保证较高的脱硫效率，并且脱硫温降小，脱硫后的烟气进一步除尘低温SCR脱硝，在低硫低尘的工况条件是无疑为催化剂创造一种理想的运行环境，有利延长催化剂使用寿命，保证较高的脱硝效率。

本工艺目前面临最大的缺点就是脱硫的废渣是硫酸钠和亚硫酸钠等，处理难度大。

若该工艺能够有效处理脱硫废渣，针对焦炉烟道气脱硫脱硝来说是一种非常优越的工艺技术。

SDA旋转雾化器目前国内技术尚未成熟，目前基本全部依耐进口，国内投运的雾化器主要有丹麦NIRO公司和比利时西格斯设计供货。

2.5.2 低温SCR脱硝+余热回收+钙基循环流化床脱硫除尘一体化技术

由于采用的钙基脱硫工艺，循环流化床脱硫时依靠双流体喷枪或高压回流喷枪喷雾降温来提高脱硫效率，脱硫塔出口温度一般控制在90-130℃，由此看来脱硫温降较大。

结合脱硫脱硝一体化工艺时，脱硝必须前置。对于烟道气中高硫烟气采用前置脱硝无疑是一种挑战。市场有些厂家宣传的催化剂耐硫性能达到500mg/m3以上，但当前市场上几个先脱硝装置投运时间均不超过2年，并且部分厂家的催化剂性能下降，出口不能稳定达标排放。所以，对于高硫烟气采用先脱硝的工艺是否成熟有待时间检验。

钙基循环流化床脱硫由于温降大，脱硫除尘后的烟气若回原焦炉烟囱排放，除尘后的烟气必须再热到130-150℃，这样才能保证烟囱根部吸力和防止酸结露对烟囱内壁的腐蚀。

钙基循环流化床脱硫操作条件苛刻复杂，对操作要求高，并且国内真正能够做好的企业为数不多，大部分厂家承包的循环流化床脱硫工程脱硫塔存在堵的现象。

2.5.3 余热回收+钠基纯干法脱硫+布袋除尘+低温SCR脱硝一体化技术

焦炉烟气温度一般在180—320℃，尤其是采用焦炉煤气加热的焦炉烟道气温度一般在250-320℃，因此脱硫脱硝前设置余热能够充分回收烟气余热副产蒸汽。

从脱硫脱硝一体化工艺组合来说，若采用钠基纯干法脱硫前置，能够保证较高的脱硫效率，并且脱硫温降小，脱硫后的烟气进一步除尘低温SCR脱硝，在低硫低尘的工况条件是无疑为催化剂创造一种理想的运行环境，有利延长催化剂使用寿命，保证较高的脱硝效率。

本工艺目前面临最大的缺点就是脱硫的废渣和钠基SDA脱硫具有相似的通病，脱硫废渣为硫酸钠和亚硫酸钠等，处理难度大，目前有部分企业将脱硫废渣配煤炼焦、甚至有些钢铁联合企业将脱硫废渣回配烧结机处理。

对于高硫烟气，若采用纯干法脱硫，脱硫剂依耐进口小苏打。国内部分企业焦炉烟道气含硫量不高，通过购买国产小苏打研磨后到达800目才能够保证较高的脱硫效率。

纯干法脱硫由于脱硫剂的特殊性，脱硫剂的管道输送和存储具有苛刻的技术要求，防止脱硫剂吸潮板结导致系统无法正常运行，这也是钠基纯干法脱硫的技术难点。

2.5.4 低温SCR脱硝+余热回收+氨法脱硫除尘一体化技术

氨法脱硫属于湿法脱硫，由于采用的湿法脱硫工艺，脱硫系统温降大，脱硫塔出口温度一般控制在55-75℃。

结合脱硫脱硝一体化工艺时，脱硝必须前置。对于烟道气中高硫烟气采用前置脱硝无疑是一种挑战。市场有些厂家宣传的催化剂耐硫性能达到500mg/m3以上，但当前市场上几个先脱硝装置投运时间均不超过2年，并且部分厂家的催化剂性能下降，出口不能稳定达标排放。所以，对于高硫烟气采用先脱硝的工艺是否成熟有待时间检验。

氨法脱硫理论上副产物为硫酸铵，属于回收法脱硫工艺，可以抵消部分的运

行费用，甚至具有一定的经济效益。但从国内投运的氨法脱硫工程来看，第一，焦炉烟道气的含硫量不高，采用氨法脱硫副产硫酸铵的年产量较低；第二由于烟道气中含有油性轻浮的颗粒物，通过水洗难以去除，脱硫副产物硫酸铵纯度难以保证。

氨法脱硫属于湿法脱硫，具有大部分湿法脱硫的通病。

中国北方尤其是冬季，越来越严重的雾霾成为焦点。据有关报道，湿法脱硫排放至大气中的水汽及夹带的污染物对雾霾的贡献越来越得到大多专家及学者的认同。

部分专家学者认为，我国近年来冬春季节已经成为灾害性气象的严重雾霾的源头在火电厂，其成因为在最近三年内全国在电力环保名义下完成的浩大的湿法烟气脱硫工程。这由一种环保技术引发的另一种严重的环境污染事件是之前没有预料到的。

为什么部分专家和学者会下这个结论呢？其原因在于，我国电厂未经烟气脱硫时，进入大气的基本是干烟气，而近5年，随着电厂大规模烟气脱硫工程的上马，原来烟囱向高空排放的干烟气变成了湿烟气；

湿法烟气脱硫，一方面确实也起到了进一步减少进入烟囱排向大气的颗粒数量，但是，另一方面，烟气仍然会携带出一部分的细颗粒进入大气，而进入大气后，这种湿烟气具有对细微颗粒更为强烈的携带作用；

以往雾霾是当空气中的的湿度达到80%‐90%时，湿空气将其中的细颗粒包围起来，形成细颗粒为核心的气溶胶——即雾霾。

而在湿法脱硫条件下，除尘器后的粉尘就直接被雾化成了雾霾，通过数百米的烟囱直接排向高空。

2.5.5 活性炭（焦）脱硫脱硝一体化技术

活性焦脱硫脱硝一体化技术属于回收法，SO2脱除效率可达98%以上，NOx 脱除效率只有60%以下，同时粉尘含量小于20mg/m3。实现脱除SO2、NOx和粉尘一体化，脱硫脱硝共用一套装置。烟气脱硫反应在120-180℃进行，脱硫后烟气排放温度120℃以上。

但焦炉烟道气中NOx含量偏高，SO2含量偏低，且含有焦油、硫化氢（H2S）、一氧化碳、甲烷、游离炭等组分，这导致活性炭联合脱硫脱硝法等适合于高硫低

氮烟气工况的工艺在焦化行业难以适用。

活性焦脱硫脱硝一体化对系统入口温度要求苛刻，防止活性焦燃烧着火。因此系统出口温度一般控制在120℃，若回焦炉烟囱排放，烟气需要再热升温。

活性焦脱硫脱硝一体化投资大，脱硫脱硝装置后续需增加解析制酸系统，工艺链条长，维护成本较高。

2.5.6 有机催化脱硫脱硝一体化技术

有机催化脱硫脱硝一体化技术属于回收法技术，目前国内采用的主要是以色列技术。通过有机催化剂的作用，脱除烟气中的二氧化硫最终副产硫酸铵，脱硫效率较高。

但这个脱硫工艺具有和氨法脱硫同样的弊端，副产物硫酸品质无法保证，并且适用于高硫烟气脱硫。

而脱硝需要加入强氧化剂（一般采用臭氧或双氧水），臭氧发生器的电耗代价较高，运行成本大。最主要的是有机催化氧化脱硝对NO氧化率不能追求过高，因此，该技术脱硝效率较低，在环保要求越来越高的形式下，该技术的发展应用前景并不乐观。

2.5.7 高温SCR脱硝+X脱硫或X脱硫高温SCR脱硝一体化工艺

工艺大体和低温SCR脱硝+X脱硫路线一致，唯一不同的是脱硝采用的是高温SCR工艺。

焦炉烟道废气采用的高温SCR脱硝是从电力行业锅炉脱硝直接移植到焦炉烟道气脱硝中来，具有一定技术弊端。第一，为了降低因加热升温的成本，高温脱硝一般采用脱硝前置；第二，高温脱硝需要通过热风炉燃烧煤气加热烟气脱硝，煤气耗量大，运行成本较高；第三，焦炉烟气的污染物成分与煤电行业的不同，煤电行业烟道气中SO2含量偏高，NOx含量偏低，而焦炉烟道气中NOx含量偏高，SO2含量偏低，且含有焦油、硫化氢（H2S）、一氧化碳、甲烷、游离炭等组分。而高温SCR脱硝的效率一般在80-85%之间，因此，电力行业的高温脱硝催化剂直接移植到焦炉烟气脱硝中来，难以保证较高的脱硝效率，系统出口NOx难以达标，更何况未来焦炉烟道气排放标准可能执行“超低排放”标准。

3国内炼焦炉脱硫脱硝一体化工程化技术发展的趋势

“排放标准更严、脱硫脱硝无次生污染、运行成本更低、工程化技术稳定运

行”正成为未来炼焦炉烟道废气脱硫脱硝一体化发展的趋势。

就脱硝而言，传统高温技术不适用，真正的高效率低温催化剂技术亟待完善成熟。传统高温脱硝技术不能满足焦炉脱硝市场需求，并且加热升温代价较大。焦炉烟道气在脱硝之前温度一般为180℃~300℃，其温度低于传统技术的脱硝需求条件；焦炉烟气的污染物成分与煤电行业的不同

煤电行业的上述脱硝技术并不能满足焦炉脱硝市场需求，不能实现焦炉高效脱硝。主要有3方面原因。首先是焦炉烟道气在脱硝之前，其温度一般为180℃~300℃，煤电烟气脱硝前温度为300℃~450℃,焦炉烟道的温度无法匹配传统工艺的温度条件，从而阻碍了一些技术工艺在焦炉烟道气脱硝方面的应用。

二是焦炉烟气的污染物成分与煤电行业的不同，煤电行业烟道气中SO2含量偏高，NOx含量偏低，而焦炉烟道气中NOx含量偏高，SO2含量偏低，且含有焦油、硫化氢（H2S）、一氧化碳、甲烷、游离炭等组分，这导致活性炭联合脱硫脱硝法等适合于高硫低氮烟气工况的工艺在焦化行业难以适用。

三是焦炉烟囱内部必须保持130℃以上的温度（焦化行业称之为烟囱热备），在引风机出现故障和断电时，能够保证焦炉烟囱还能为炼焦工艺提供稳定的压力出口条件，而不影响整个焦炉的生产，所以排烟温度过低的湿法工艺在焦化行业的应用受到制约。

因此，新型的低温SCR脱硝技术才是焦炉烟道气脱硝的趋势，并且，国内部分垃圾焚烧、玻璃窑炉等低温烟气的脱硝逐步开始采用低温SCR脱硝技术。真正意义上的低温催化剂若能保证低温区的活性和采取一定抗硫技术是未来低温烟气脱硝的趋势，并且低温SCR脱硝技术才能够满足未来超低排放的要求。

就脱硫而言，就高效率的脱硫工艺众多，但因脱硫工艺而产生次生污染和环境问题的脱硫工艺亟待研究。如部分湿法脱硫无废弃物，但庞大的含湿烟气以及夹带的污染后排向大气造成了环境的进一步污染。

干法和半干脱硫脱硫如能有更好的方案处理脱硫废弃物，从大局上来看是未来脱硫工艺的理想选择。

4结论

选择任何一种脱硫脱硝的工艺必须以能达标为前提，并且能够满足未来更加严格的环保要求。尤其是重点地区及“2+26”城市，对于炼焦炉脱硫脱硝工艺的

选择必须能够满足特别限值排放标准。

在新形势下，炼焦炉烟道废气排放实行“超低排放”标准是未来炼焦炉烟道废气排放要求的趋势，因此任何一种脱硫脱硝工艺的选择必须能够满足未来更加严格的环保要求。

在以上趋势的背景下，各科研机构和企业单位，加大科技研发力度，想方设法研究处理关于干法/半干法脱硫废弃物，不断提高脱硫效率和运行的稳定性、最大程度较低运行成本和工程投资。另外当前市场选择脱硝的主流工艺大都是低温SCR法，投入市场的低温催化剂品牌众多，真正成熟可靠的催化剂还需时间和市场的检验。

相信，从炼焦炉烟道废气脱硫脱硝一体化角度出发，未来干法/半干法脱硫以及低温SCR脱硝工艺是炼焦炉脱硫脱硝一体化工艺选择的发展趋势；焦炉烟道废气排放标准越来越严格，排放标准越来越高，正所谓属于炼焦炉烟道废气的“超低排放”标准是未来发展的必然趋势。