焦炉烟气常见脱硫脱硝工艺及其特点

一、焦炉烟气脱硫脱硝的必要性：

1、生态环境质量改善的要求：焦化行业是煤化工产业的重要组成部分，是钢铁行业中最重

要的上游产业之一，也是重点污染行业。根据环境统计数据，2015年焦化行业主要污染物二

氧化硫、氮氧化物排放量分别为36.47万t/a和24.58万t/a，占全国工业二氧化硫、氮氧化物

排放总量的比例分別为2.1％和1.7％。而焦炉加热产生的焦炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物，是焦化生产中二氧化硫和氮氧化物的重要来源。由于长期的粗放发展，对生态环境质量产生

严重影响，由其转变而来的PM2.5占空气中PM2.5总量的40%~50%，同时它们也是形成酸

雨的主要物质，会导致一系列环境问题。因此控制二氧化硫和氮氧化物的生成，减少二氧化

疏和氮氧化物的排放，己是摆在焦化行业面前的重大任务。

2、排放标准的要求：《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171－2012）中对焦炉烟囱各污染物的排放浓度限值提出了严格的要求：S02≤50mg/m3，NOx≤500mg/m3，执行特別排放

限值的地区要求S02≤30mg/m3，NOx≤150mg/m3，根据目前国内焦炉烟气中S02和NOx的排放浓度，必须采取脱硫脱硝末端治理后才能满足GB16171排放标准要求。

二、焦炉烟气中S02和NOx的主要来源

S02的来源：

1、焦炉加热用燃料中的H2S和有机硫经燃烧后生成的S02；

2、炭化室荒煤气窜漏进入燃烧室经燃烧后生成的S02；

NOx的来源：

焦炉加热室燃料燃烧过程中产生的热力型NOx，当采用焦炉煤气加热时，热力型NOx占全

部NOx的95％以上；当采用高炉煤气加热时，生成的NOx则全部是热力型NOx。

三、焦炉烟气的特点

由备煤车间来的洗精煤，由运煤通廊运入煤塔，由煤塔漏嘴经装煤车按序装入炭化室，在

950-1050度的温度下高温干馏成焦炭。焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉各燃烧室，在燃

烧室内与经过蓄热室预热的空气混合燃烧，燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道，在蓄热

室与格子砖换热后经分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。

焦炉因其生产工艺的特殊性，烟囱排放的热烟气中含二氧化硫、氮氧化物、粉尘，氮氧化物

含量较高，烟气需进行脱硫脱硝除尘处理后方可满足排放要求。烟气中NOx主要是在煤气高温燃烧条件下产生的，焦炉煤气含50%以上的氢气，燃烧速度快，火焰温度高达1700-1900度，煤气中氮气与氧气在1300度左右会发生激烈的氧化反应，生成NOx。

总体来说，焦炉烟气具有以下特点：

1、焦炉烟气温度范围基本为180-300度，温度波动范围较大；

2、焦炉烟气成分复杂，NOx含量偏高，浓度一般为350mg/Nm3-1200mg/Nm3；

3、焦炉烟气中含有S02，在180度至230度温度区间内，S02易与氨反应转化为硫酸铵，造

成管道堵塞和设备腐蚀；

5、焦炉烟囱必须始终处于热备状态。也就是说，烟气经脱硫脱硝后，最后排放温度还得保

证在130度左右。

四、焦炉烟气的脱硫技术现状

烟气中的SO2是弱酸性物质，与适当的碱性物质反应可脱除烟气中SO2。按照吸收剂的形态，目前脱硫工艺一般可分为干法（半干法）和湿法。

干法脱硫：主要是采用粉末状脱硫剂和催化脱硫剂，干法脱硫的优势是不产生废水；

半干法脱硫：主要是采用碳酸钠或石灰溶液作为脱硫剂，优势是不产生废水，但会产生大量

固废脱硫渣，不太容易处理；

湿法脱硫：主要采用是氨法脱硫，氨法脱硫的主要问题是产生氨逃逸，且容易产生烟气溶胶

和烟气拖尾现象。

五、干法（半干法）脱硫工艺特点

在干法和半干法烟道气脱硫系统中，固体碱性吸收剂被喷入烟道气流中，或通过让烟气穿过

碱性吸收剂床的方式使其与烟道气相接触。无论哪种情况，烟气中的SO2都是与固体碱性物

质反应，生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。为了使这种反应能够进行，固体碱性物质必须是十

分疏松或相当细碎。在半干法烟道气脱硫系统中，水被加入到烟道气中，以在碱性物质颗粒

物表面形成一层液膜，SO2溶入液膜，加速了与固体碱性物质的反应。干法脱硫技术的脱硫

吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在

净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散等优点，但存在脱硫效率低、脱

硫剂利用率低、反应速度较慢、设备庞大、反应后烟气含尘量大需要增加除尘装置等问题。六、湿法脱硫工艺特点

世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石（CaCO3）、

石灰（CaO）或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟

气中的SO2。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，而且具有脱硫效率高(90%-98%)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。

石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺由于吸收剂价廉易得，在湿法脱硫领域得到广泛的应用。该工艺的特点是脱硫效率高(>95%)、吸收剂利用率高(>90%)、能适应高浓度SO2烟气条件。缺点是基建投资费用高、水消耗大、脱硫废水具有腐蚀性，最主要的是原料石灰石需要采购，副产品亚硫酸钙不好处理。

焦化厂一般可以采用氨法脱硫技术。氨法脱硫不但可以脱除烟气中的SO2，生产出的硫酸铵

和硫酸氢铵化肥产品还可以进入焦化厂回收车间硫铵系统加以处理利用生成硫铵产品。同时

该系统利用一定浓度的氨水作为脱硫剂，可以使用回收车间剩余氨水，减少回收车间蒸氨系

统负荷，一举三得。氨法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2，所用设备比较简单，操

作容易，脱硫效率高。