林广成，赵红超，杜再旺，谷　毅

（河钢唐钢，河北　唐山　063000）

摘要：介绍了焦炉烟气中SO₂的产生机理及SO₂危害，从Na₂CO₃干法脱硫技术的原理、工艺流程及技术特点等方面分析介绍唐钢美锦（唐山）煤化工有限公司“Na₂CO₃干法脱硫＋除尘＋低温SCR脱硝”系统中对焦炉烟气干法脱硫技术的应用，并根据国家颁布的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GBl6171-2012）要求，确保了SO₂排放达标。

关键词：干法脱硫；焦炉烟气；SO₂；工艺流程；工艺特点

１　引言

2012年6月，国家颁布了《炼焦化学工业污染物排放标准》（GBl6171-2012），明确规定现有焦化企业2015年1月1日后焦炉烟道气中污染物的排放限值、特别限值，地区更是提出了更为严格的要求，为了达到特别限值地区排放标准，焦炉烟气脱硫脱硝系统采用“Na₂CO₃干法脱硫＋ 除尘＋ 低温SCR 脱硝”工艺技术方案。

2　焦炉烟气中SO₂的危害与产生机理

SO₂和NO_XPM2.5的前驱体，由其转变而来的PM2.5占到空气中PM2.5总量的40％以上，同时SO₂会对环境造成相当严重的污染，它排放到高空以后形成酸雨，降落到地面以后不仅侵蚀建筑物，还会对植物、动物、人类造成危害，污染环境。

焦炉烟道气中SO₂源自入炉配合煤中的全硫，配合煤中的全硫在现代常规焦炉中有30％～35％进入产生的荒煤气中。进入荒煤气中的硫主要以硫化氢（无机硫）的形态存在，而有机硫含量大约是无机硫的5％～10％。焦炉炉体窜漏导致荒煤气进入燃烧室，荒煤气中的硫化物燃烧生成的SO₂是又一主要来源。荒煤气从炭化室经炉墙缝隙窜漏至燃烧室，即使仅有少量荒煤气窜漏，也会对焦炉烟道气SO₂浓度构成严重影响。根据测算，来自荒煤气中的硫化物窜漏至燃烧系统的SO₂约占55％～65％。

3　Na₂CO₃干法脱硫技术方案

脱硫系统主要包括干法脱硫塔、旋转雾化器、脱硫溶液制备系统、脱硫灰输送系统。

3.1　干法脱硫原理

烟气在脱硫塔塔内与被雾化的碳酸钠浆液接触，发生物理、化学反应，气体中的SO₂被吸收净化。

主要化学反应：

SO₂被雾滴吸收：

SO₂＋ Na₂CO₃→Na₂CO₃＋CO₂

2Na₂CO₃＋ O₂→2Na₂SO₄

碳酸钠浆液经雾化器雾化成50μm 的雾滴，与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收SO₂的反应，在低温下具有极高的效率脱除SO₂。由于喷入塔内的碳酸钠浆液是极细的雾滴，完成反应后的脱硫产物也为极细的颗粒，因此，完成反应的同时也即迅速干燥。

3.2　干法脱硫工艺流程

干法脱硫塔为立式塔，脱硫塔结构见图1，从焦炉总烟道抽取的烟气从塔的上部经过烟气分配器均匀分布后进入脱硫塔，在脱硫塔中间部分脱硫反应区充分反应吸收SO₂等酸性气体，然后从脱硫塔下部排出。

脱硫塔内未反应的Na₂CO₃干粉与反应生成的Na₂CO₃、Na₂CO₃干粉大部分与烟气一同从脱硫塔出口进入除尘脱硝装置。脱硫塔内少量反应生成的Na₂CO₃、Na₂SO₄及未反应的Na₂CO₃颗粒物落入塔底的灰斗，通过卸料阀外排。

除尘脱硝一体化装置收集的粉尘通过刮板机、斗提机送入循环粉尘仓或外排粉尘仓存贮，以便循环利用或外排。循环粉尘仓中循环利用的脱硫灰通过一个计量螺旋输送机输送到脱硫溶液制备系统进行再配液。

　脱硫溶液制备系统主要由脱硫剂贮仓、脱硫灰循环贮仓、计量螺旋输送机、供液罐、循环溶液罐及供液泵、溶液顶罐等组成。工艺流程图见图2。

3.3　干法脱硫技术特点

在烟气温度低时，烟气中的部分SO₂会在催化剂的作用下转变为SO₃，进而与NH₃反应生成黏稠的硫酸氢铵，粘附在催化剂表面，减少烟气与催化剂的有效接触面积，降低脱硝催化剂脱硝效率，干法脱硫设置在脱硝之前，保证中低温下的脱硝效率。

将烟气中的SO₂含量脱除至30mg／m³ 以下，保证后续的高效脱硝。整个系统为干工况运行。系统内烟气在高于烟气露点温度的工况下运行，不存在结露腐蚀的危险，无须做特殊内防腐处理。

脱硫塔设有溶液顶罐及旋转雾化器，Na₂CO₃浆液根据烟气SO₂浓度由溶液泵定量送入置于脱硫塔顶部的溶液顶罐，顶罐内的溶液自流入脱硫塔顶部雾化器，溶液经雾化器雾化成50μm 的雾滴，与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收SO₂等酸性气体的作用。

由于Na₂CO₃浆液为极细小的雾滴，增大了脱硫剂与SO₂接触的比表面积，反应极其迅速且有极高的脱除SO₂效率。由于喷入塔内的Na₂CO₃浆液是极细的雾滴，在高温条件下，脱硫浆液遇热蒸发，完成反应后的脱硫产物也为极细的颗粒。旋转雾化器将Na₂CO₃浆液雾化为粒径为50μm的雾滴，大大增加了浆液与烟气接触面积，提高吸收效率。旋转雾化器具有极宽的给料分配调节范围，可根据工况波动情况调节喷雾能力，达到减小脱硫剂原料消耗的目的。此外旋转雾化器具有低维护、防磨损，使用寿命长、维修简单等特点。