隨著(zhou)國家對(dui)氮氧化物排放(fang)的控製越(yue)來越(yue)嚴格，焦化行業脫(tuo)硝已經勢在必行。焦化行業是一類重汙染(ran)行業，此行業工藝流(liu)程複(fu)雜，生產過程中產生的高汙染(ran)物質較多。

煉焦是將各(ge)種原(yuan)料煤按一定的比例配合(he)起來，在隔絕空(kong)氣的條件下加熱(re)到950～1050~C，配合(he)煤經過幹(gan)燥(zao)、熔融、裂解、縮聚、半焦收縮，最終形成焦炭的過程。煉焦過程中產生的廢氣汙染(ran)物包括TSP，SO、HS、NH，、BAP、氮氧化物、苯、酚類、氰化氫等，對(dui)人體會(hui)產生不同程度的傷(shang)害(hai)。

煉焦工藝一般製得的產品為焦炭，是最傳(chuan)統(tong)的煤化工產品，是一種質地堅(jian)硬、呈銀灰(hui)色的塊狀炭質材料，既可以作為還原(yuan)劑、能源和供炭劑用於高爐煉鐵、衝天爐鑄造、鐵合(he)金冶煉和有色金屬(shu)冶煉，也可以應(ying)用於電石生產、氣化和合(he)成化學等領域。

我國於2012年發布並開始實(shi)施(shi)的《煉焦化學工業汙染(ran)物排放(fang)標準》(GB16171—2012)，對(dui)煉焦化學工業企業的氮氧化物排放(fang)給出了明確的限值。

該標準規定：新建煉焦化學工業企業自2012年10月1日期焦爐煙囪(cong)的氮氧化物排放(fang)濃度限值不得超(chao)過500mg/m，自2015年1月1日起現有煉焦化學工業企業焦爐煙囪(cong)的氮氧化物排放(fang)濃度限值不得超(chao)過500ms/m。

一些(xie)特(te)殊地區的煉焦化學工業企業焦爐煙囪(cong)的氮氧化物排放(fang)濃度限值不得超(chao)過150mr/m。通(tong)過對(dui)多數煉焦化學企業的調查發現：5.5m以上的搗固(gu)焦爐的煙道(dao)氣中氮氧化物含量一般在1200—1400mr/m之間，嚴重超(chao)過國家規定的上限，因此焦化行業氮氧化物治理(li)迫在眉(mei)睫(jie)。

1、焦爐煙氣特(te)點(dian)

焦化廠煙氣參數具有以下特(te)點(dian)：

(1)焦爐煙道(dao)氣溫度相對(dui)較低。相對(dui)火(huo)力發電煙氣溫度在300～400oC之間而言，煉焦化學焦爐煙道(dao)廢氣溫度較低，一般在270℃左右。

(2)煙氣含水量大，一般在12%～18%(v%)。

(3)燃料不同，導致焦爐煙氣中NO含量高低不一，一般在300—1800mS/Nm。

(4)不同焦化廠，SO：含量差別(bie)較大。焦爐煙氣中SO：含量一般在50～1000mg/Nm。

(5)粉塵含量不高，一般在2O～50ms/Nm。

2、焦爐煙氣NO控製技術

對(dui)於焦爐氮氧化物的控製技術主(zhu)要有兩種：一種是燃燒中脫(tuo)氮，方法是改進燃燒方式(shi)和生產工藝，另一種是燃燒後脫(tuo)氮，方法是煙氣脫(tuo)硝。

2.1燃燒中NO控製技術

目前國內控製焦爐加熱(re)煤氣燃燒低NO排放(fang)的技術措施(shi)現況如下：

1)焦爐爐體結構方麵的措施(shi)有以下兩項：一是7m及以上頂裝焦爐采用廢氣循環與多段(duan)加熱(re)兩者相結合(he)的低NO燃燒技術的複(fu)熱(re)式(shi)爐型，焦爐煙囪(cong)排放(fang)廢氣中NO含量用焦爐煤氣加熱(re)時低於500ms/m，基本可滿(man)足新國標的要求;若用貧煤氣加熱(re)時為350ms/m;二是4.3m、5.5m、6m頂裝和搗固(gu)焦爐大都采用單一方法的廢氣循環低NOx燃燒技術的複(fu)熱(re)式(shi)爐型，不能滿(man)足新國標的要求。

2)焦爐加熱(re)操作控製方麵主(zhu)要有以下三種措施(shi)：一是煤氣加熱(re)交換(huan)周(zhou)期30min縮短為20min;二是控製合(he)適的空(kong)氣過剩係數d值;三是鋼鐵聯合(he)型焦化企業的焦爐采用高爐煤氣進行加熱(re)。

2.2選擇性非催化還原(yuan)(SNCR)技術

選擇性非催化還原(yuan)(SNCR)技術是一種不需(xu)要催化劑，將含氨基的還原(yuan)劑(如氨水，尿素溶液等)噴入爐內，在850～1100~C的溫度範(fan)圍內，還原(yuan)分解煙氣中的NOx，生成N2和H2O，是一種清(qing)潔脫(tuo)硝技術。與SCR相比，SNCR的脫(tuo)硝效率較低，一般為30%～80%，而且會(hui)產生副產物N2O。

2.3選擇性催化還原(yuan)(SCR)技術

目前SCR脫(tuo)硝技術在電力、鍋爐行業技術比較成熟，但焦爐煙氣成分複(fu)雜，焦爐煙氣溫度比火(huo)力發電煙氣溫度低，火(huo)電行業成熟的SCR技術無(wu)法應(ying)用，因此焦爐煙氣低溫SCR脫(tuo)硝技術還處於中試研(yan)發階段(duan)。

近年來，國內外對(dui)低溫催化劑的研(yan)究(jiu)主(zhu)要集(ji)中在錳基、鐵基、鈰基、銅基等金屬(shu)氧化物催化劑方向上，其中Mn基低溫脫(tuo)硝催化劑研(yan)究(jiu)最為廣(guang)泛。

錳氧化物有很多種類，如MnO2，Mn5O8，Mn2O3，Mn3O4，MnO等，不同價態(tai)的錳之間能相互轉化而產生氧化還原(yuan)性，使NOx在NH3，的作用下轉化為N2。

Kapteijn等采用不同方法和前驅(qu)體製備了一係列的純(chun)錳氧化物，得出MnO2的單位麵積活性最高，Mn2O，的選擇性最高，並且在450K溫度下NO脫(tuo)除效率都能達到90%。

TiO2具有很強的抗(kang)二氧化硫中毒能力，因此經常被用作脫(tuo)硝催化劑載體。Li等采用硝酸錳和醋酸錳兩種前驅(qu)體，用浸(jin)漬法製備了MNOx/TiO2催化劑。

結果表明，用硝酸錳製備的催化劑在150℃時，NO轉化率為80%左右;而用醋酸錳製備的催化劑在150℃時，NO轉化率就(jiu)達到100%。

國內目前焦爐煙氣脫(tuo)硝技術處於中試階段(duan)的單位有：中科(ke)院大連化物所(suo)、鞍山焦耐院、合(he)肥(fei)晨曦科(ke)技有限公司(si)等，其中，中科(ke)院大連化物所(suo)已經在寧(ning)夏寶(bao)豐5.5m搗固(gu)焦爐煙囪(cong)完成1200h的800Nm/h中試，煙氣溫度在250～320℃之間能夠(gou)保證脫(tuo)硝效率。

鞍山焦耐院與安(an)徽同興(xing)共同引進韓國納(na)米化學公司(si)低溫脫(tuo)硝催化劑生產、活化、回收等整(zheng)套生產技術，目前已在唐山達豐焦化進行了25000Nm/h的中試試驗。合(he)肥(fei)晨晰科(ke)技有限公司(si)在河北(bei)中煤旭(xu)陽焦化有限公司(si)進行了焦爐煙氣脫(tuo)硝技術中試試驗。

2.4液體吸收法

用水或其他溶液吸收NO的方法較多，在硝酸廠和金屬(shu)表麵處理(li)行業中應(ying)用廣(guang)泛。濕(shi)法工藝能夠(gou)以硝酸鹽等形式(shi)對(dui)NO中的氮進行回收，設備簡單、投資少，但因為NO極難溶於水或堿溶液，因此吸收效率一般不很高。可以采用氧化、還原(yuan)或絡合(he)吸收的辦法以提(ti)高NO的淨化效果。主(zhu)要吸收方法有水吸收法、酸吸收法、堿液吸收法。

3、焦爐煙氣治理(li)存在問題

3.1經濟層麵

國內焦化企業主(zhu)要分為獨立焦化企業，煤焦聯營和鋼廠自建焦化廠。隨著(zhou)焦炭價格的持續走低，三種焦化企業均生存不易，虧損嚴重。這(zhe)樣的市場(chang)環境(jing)，環保部門強行要求企業執(zhi)行新標準，使目前經營本就(jiu)比較困難的焦化行業更是雪(xue)上加霜，難以生存。焦化行業脫(tuo)硫脫(tuo)硝大量的投入及運行費用由企業自己承擔(dan)，加劇了焦化行業的虧損，因此在焦化行業推行脫(tuo)硝阻力較大。

3.2技術層麵

目前，國內的脫(tuo)硝技術主(zhu)要應(ying)用在火(huo)力發電行業，技術比較成熟，而煉焦行業到目前為止(zhi)，還沒有應(ying)用脫(tuo)硝技術，其主(zhu)要原(yuan)因是由於焦爐煙氣成分複(fu)雜，煙氣溫度比火(huo)力發電煙氣溫度低，目前成熟的SCR脫(tuo)硝技術無(wu)法應(ying)用。

4、焦化行業脫(tuo)硝市場(chang)前景(jing)

根(gen)據中國煉焦行業協(xie)會(hui)的數據顯(xian)示(shi)，截至2014年年底，納(na)入行業協(xie)會(hui)統(tong)計的我國焦化企業約700餘家，焦爐總數量約2000餘座，真正能達到《煉焦化學工業汙染(ran)物排放(fang)標準》第(di)二時段(duan)標準(S02達到50mg/m、煙塵達到30mg/in、NOx達到500me,/m)的不足一成。

按每條焦化生產線(xian)的煙氣脫(tuo)硝治理(li)投資1500～3000萬元來計算，那麼，全國焦化行業的脫(tuo)硝裝置投資約為300～600億元，其脫(tuo)硝市場(chang)巨大。

焦化企業要做(zuo)到達標排放(fang)，需(xu)要投入資金進行脫(tuo)硫脫(tuo)硝並保證運行，費用較高。在這(zhe)種情況下，亟(qi)須應(ying)用一些(xie)能產生經濟效益的環保治理(li)技術，煙氣餘熱(re)回收與脫(tuo)硫脫(tuo)硝集(ji)成化技術就(jiu)是最好的解決方案。

焦爐煙氣餘熱(re)回收與脫(tuo)硫脫(tuo)硝集(ji)成化技術具有明顯(xian)的成本優勢，按100萬噸焦爐產能分析，如果隻有脫(tuo)硫脫(tuo)硝項目，僅(jin)設備投資就(jiu)要1500萬元，每年運行費用約500萬元。但如果裝上餘熱(re)回收裝置，一年可回收餘熱(re)投資，最多3年就(jiu)可收回收全部投資。這(zhe)樣焦化企業就(jiu)有了脫(tuo)硫脫(tuo)硝的積極性，促進焦化脫(tuo)硫脫(tuo)硝市場(chang)的全麵啟(qi)動。