張慶文，常治鐵，劉莉，郭普慶，孫大鵬

（鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，遼寧 鞍山 114021）

摘要： 研究了一種焦?fàn)t干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理技術(shù)，通過將經(jīng)過防爆袋式除塵器過濾后的干熄焦預(yù)存段放散煙氣匯入焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)進(jìn)行處理， 實(shí)現(xiàn)了干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵脫硫凈化目的，同時(shí)采用安全聯(lián)鎖自動(dòng)控制技術(shù)，以保證干熄焦?fàn)t系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)。 該技術(shù)應(yīng)用后，干熄焦裝置煙氣 SO₂ 排放≤30 mg/Nm³、顆粒物排放≤15 mg/Nm³，完全滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16171-2012 要求。

關(guān)鍵詞： 干熄焦；預(yù)存段；放散煙氣；除塵脫硫；安全聯(lián)鎖

為防治污染，國(guó)家加大了對(duì)焦化行業(yè)污染的治理 力 度 ，《 煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 》GB16171-2012 中明確規(guī)定，干熄焦煙氣（包括預(yù)存段放散煙氣）需凈化處理達(dá)標(biāo)后排放。 干熄焦預(yù)存段放散煙氣具有煙氣溫度低、 煙氣量小、SO₂ 濃度及粉塵濃度高等特點(diǎn)。 目前，國(guó)內(nèi)干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化問題還沒有很好的解決方法。 由于干熄焦?fàn)t生產(chǎn)必須保持壓力穩(wěn)定， 且在事故狀態(tài)時(shí)干熄焦預(yù)存段放散煙氣要及時(shí)放散以確保安全，因此，在進(jìn)行干熄焦預(yù)存段放散煙氣脫硫、除塵凈化的同時(shí)， 保證干熄焦預(yù)存段放散煙氣取氣口位置壓力平衡和事故狀態(tài)下及時(shí)放散， 成為了一項(xiàng)技術(shù)難題。

鞍鋼本部及朝陽鋼鐵現(xiàn)有焦?fàn)t 14 座 （其中6 m 焦?fàn)t 10 座，7 m 焦?fàn)t 4 座），7 套干熄焦裝置，干熄焦放散煙氣與干熄爐環(huán)境除塵共用一套除塵系統(tǒng)。 干熄焦?fàn)t生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含粉塵、SO₂ 等有害物質(zhì)的廢氣，造成排放煙氣中 SO₂ 超標(biāo)。 針對(duì)此問題，鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司進(jìn)行了干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵脫硫技術(shù)研究，提出了干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化技術(shù)和安全連鎖自動(dòng)控制技術(shù)，并先后應(yīng)用于鞍鋼 7 套干熄焦裝置，應(yīng)用后效果良好。 本文對(duì)此項(xiàng)技術(shù)和應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。

1 干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理技術(shù)

1.1 干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化技術(shù)

1.1.1 技術(shù)方法

由于干熄焦預(yù)存段放散煙氣溫度較低， 沒有達(dá)到 SDS 干法脫硫溫度要求， 因此研究了一種將經(jīng)過防爆袋式除塵器過濾后的干熄焦預(yù)存段放散煙氣匯入焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)進(jìn)行凈化的方法， 通過將干熄焦預(yù)存段放散煙氣與焦?fàn)t煙道氣混合后進(jìn)行脫硫處理， 解決了干熄焦預(yù)存段放散煙氣煙溫低等問題，滿足了脫硫所需的溫度要求。

同時(shí)，為了便于副產(chǎn)物綜合利用，設(shè)置相對(duì)獨(dú)立的干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)， 包括防爆袋式除塵器和干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)變頻增壓風(fēng)機(jī)等。 由于干熄焦預(yù)存段放散煙氣中所含焦粉為易燃易爆物，因此設(shè)置防爆袋式除塵器。

干熄焦預(yù)存段放散煙氣經(jīng)過防爆袋式除塵器脫除焦粉后， 再匯入焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)進(jìn)行凈化， 使干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵凈化收集的焦粉和脫硫副產(chǎn)物分別收集、利用。

1.1.2 技術(shù)原理

SDS 干法脫硫噴射技術(shù)是通過高效的 SDS 干法脫硫噴射裝置將高效脫硫劑 （粒徑 20～30 μm）均勻噴射到焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)入口煙道內(nèi)，脫硫劑在焦?fàn)t煙道內(nèi)被熱激活， 比表面積迅速增大， 脫硫劑與煙氣中酸性物質(zhì)充分接觸， 發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的 SO₂ 等酸性物質(zhì)被吸收凈化。 SDS 干法脫硫完成的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

2NaHCO₃ +SO₂+1/2O₂→Na2SO₄ +2CO₂+H₂O （1）

NaHCO₃+HCl→NaCl+CO₂+H₂O （2）

2NaHCO₃ +SO₃→Na2SO4 +2CO₂+H₂O （3）

NaHCO₃+HF→NaF+CO₂+H₂O （4）

1.1.3 工藝流程

根據(jù)干熄焦預(yù)存段放散煙氣特點(diǎn)， 確定以下工藝路線：干熄焦預(yù)存段放散煙氣取氣后，煙氣通過閥門切換，關(guān)快切閥，開氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，將煙氣引入干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵管道， 進(jìn)入防爆袋式除塵器進(jìn)行煙塵凈化， 過濾去除煙氣中的顆粒物（焦粉），收集的焦粉顆粒物經(jīng)吸排車吸出后，回收利用； 凈化后的煙氣由變頻增壓風(fēng)機(jī)抽引送至焦?fàn)t煙氣管道， 與焦?fàn)t煙道氣一起進(jìn)行脫硫脫硝除塵凈化處理。 具體工藝流程如圖 1 所示。

1.2 安全連鎖自動(dòng)控制技術(shù)

1.2.1 干熄爐與干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖

為保證干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，設(shè)置了兩級(jí)聯(lián)鎖，分別為干熄爐系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)與干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)變頻增壓風(fēng)機(jī)之間的安全聯(lián)鎖； 干熄焦系統(tǒng)預(yù)存段放散煙氣中的 H₂、CO 濃度值與干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)變頻增壓風(fēng)機(jī)之間的安全聯(lián)鎖。 具體運(yùn)行方式如下：

（1） 當(dāng)干熄爐系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)變頻增壓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。

（2） 對(duì)于 6 m 焦?fàn)t， 當(dāng)干熄焦系統(tǒng)預(yù)存段放散煙氣中的 H₂ 濃度＞8%或 CO 濃度＞15%時(shí)，干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)變頻增壓風(fēng)機(jī)均停止運(yùn)行；對(duì)于 7 m 焦?fàn)t，當(dāng)干熄焦系統(tǒng)預(yù)存段放散煙氣中的 H₂ 濃度＞7%或 CO 濃度＞13%時(shí)，干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng) 變頻增壓風(fēng)機(jī)均停止運(yùn)行。

1.2.2 干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化系統(tǒng)與焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖

在焦?fàn)t脫硫脫硝系統(tǒng)風(fēng)機(jī)與干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵系統(tǒng)變頻增壓風(fēng)機(jī)之間設(shè)置安全聯(lián)鎖以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 在干熄焦除塵凈化后、煙氣匯入焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)前，設(shè)電動(dòng)切斷閥， 通過電動(dòng)切斷閥可切斷兩系統(tǒng)間的聯(lián)系， 使干熄焦除塵系統(tǒng)成為相對(duì)獨(dú)立的除塵系統(tǒng)，這樣既便于干熄焦系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)和檢修（可與干熄焦?fàn)t同步檢修），又不影響焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)運(yùn)行。

2 干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理技術(shù)應(yīng)用

2018 年 5 月開始， 先后在鞍山本部和朝陽鋼鐵 14 座焦?fàn)t和 7 套干熄焦裝置采用此技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硫脫硝處理， 應(yīng)用后各干熄焦裝置的外排指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求， 實(shí)現(xiàn)了煙氣的達(dá)標(biāo)排放，且未對(duì)焦?fàn)t及干熄焦?fàn)t正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響。

下面以鞍鋼本部二煉焦 7#焦?fàn)t為例， 介紹干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理技術(shù)的應(yīng)用效果。

鞍鋼本部二煉焦 7#焦?fàn)t未處理的干熄焦預(yù)存段放散煙氣參數(shù)條件如表 1 所示。 干熄焦預(yù)存段放散煙氣外排標(biāo)準(zhǔn)（包括干熄焦循環(huán)煙氣）如表 2所示。 從表 1、2 中可見，煙氣中的 SO₂ 及顆粒物濃度嚴(yán)重超標(biāo)，必須進(jìn)行治理。

干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理技術(shù)于 2018 年5 月開始應(yīng)用于鞍鋼本部二煉焦 7# 焦 爐 干 熄 焦預(yù)存段放散煙氣凈化。 2018 年 5~12 月 7# 焦?fàn)t煙囪實(shí)際運(yùn)行排放指標(biāo)情況如表 3 所示。 由于將干熄焦預(yù)存段放散煙氣并入焦?fàn)t煙氣凈化系統(tǒng)中與焦?fàn)t煙氣一并處理， 并通過焦?fàn)t煙囪排放，因此，干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行焦?fàn)t煙道氣外排標(biāo)準(zhǔn)，原干熄焦環(huán)境除塵器煙囪執(zhí)行干熄焦煙氣相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。 經(jīng)過脫硫脫硝處理后，焦?fàn)t煙道氣外排需要達(dá)到的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如表 4 所示。

結(jié)合表 2、3 和 4 可以看出， 將干熄焦預(yù)存段放散煙氣并入焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)后， 達(dá)到了焦?fàn)t煙囪特別排放限值要求 （表 4 中的考核標(biāo)準(zhǔn)），且優(yōu)于干熄焦煙氣特別排放限值（表 2 中的考核標(biāo)準(zhǔn)），同時(shí)由于切出干熄焦放散煙氣，原干熄爐環(huán)境除塵煙囪 SO₂ 排放也滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求，大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況發(fā)現(xiàn)， 此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用并未對(duì)焦?fàn)t及干熄焦?fàn)t正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響， 實(shí)現(xiàn)了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)。

3 結(jié)論

（1） 鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司通過進(jìn)行干熄焦預(yù)存段放散煙氣除塵脫硫技術(shù)研究， 提出了干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化技術(shù)和安全連鎖自動(dòng)控制技術(shù)， 其中安全連鎖自動(dòng)控制技術(shù)包括干熄爐與干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化系統(tǒng)的安全 聯(lián)鎖、 干熄焦預(yù)存段放散煙氣凈化系統(tǒng)與焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖。

（2） 干熄焦預(yù)存段放散煙氣處理技術(shù)推廣應(yīng)用于鞍山鋼鐵和朝陽鋼鐵 14 座焦?fàn)t和 7 座干熄焦裝置煙氣脫硫脫硝處理后，干熄焦裝置煙氣排放指標(biāo)均能滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的特別排放限值要求，并達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，即SO₂ 排放≤30 mg/Nm³、NO_X 排放≤50 mg/Nm³、顆粒物排放≤10 mg/Nm³。 實(shí)現(xiàn)了煙氣的達(dá)標(biāo)排放，且未對(duì)焦?fàn)t及干熄焦?fàn)t正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響，實(shí)現(xiàn)了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)。