焦爐煙氣污染物種類及綜合治理技術(shù)分析

    一、焦爐煙氣主要污染物及排放標準

    焦爐是冶金行業(yè)大氣污染的重要源頭，其煙氣成分復雜，主要污染物包括：

    氮氧化物（NOx）：燃燒過程中高溫生成的溫度熱力型NOx為主。

    二氧化硫（SO?）：來源于煤氣中H?S、有機硫燃燒及荒煤氣串漏后的硫化物氧化。

    顆粒物：包括煉焦過程逸散的散煙（爐頂、爐門泄漏）及機械操作（裝煤、推焦）產(chǎn)生的粉塵。

    其他污染物：CO、CO?、HCN、殘氨、酚類及焦油等。

    排放標準：根據(jù)《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB16171—2012），自2015年起，焦爐煙囪需滿足以下限值：

    SO?＜50mg/m3

    NOx＜500mg/m3（機焦）

    顆粒物＜50mg/m3

    二、焦爐煙氣污染物控制技術(shù)

    （一）氮氧化物（NOx）控制

    燃燒過程優(yōu)化技術(shù)

    廢氣循環(huán)技術(shù)

    通過抽取10%~20%低溫煙氣摻入燃燒系統(tǒng)，降低燃燒區(qū)氧濃度與溫度，抑制熱力型NOx生成。該技術(shù)可拉長火焰，提升焦餅加熱均勻性，降低能耗，但循環(huán)量超過30%會降低燃燒效率。

    分段加熱技術(shù)

    在大型焦爐（7米以上）中應(yīng)用空氣分段供給或空氣與貧煤氣分段加熱，優(yōu)化燃燒分布，減少局部高溫區(qū)，抑制NOx生成。

    燃燒溫度控制

    通過降低空氣過剩系數(shù)（α＜1.1）及優(yōu)化焦爐熱工制度，控制實際燃燒溫度低于理論值（2150℃），減少熱力型NOx生成。

    終端治理技術(shù)

    SCR脫硝技術(shù)：因焦爐煙氣溫度偏低（220~270℃），需定制低溫催化劑，成本較高，應(yīng)用受限。

    （二）二氧化硫（SO?）控制

    源頭控制

    優(yōu)先選用含硫量低的煤氣（如高爐煤氣），減少硫化物輸入。

    強化煤氣脫硫工藝，將H?S含量降至20~800mg/m3，有機硫總量控制在500~900mg/m3。

    過程管理

    減少爐體串漏：定期維護焦爐密封性，修復炭化室爐墻縫隙，避免荒煤氣（含硫量6500~10000mg/m3）竄入燃燒室。

    （三）顆粒物控制

    爐頂煙塵治理

    裝煤孔采用泥封（人工或機械澆灌）密封，減少裝煤逸散。

    加強上升管、橋管與水封閥連接處的密封處理。

    爐門泄漏控制

    應(yīng)用空冷式爐門或氣封技術(shù)，解決刀邊與鏡面接觸不嚴問題。

    機械揚塵抑制

    安裝焦爐頂面自動吸塵設(shè)備，清除積存煤粉，減少運輸揚塵。

    三、綜合管理措施

    工藝優(yōu)化：結(jié)合熱工參數(shù)調(diào)整與燃燒技術(shù)改進，實現(xiàn)低氮、低硫燃燒。

    智能監(jiān)測：安裝煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS），實時追蹤NOx、SO?及顆粒物濃度，動態(tài)調(diào)控運行參數(shù)。

    維護升級：定期檢修焦爐設(shè)備，采用耐高溫密封材料，延長爐體壽命。

    四、結(jié)論與展望

    焦爐煙氣治理需采取“源頭減排-過程控制-末端凈化"多路徑協(xié)同策略。短期內(nèi)，廢氣循環(huán)、分段加熱及密封優(yōu)化等技術(shù)經(jīng)濟性較高；長期需研發(fā)低溫SCR催化劑、高效除塵設(shè)備，并推動焦爐煤氣脫硫工藝升級。通過技術(shù)革新與嚴格管理，可顯著降低污染物排放，助力冶金行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

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