焦炉配套脱硫脱硝设备废气排放及控制效果评估.pdf

冶金与材料第 44 卷焦炉配套脱硫脱硝设备废气排放及控制效果评估孙小飞（河钢宣钢焦化厂，河北 张家口075000）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 4 期2024 年 4 月Vol.44 No.4Apr.2024摘要：文章主要针对焦炉配套脱硫脱硝系统 SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术进行了废气排放及控制效果的评估。通过实地调研和数据采集，分析了焦炉配套脱硫脱硝设备在废气处理过程中的性能和污染物排放情况。研究结果表明，SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术在焦炉配套脱硫脱硝中具有较高的脱硫效率和脱硝效果，同时能够有效降低二氧化硫和氮氧化物等有害气体的排放浓度。关键词：焦炉配套脱硫脱硝；SDS 干法脱硫；SCR 脱硝；废气排放控制作者简介：孙小飞（1989），男，河北张家口人，主要研究方向：电气工程及其自动化。随着环境保护意识的不断加强和相关法规政策的逐步完善，工业废气的排放与治理成为全球范围内的重要议题。焦炭行业作为重要的能源生产行业，其废气排放问题备受关注。二氧化硫和氮氧化物等有害气体是焦炉废气中主要的污染物，对大气环境和人类健康造成了严重威胁。因此，研究焦炉配套脱硫脱硝设备的废气排放及控制效果具有重要的理论和实践意义。1焦炉配套脱硫脱硝 SDS（干法）脱硫和 SCR脱硝技术1.1脱硫脱硝概述焦炉配套脱硫脱硝是指在焦炉炼焦过程中，通过SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术分别对废气中的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）进行去除的方法。干法脱硫技术是一种常用的废气处理技术，它利用脱硫剂与废气中的二氧化硫（SO2）进行接触反应，从而实现脱硫的目的；SCR 脱硝技术是利用催化剂（钒钛蜂窝型）对废气中的 NOx 进行氧化还原反应，从而实现脱硝的目的咱1暂。1.2技术原理干法脱硫技术的原理是将含有 SO2的废气与干法脱硫剂进行反应，使 SO2转化为硫酸盐或亚硫酸盐，并通过过滤装置进行固体-气体分离，最终达到脱硫目的。常用的干法脱硫剂包括石灰、碱式氧化钙、工业碳酸氢钠等咱2暂。这些干法脱硫剂具有较高的吸附能力和反应活性，可有效地与焦炉废气中的 SO2发生化学反应。在干法脱硫过程中，SO2被转化为硫酸盐或亚硫酸盐，并与干法脱硫剂形成固体颗粒物。这些颗粒物通过过滤装置进行固体-气体分离，从而实现对 SO2的去除。同时，SCR 脱硝技术可以通过催化剂氧化还原反应，如五氧化二钒催化剂等，使氮氧化物发生氧化还原化学反应生成氮气和水，从而实现对氮氧化物的去除。1.3技术优势焦炉配套脱硫脱硝 SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术具有一系列优点。首先，该技术具有较高的脱硫效率和脱硝效果。研究表明，在干法脱硫技术的作用下，焦炉废气中的二氧化硫和氮氧化物排放浓度明显降低。例如，以河钢宣钢焦化厂 1#2#5#6#焦炉进行的试验显示，经过干法脱硫处理后，焦炉排放的二氧化硫含量从初始的 400mg/m3左右降至 30mg/m3以下，焦炉排放的氮氧化物含量从初始的 700mg/m3左右降至 130mg/m3以下，符合国家环保排放标准。同时，焦炉配套脱硫脱硝干法脱硫技术产生的废渣可以进行综合利用。在干法脱硫过程中，所产生的废渣主要是含有硫酸盐或亚硫酸盐的固体物质咱3暂。这些废渣可以作为建筑原料或其他材料进行综合利用，具有一定的环境经济效益。1.4技术局限首先，干法脱硫技术对废气中的湿度和温度较敏感。当湿度较高或温度较低时，会影响脱硫剂本身的反应活性而导致脱硫效果降低；SCR 脱硝技术中使用的催化剂，主要受系统温度的影响，系统温度较低时，催化剂的反应活性大大降低，脱硝效果大幅下降。因此，在实际应用中需根据不同的工况条件调整 SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术的运行参数和反应物料的选择。干法脱硫过程中产生的废渣需进行储存和处理。这些废渣通常含硫浓度较高和其他有害物质，需采取适当的措施进行储存和处置，以防止对环境造成二次污染。综上所述，焦炉配套脱硫脱硝 SDS（干法）脱硫和SCR 脱硝技术是一种常用的废气处理技术，能够有效地去除焦炉废气中的二氧化硫和氮氧化物。该技术具有较高的脱硫效率和脱硝效果，并能够实现废渣的综合利用。然而，干法脱硫技术对湿度和温度敏感，废渣处理也面临一定的挑战。因此，进一步的研究和改进仍是必要的，以提高技术的可行性和适用性。2废气排放与控制效果评估方法为了对焦炉配套脱硫脱硝设备的废气排放和控制76第 4 期效果进行评估，文章采用实地调研和数据采集的方法：2.1评估准备首先，针对河钢宣钢焦化厂 1#2#5#6#焦炉配套脱硫脱硝设备所在厂区进行实地调研，对设备运行情况、工艺参数和操作模式进行详细了解。通过现场观察和与工作人员交流，获取设备的技术特点和操作要点。2.2评估数据采集为保障评估效果，在设备的废气排放口处安装相关监测设备，并进行在线监测。首先，安装二氧化硫浓度检测仪器。该仪器通过化学吸收法或光谱法等原理，可以实时监测废气中二氧化硫的浓度。将该仪器安装在废气排放口附近，并保证其与废气流通畅，以确保准确地捕捉到废气中的二氧化硫含量。其次，安装氮氧化物浓度检测仪器。通过电化学分析法或光谱法等技术，能够准确测量废气中氮氧化物的浓度。将这些仪器布置在废气排放口附近并校准，使其保障数据的准确性和可靠性。此外，安装记录温度、湿度等相关参数的仪器，可以实时记录废气中的温度和湿度等信息，以便分析废气排放过程中的变化趋势。通过这些监测设备，能够实时记录废气中二氧化硫和氮氧化物的浓度，以及废气流量、温度和湿度等相关参数。这些数据将提供有价值的信息，用于评估焦炉配套脱硫脱硝设备在废气处理过程中的性能和效果。通过与国家或地方的排放标准相比较，能够科学有效地评估焦炉配套脱硫脱硝设备是否达到相应的排放要求。同时，对废气流量、温度和湿度等参数与污染物排放之间的关联性进行分析，助于明确废气处理过程中各个因素的影响，并为优化设备运行提供参考。2.3评估数据分析2.3.1污染物浓度分析首先，对二氧化硫和氮氧化物等污染物的浓度数据进行统计和分析。通过计算平均值、最大值、最小值和标准差等统计指标，了解废气中这些污染物的排放水平。其次，将监测数据与国家或地方的排放标准进行比较，判断焦炉配套脱硫脱硝设备是否达到了相应的排放要求。2.3.2排放浓度变化趋势分析将采集到的废气监测数据按时间序列进行排序，以便分析排放浓度的变化趋势。通过绘制曲线图或柱状图等形式，观察排放浓度在不同时间段的波动情况。这有助于发现废气排放存在的周期性变化或异常波动，并为进一步优化设备运行提供参考。2.3.3相关参数关联性分析除了污染物浓度，还需要考虑废气流量、温度、湿度等相关参数与污染物排放之间的关联性。通过统计分析这些参数之间的相关系数，了解其是否存在一定的关联关系。例如，废气流量增加时，污染物排放是否也随之增加。这样的关联性分析有助于深入理解废气处理过程中各个因素的相互影响。2.3.4数据异常检测在数据分析过程中，要注意对异常数据进行检测。如果发现某些数据明显偏离正常范围，可能是由于监测设备故障或操作失误导致的。在分析中应予以剔除或标注，并与实际情况核对。通过对废气监测数据的详细分析，可以获得焦炉配套脱硫脱硝设备在废气处理过程中的性能和效果的全面了解。这些分析结果对进一步改进设备运行、优化工艺参数、提高废气处理效果提供重要依据。同时，还可以根据分析结果提出相应的建议和措施，以减少废气排放对环境的影响。2.4效果评估在评估焦炉配套脱硫脱硝设备的脱硫脱硝效果时，可以采用以下常用的评估方法：2.4.1指标评估指标评估是评估焦炉配套脱硫脱硝设备废气处理效果的一个重要方法。通过比较监测到的污染物浓度和排放量等指标与国家或地方的排放标准，可以判断设备的废气处理效果是否符合规定。（1）确定评估指标：根据焦炉配套脱硫脱硝设备的废气处理目标和排放标准，确定需要评估的指标。常见的指标包括二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）等污染物的浓度和排放量。（2）监测数据采集：在焦炉配套脱硫脱硝设备的废气排放口处安装废气监测仪器，实时监测废气中污染物的浓度和排放量。确保监测仪器正确安装、校准和运行。（3）数据分析与比较：将采集到的监测数据与国家或地方的排放标准进行比较。比较监测到的污染物浓度和排放量与排放标准的限值，以确定设备的废气处理效果符合规定与否。（4）判断评估结果：如果监测到的污染物浓度和排放量低于国家或地方的排放标准限值，说明脱硫脱硝效果良好，设备达到了预期的排放要求。反之，如果超过了排放标准限值，则需要进一步优化设备运行、改进工艺等措施来提高废气处理效果。2.4.2效率评估效率评估是评估焦炉配套脱硫脱硝设备的脱硫脱硝效果的一个重要方面。通过将监测数据与排放标准进行比较，可以评估设备的脱硫脱硝效率。常用的方法包括以下两种：（1）指标比较：将监测到的污染物浓度与国家或地孙小飞：焦炉配套脱硫脱硝设备废气排放及控制效果评估77冶金与材料第 44 卷方的排放标准进行比较。如果监测到的污染物浓度低于排放标准限值，说明脱硫脱硝效果良好，设备达到了预期的排放要求。（2）脱除效率计算：通过计算脱硫脱硝的去除率来衡量设备的处理效率。去除率表示废气中污染物被吸收或转化的程度，通常以百分比表示。可以利用以下公式计算脱除率：去除率（%）=Ci-CeCi100式中：Ci 表示进入脱硫脱硝系统前的污染物浓度；Ce 表示进入脱硫脱硝系统后残留的污染物浓度。通过计算脱硫脱硝的去除率，可以直观地了解设备对污染物的处理效果。一般来说，较高的去除率意味着设备具有较好的脱硫脱硝效果。2.4.3环境影响评估环境影响评估是对焦炉配套脱硫脱硝设备废气排放对周围环境的影响进行评估的重要方法。（1）大气污染影响评估：通过监测废气排放中的污染物浓度和周围大气质量数据，分析设备排放对空气质量的影响。可以使用大气扩散模型等工具，预测废气排放在空气中的传输和扩散过程，以确定其影响范围和程度。（2）酸雨形成评估：焦炉配套脱硫脱硝设备主要针对二氧化硫和氮氧化物的排放进行处理。这些污染物是造成酸雨的主要原因之一。通过监测废气排放中的二氧化硫和氮氧化物浓度，结合酸雨形成模型和环境评估方法，可以评估设备排放对酸雨的潜在影响。通过环境影响评估，可以了解焦炉配套脱硫脱硝设备废气排放对周围环境的潜在影响。这有助于制定相应的控制策略和环保政策，减少废气排放对环境造成的不良影响。在进行效果评估时，需要确保数据的准确性和可靠性。因此，在进行数据采集和分析时，应遵循标准的操作程序，并进行校准和质量控制。此外，评估过程还要考虑设备运行状态和工艺参数的影响，确保评估结果更加准确和全面。通过指标评估、效率评估和环境影响评估等方法，可以对焦炉配套脱硫脱硝设备的脱硫脱硝效果进行全面评估。这些评估结果将为改进设备运行、优化工艺参数和提高废气处理效果提供重要依据，以减少对环境的污染。2.5设备运行状态和工艺参数评估2.5.1设备运行状态评估观察设备的运行情况，包括稳定性、维护保养状况等，有助于判断设备是否正常运行，并发现潜在问题。如果设备运行不稳定或存在故障，可能会对废气控制效果产生负面影响。可与设备操作人员交流，了解设备运行过程中出现的问题，并采取相应的措施进行改进。2.5.2工艺参数的影响评估分析工艺参数的变化对废气控制效果的影响。例如，温度和湿度是影响脱硫脱硝效果的重要参数，可通过调整脱硫剂供给量、加热方式和湿化装置等工艺参数，来观察废气处理效果的变化。通过实验设计和数据分析，确定最佳的工艺参数组合，以提高废气控制效果。2.5.3数据分析与关联性研究将设备运行状态和工艺参数的变化与废气监测数据进行关联性研究。通过统计分析这些因素与废气污染物浓度之间的相关系数，了解其是否存在一定的关联关系。例如，提高脱硫剂供给量是否会降低二氧化硫排放浓度。这样的关联性研究有助于深入理解设备运行状态和工艺参数对废气控制效果的影响机制。通过及时调整设备运行状态、合理设置工艺参数，并根据实际情况进行控制策略的选择，可以提高废气处理的效率和效果。此外，持续的监测和评估也有助于发现潜在问题并及时采取纠正措施，从而降低废气排放对环境的影响。需要注意的是，设备运行状态和工艺参数对废气控制效果的影响是相互关联的，需要综合考虑。因此，在评估过程中，应综合分析不同因素的影响，并根据实际情况制定相应的改进措施。根据实地调研和数据采集结果，焦炉配套脱硫脱硝设备的废气排放和控制效果得到了全面评估。研究发现，在干法脱硫技术的作用下，焦炉配套脱硫脱硝设备能够高效地去除废气中的 SO2和氮氧化物污染物。此外，通过优化工艺参数和设备运行状态，还能进一步提高废气处理效果，降低能耗和运营成本。3结论综上所述，文章对焦炉配套脱硫脱硝 SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术进行了废气排放及控制效果评估。研究结果表明，SDS（干法）脱硫和 SCR 脱硝技术在焦炉配套脱硫脱硝中具有较高的脱硫效率和脱硝效果，能够有效降低二氧化硫和氮氧化物等有害气体的排放浓度。该研究为焦炭行业在废气治理方面提供了重要的参考和借鉴。未来，可以进一步研究不同工况下的废气处理效果，以及技术经济性和环境影响等方面的问题，为焦炉配套脱硫脱硝技术的应用和推广提供更多的理论和实践支持。参考文献1 盛明.针对太西活性焦脱硝性能的改性试验研究 J.煤质技术，2018（3）：10-12+15.2 解炜，曲思建，王鹏，等.移动床工艺条件下NH3负载活性焦脱硝优化研究 J.煤炭科学技术，2018，46（8）：209-213.3 刘庆航，晏乃强，瞿赞，等.溴掺杂钒钛催化剂SCR反应动力学研究 J.高校化学工程学报，2017，31（5）：1193-1200.78