炼焦化学工业超低排放技术关键点研究

引言：

炼焦化学工业是大气污染的重要来源，其排放的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物及挥发性有机物对空气质量造成显著影响，我国相继出台《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》等政策文件，对炼焦工序的污染物排放限值提出更严格要求。炼焦生产流程长、污染环节多，传统治理技术难以满足新标准，尤其在脱硫脱硝、VOCs 控制及无组织排放管理等方面存在明显短板，不同企业的工艺水平和环保投入差异较大，进一步增加了超低排放实施的难度。

1. 采用SDA 半干法脱硫工艺，控制焦炉烟气SO2 排放浓度

炼焦化学工业超低排放技术的核心在于高效脱硫工艺的选择与优化，其中 SDA 半干法脱硫工艺因其独特的优势成为控制焦炉烟气 SO₂ 排放的关键技术路径。工艺利用将石灰浆液雾化为微小液滴，与烟气中的 SO₂ 充分接触并发生化学反应，生成固态副产物，从而实现高效脱硫，SDA 工艺具有系统简单、能耗低、无废水排放等特点，尤其适合炼焦烟气温度波动大的工况条件。技术关键点在于精确控制浆液雾化粒径、反应塔内气液分布均匀性以及钙硫摩尔比，这些参数直接影响脱硫效率和运行稳定性。

要实现 SDA 半干法脱硫工艺在炼焦行业的深度应用，还需解决系统协同优化与长期稳定运行等工程化问题，实际运行中根据焦炉负荷变化动态调节喷浆量和烟气停留时间，确保不同工况下 SO₂ 排放浓度稳定达标。重点关注雾化喷嘴防堵塞、反应塔内壁防结垢等细节设计，这些因素直接影响系统的连续运行周期，与后续除尘设备的协同配合也至关重要，利用优化布袋除尘器的过滤风速和清灰频率，可有效提高脱硫产物的捕集效率。

2. 应用SCR 脱硝催化剂技术，降低焦炉烟囱NOx 排放量

实现超低排放的关键技术是 SCR（选择性催化还原）脱硝催化剂的应用。SCR 技术通过在焦炉烟气中注入还原剂，在催化剂作用下将NOx 转化为无害的氮气和水，从而显著降低 NOx 排放。技术的核心在于催化剂的选择与优化，常见的催化剂包括钒基、钛基和钨基等金属氧化物，其活性、稳定性和抗中毒能力直接影响脱硝效率。焦炉烟气的复杂成分（如硫化物、粉尘和重金属）可能对催化剂造成中毒或堵塞，因此需针对烟气特性设计抗硫、抗尘的催化剂配方，并优化反应温度窗口[1]。

SCR 脱硝技术的工程化应用还需解决系统集成与运行维护问题，烟气的波动性和高粉尘负荷对 SCR 反应器的结构设计提出挑战，需采用多层催化剂布置或耦合除尘装置以延长催化剂寿命。还原剂的精准喷射控制是关键，利用智能算法动态调节喷氨量，可避免氨逃逸造成的二次污染，催化剂的定期再生或更换也是维持长期高效运行的必要措施，例如利用声波清灰或化学清洗恢复活性。

3. 优化装煤推焦除尘系统，减少无组织颗粒物逸散

炼焦化学工业超低排放技术的关键环节是优化装煤推焦除尘系统，以减少无组织颗粒物的逸散，装煤和推焦过程是焦化生产中颗粒物无组织排放的主要来源，其特点是排放点分散、浓度波动大且难以集中收集。现代焦化企业普遍采用地面站除尘与车载除尘相结合的工艺路线，地面站除尘系统利用大型布袋除尘器实现高效过滤。关键在于合理设计吸尘罩的负压分布和管道风速，确保捕集效率的同时避免系统能耗过高，车载除尘则侧重于在装煤车和推焦车上配置小型化除尘单元，采用旋风分离与湿式洗涤复合技术，解决移动尘源的治理难题。

智能化调控成为减少无组织排放的新方向，利用安装激光粉尘浓度监测仪与红外热成像仪，实时识别逸散点位置并自动调节除尘风机转速，实现 " 按需除尘 " 的动态管理模式。装煤过程中的荒煤气反窜现象会携带大量焦油颗粒，传统除尘器易发生滤袋板结，新型系统采用预喷涂技术。在除尘器入口喷入干燥焦粉形成保护层，既提高过滤效率又延长滤袋寿命，推焦除尘则需关注高温烟气的冷却方式，间接风冷与喷雾降温的组合工艺能有效防止烟气结露造成的设备腐蚀。

4. 建设VOCs 负压收集装置，控制化产区域有机废气排放

建设 VOCs 负压收集装置是实现超低排放的关键技术，化产区域是 VOCs（挥发性有机物）排放的主要来源，包括苯系物、酚类、硫化物等有害物质。负压收集装置利用系统设计，在焦炉煤气净化、粗苯回收、脱硫脱氰等工序中形成稳定的负压环境，有效控制有机废气的无组织排放。技术的核心在于平衡系统压力，确保收集效率的同时避免因负压过大导致空气渗入或设备腐蚀，装置通常采用密闭式设计，结合气体导流、风量调节和泄漏检测等技术，实现化产区域VOCs 的高效捕集。

VOCs 负压收集装置需与炼焦化学工业的整体生产系统深度耦合，化产区域的废气成分复杂且浓度波动大，负压系统的设计需适应不同工序的排放特性，例如在粗苯工段需重点控制苯类物质，而在脱硫工段则需关注硫化氢等酸性气体。装置通常采用分级收集策略，利用局部罩口与整体密闭相结合的方式，覆盖储槽、管道法兰、泵阀等易泄漏点 [2]。负压系统的材质选择至关重要，需耐腐蚀、耐高温，以适应焦化厂恶劣的工况环境，运行中还需定期检测密封性能和气体流速，防止因设备老化或堵塞导致收集效率下降。

5. 升级酚氰废水处理工艺，实现废水循环利用与达标排放

炼焦化学工业作为高污染、高能耗的典型行业，其酚氰废水的处理一直是环保领域的重点难题，升级酚氰废水处理工艺的核心在于构建高效、稳定的深度处理体系。传统工艺通常采用生物脱酚结合化学氧化法，但难以彻底降解氰化物和难降解有机物，且出水 COD 和氨氮指标波动较大，现代技术路线倾向于多级协同处理。例如将高效厌氧 - 好氧生物强化技术与高级氧化技术相结合，显著提升难降解污染物的去除效率，引入膜分离技术（如超滤 - 反渗透双膜系统）可实现废水的高品质回用，将回用率大幅提升。

废水循环利用上需建立全流程水平衡管理机制，从源头减少废水产生量，采用蒸氨废水预处理—生化处理—深度脱盐的回用技术路径，可有效解决氯离子累积导致的系统腐蚀问题。例如将酚氰废水经脱酚脱氰预处理后，与循环冷却水排污水混合处理，再利用膜生物反应器（MBR）和低压反渗透（LPRO）组合工艺实现分级回用，其中反渗透产水可用于循环冷却系统补水，浓水则用于煤场抑尘。

结语：

炼焦化学工业超低排放技术的突破是推动行业绿色低碳发展的核心任务，随着技术的不断升级和政策的持续完善，炼焦工业有望在减排与能效提升方面取得更大进展。实现超低排放不仅需要技术创新，还需产业链各环节的协同努力，从而为打赢蓝天保卫战和实现“双碳”目标贡献力量，这一领域的深入研究将为全球焦化行业的可持续发展提供有益借鉴。

参考文献

[1] 李东虎 , 郑飞 , 聂姣 . 干熄焦放散烟气 SO2 超低排放技术研究与应用 [J]. 燃料与化工 , 2024, 55 (03): 63-67.

[2] 孙刚森, 霍延中. 炼焦生产全流程烟尘超低排放技术与措施 [J].燃料与化工 , 2021, 52 (02): 56-59.