焦爐煙氣污染物種類及綜合治理技術分析

    一、焦爐煙氣主要污染物及排放標準

    焦爐是冶金行業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《煉焦化學工業污染物排放標準》（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

    （一）氮氧化物（NOx）控制

    燃燒過程優化技術

    廢氣循環技術

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

    分段加熱技術

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

    燃燒溫度控制

    通過降低空氣過剩系數（α＜1.1）及優化焦爐熱工制度，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

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

    （二）二氧化硫（SO?）控制

    源頭控制

    優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

    應用空冷式爐門或氣封技術，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備，清除積存煤粉，減少運輸揚塵。

    三、綜合管理措施

    工藝優化：結合熱工參數調整與燃燒技術改進，實現低氮、低硫燃燒。

    智能監測：安裝煙氣在線監測系統（CEMS），實時追蹤NOx、SO?及顆粒物濃度，動態調控運行參數。

    維護升級：定期檢修焦爐設備，采用耐高溫密封材料，延長爐體壽命。

    四、結論與展望

    焦爐煙氣治理需采取“源頭減排-過程控制-末端凈化”多路徑協同策略。短期內，廢氣循環、分段加熱及密封優化等技術經濟性較高；長期需研發低溫SCR催化劑、高效除塵設備，并推動焦爐煤氣脫硫工藝升級。通過技術革新與嚴格管理，可顯著降低污染物排放，助力冶金行業綠色轉型。

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