三種常見(jiàn)焦?fàn)t煙氣脫硫工藝特點(diǎn)簡(jiǎn)析

0 引言

現(xiàn)代焦?fàn)t是指以生產(chǎn)冶金焦為主要目的、可以回收煉焦化學(xué)產(chǎn)品的水平室式焦?fàn)t，煉焦生產(chǎn)過(guò)程中煤氣燃燒生成的煙道廢氣含有一定濃度的SO

。由于現(xiàn)代焦?fàn)t使用的煤氣幾乎都進(jìn)行了脫除H

S的預(yù)處理，因此焦?fàn)t煙道廢氣中含有的SO

濃度并不高，一般在200 mg/Nm

以下（主要是由煤氣中的有機(jī)硫燃燒產(chǎn)生）。在國(guó)家環(huán)保部發(fā)布《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（自2015年1月1日起現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)執(zhí)行排放濃度：機(jī)焦和半焦?fàn)tSO

≤50 mg/Nm

、熱回收焦?fàn)tSO

≤100 mg/Nm

、對(duì)于特別排放地區(qū)SO

≤30 mg/Nm

）要求前，全國(guó)的焦?fàn)t幾乎都未增設(shè)煙氣脫硫裝置。

由圖5可見(jiàn)，每齒進(jìn)給量對(duì)介觀尺度銑削中間區(qū)域表面粗糙度影響最顯著。由于介觀尺度銑削加工的尺度效應(yīng)，每齒進(jìn)給量較小時(shí)工件頻繁產(chǎn)生彈塑性變形，因此表面粗糙度隨每齒進(jìn)給量的增加而減少，這與常規(guī)尺度銑削加工規(guī)律相反。每齒進(jìn)給量提高到0.6 μm時(shí)，受單齒切削現(xiàn)象影響，中間區(qū)域的切削厚度已經(jīng)大于最小切削厚度，切削以剪切為主，表面粗糙度最優(yōu)。中間區(qū)域表面粗糙度同樣隨主軸轉(zhuǎn)速和軸向切削深度的增加而減少，優(yōu)化的中間區(qū)域切削工藝參數(shù)為A3B3C3。

起步晚、要求高成為焦?fàn)t脫硫行業(yè)的重要特性之一，也因此在電力行業(yè)、燒結(jié)行業(yè)大浪淘沙中留下的可靠的、適應(yīng)焦?fàn)t煙氣特點(diǎn)的技術(shù)才得以推廣使用，工藝選擇的聚焦性要遠(yuǎn)高于前兩個(gè)行業(yè)，全國(guó)焦?fàn)t脫硫工藝幾乎使用的都是以下三種技術(shù)：SDA法、CFB法、SDS法。本文對(duì)比三種常見(jiàn)焦?fàn)t煙氣脫硫工藝展開(kāi)論述。

灰色系統(tǒng)本身缺乏較強(qiáng)的并行計(jì)算能力與數(shù)據(jù)推理能力，一旦系統(tǒng)輕微改變，后續(xù)過(guò)程都需要重新計(jì)算[18]。因聚類結(jié)果缺乏柔性，所以需要對(duì)系統(tǒng)信息的處理過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，本文引入了粗糙集理論來(lái)解決該問(wèn)題。

1 焦?fàn)t煙氣脫硫的特點(diǎn)

在我國(guó)，煙氣脫硫是從電廠鍋爐尾氣治理開(kāi)始，逐步推廣到燒結(jié)煙氣治理，再普及至焦?fàn)t煙氣治理。在焦?fàn)t行業(yè)開(kāi)始進(jìn)行煙氣脫硫治理時(shí)，污染物監(jiān)測(cè)和處理工藝技術(shù)都已經(jīng)非常成熟了，但焦?fàn)t畢竟是一個(gè)新的行業(yè)，有著自己特有的工況條件。

與電廠鍋爐尾氣、燒結(jié)機(jī)煙氣相比，焦?fàn)t排放的煙道氣的氣量要小得多，某廠典型的焦?fàn)t煙道氣排放量見(jiàn)表1。

1)煙氣量較小

全國(guó)焦?fàn)t普遍排煙溫度較高，通常在200℃左右，高的可至300℃，因此也有一些焦?fàn)t會(huì)在煙道氣排放前增設(shè)預(yù)熱鍋爐。

由于焦?fàn)t的特性，燃燒煤氣中焦油的殘留和焦?fàn)t炭化室荒煤氣竄漏均使焦?fàn)t排放的煙道氣中不可避免地含有一定量的焦油，這些焦油如果未被及時(shí)帶出脫硫系統(tǒng)，附著在設(shè)備上，則將對(duì)系統(tǒng)造成很大的危害。這也是各種使用填料塔的工藝和應(yīng)用最廣的石灰石-石膏濕法脫硫工藝（焦油附著在皮帶脫水機(jī)上，無(wú)法正常工作）不適用于焦?fàn)t行業(yè)的原因。

2)煙氣中含焦油

3)煙氣溫度高

由表1可見(jiàn)，使用高爐煤氣為燃料的焦?fàn)t產(chǎn)生的煙道氣也僅有約50萬(wàn)Nm

/h，規(guī)模遠(yuǎn)小于燃煤鍋爐和燒結(jié)機(jī)排放煙氣，因此，在焦?fàn)t上采用兩爐/多爐一塔（脫硫塔）的工程較為普遍。

由于焦?fàn)t排煙溫度高，后續(xù)還要進(jìn)行脫硝（一般采用反應(yīng)溫度200℃的中低溫SCR工藝），之前在其他行業(yè)因經(jīng)濟(jì)性不佳而推廣不開(kāi)的Na基脫硫工藝（如SDS法）反而因溫降小的優(yōu)勢(shì)而得以推廣。

AP算法按照數(shù)據(jù)點(diǎn)間的相似度聚類[12]，這些相似度的分布特征呈對(duì)稱性或不對(duì)稱性.其中，對(duì)稱指兩數(shù)據(jù)點(diǎn)具有相同的相似度；不對(duì)稱指兩數(shù)據(jù)點(diǎn)具有不同的相似度.將相似度s(i， j)集合搭建為N×N的相似度矩陣S.矩陣S上的對(duì)角線值為s(k， k)，該值越大表明其成為聚類中心的可能性越大，也稱為偏向參數(shù)p(k)=s(i， i).引入吸引度矩陣R=[r(i，k)]與歸屬度矩陣A=[a(i，k)]，其中，r(i，k)指點(diǎn)i發(fā)送至候選聚類中心k的消息，即點(diǎn)k適合作為點(diǎn)i的聚類中心的程度；a(i，k)指從點(diǎn)k發(fā)送給點(diǎn)i的消息，即點(diǎn)i選擇點(diǎn)k作為其聚心的適合度.算法迭代公式如下：

4)同步作業(yè)率要求高

1) 評(píng)價(jià)矩陣的建立.根據(jù)確定的安全管理測(cè)度，邀請(qǐng)p個(gè)專家對(duì)指標(biāo)Aij進(jìn)行打分，從而建立評(píng)價(jià)矩陣Di=[dijk]s×p.

焦?fàn)t與燃煤鍋爐和燒結(jié)機(jī)另一個(gè)最大的不同在于其一代爐齡30年沒(méi)有停機(jī)年修或大修的時(shí)間，因此對(duì)同步作業(yè)率的要求遠(yuǎn)高于前兩個(gè)行業(yè)。脫硫裝置一般都按一年運(yùn)行8 400 h以上設(shè)計(jì)，設(shè)備冗余配置要求高，甚至有些工程對(duì)主引風(fēng)機(jī)也進(jìn)行了一用一備的高配設(shè)置。

2 脫硫工藝特點(diǎn)

1）SDA法

混凝土的防護(hù)措施主要是對(duì)溫度的控制，為了保證混凝土可以順利的進(jìn)行硬化，可以采用相關(guān)的防護(hù)措施對(duì)于混凝土澆筑過(guò)程中的溫度進(jìn)行合理的控制，控制在混凝土規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，凝固過(guò)程中需要采取一定的手段控制好溫度，防止溫度發(fā)生急劇的變化?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)是保障混凝土質(zhì)量的有效措施，避免混凝土在陽(yáng)光下暴曬，溫差會(huì)影響混凝土的成型?；炷琉B(yǎng)護(hù)主要針對(duì)溫度、濕度的控制，高溫時(shí)可以在混凝土的表面覆蓋一層塑料布，避免了陽(yáng)光直射造成水分的蒸發(fā)[4]。

無(wú)論是哪種脫硫工藝，都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，目前仍未有一種完美的脫硫技術(shù)。根據(jù)近5年國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煙氣脫硫裝置的運(yùn)行情況，SDA法、CFB法、SDS法這三種常見(jiàn)的工藝還是較適合焦?fàn)t煙氣，運(yùn)行也較為經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠。

SDA法也稱旋轉(zhuǎn)噴霧法，是一種半干法脫硫技術(shù)，吸收劑可采用鈉基（Na

CO

）和鈣基（CaO），均加水制成吸收劑溶（漿）液，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的噴嘴噴出與煙氣反應(yīng)，脫除SO

，生成Na

SO

（CaSO

）為主的脫硫灰。見(jiàn)圖1。

2）CFB法

CFB法也稱循環(huán)流化床法，是一種鈣基（CaO）半干法脫硫技術(shù)，煙氣通過(guò)循環(huán)流化床，在霧化水的配合下，與干式消化后的Ca(OH)

粉發(fā)生反應(yīng)，脫除SO

，生成以CaSO

為主的脫硫灰。見(jiàn)圖2。

3）SDS法

在此公式中，logEx=0.660 77+7.5T/(237.3+T)+(lgRHT-2)。需要注意的是，這些公式是在5V電源供電情況下的計(jì)算公式。

SDS法工藝是一種鈉基（NaHCO

）干法脫硫技術(shù)，NaHCO

通過(guò)干磨機(jī)，磨制成小于20微米的粉末，由風(fēng)機(jī)送入長(zhǎng)煙道或脫硫塔內(nèi)，與煙氣充分混合，吸收劑在高溫下發(fā)生爆米花反應(yīng)，分解為Na

CO

和水，與煙氣反應(yīng)，脫除SO

，生成Na

SO

為主的脫硫灰。見(jiàn)圖3。

以上三種工藝優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。

3 投資及運(yùn)行成本

SDA法、CFB法、SDS法這三種常見(jiàn)的焦?fàn)t脫硫工藝在投資及運(yùn)行成本上存在一定的差異，本文以某廠兩套7 m 55孔使用混合煤氣的焦?fàn)t合用一塔的工程為例，分析各工藝的投資及運(yùn)行成本，詳見(jiàn)表3。

4 結(jié)束語(yǔ)

焦?fàn)t脫硫常用的SDA法、CFB法、SDS法均為成熟工藝，并在國(guó)內(nèi)各種規(guī)格焦?fàn)t上都得以應(yīng)用，處理后排放煙氣能滿足國(guó)家環(huán)保部發(fā)布的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，各焦?fàn)t廠可根據(jù)現(xiàn)有焦?fàn)t的運(yùn)行情況，排煙溫度，場(chǎng)地現(xiàn)狀，結(jié)合投資及運(yùn)行成本進(jìn)行選擇。

［1］倪建東,陳活虎,羊韻,徐劍．鈉基SDA及低溫SCR工藝在焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝中的應(yīng)用．環(huán)境工程,2018,36增刊．

［2］徐昶輝,程樂(lè)意．寶鋼焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝運(yùn)行實(shí)踐．環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排,2020,51(5)．