焦炉烟气污染物种类及综合治理技术分析

    一、焦炉烟气主要污染物及排放标准

    焦炉是冶金行业大气污染的重要源头，其烟气成分复杂，主要污染物包括：

    氮氧化物（NOx）：燃烧过程中高温生成的温度热力型NOx为主。

    二氧化硫（SO₂）：来源于煤气中H₂S、有机硫燃烧及荒煤气串漏后的硫化物氧化。

    颗粒物：包括炼焦过程逸散的散烟（炉顶、炉门泄漏）及机械操作（装煤、推焦）产生的粉尘。

    其他污染物：CO、CO₂、HCN、残氨、酚类及焦油等。

    排放标准：根据《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171—2012），自2015年起，焦炉烟囱需满足以下限值：

    SO₂＜50mg/m³

    NOx＜500mg/m³（机焦）

    颗粒物＜50mg/m³

    二、焦炉烟气污染物控制技术

    （一）氮氧化物（NOx）控制

    燃烧过程优化技术

    废气循环技术

    通过抽取10%~20%低温烟气掺入燃烧系统，降低燃烧区氧浓度与温度，抑制热力型NOx生成。该技术可拉长火焰，提升焦饼加热均匀性，降低能耗，但循环量超过30%会降低燃烧效率。

    分段加热技术

    在大型焦炉（7米以上）中应用空气分段供给或空气与贫煤气分段加热，优化燃烧分布，减少局部高温区，抑制NOx生成。

    燃烧温度控制

    通过降低空气过剩系数（α＜1.1）及优化焦炉热工制度，控制实际燃烧温度低于理论值（2150℃），减少热力型NOx生成。

    终端治理技术

    SCR脱硝技术：因焦炉烟气温度偏低（220~270℃），需定制低温催化剂，成本较高，应用受限。

    （二）二氧化硫（SO₂）控制

    源头控制

    优先选用含硫量低的煤气（如高炉煤气），减少硫化物输入。

    强化煤气脱硫工艺，将H₂S含量降至20~800mg/m³，有机硫总量控制在500~900mg/m³。

    过程管理

    减少炉体串漏：定期维护焦炉密封性，修复炭化室炉墙缝隙，避免荒煤气（含硫量6500~10000mg/m³）窜入燃烧室。

    （三）颗粒物控制

    炉顶烟尘治理

    装煤孔采用泥封（人工或机械浇灌）密封，减少装煤逸散。

    加强上升管、桥管与水封阀连接处的密封处理。

    炉门泄漏控制

    应用空冷式炉门或气封技术，解决刀边与镜面接触不严问题。

    机械扬尘抑制

    安装焦炉顶面自动吸尘设备，清除积存煤粉，减少运输扬尘。

    三、综合管理措施

    工艺优化：结合热工参数调整与燃烧技术改进，实现低氮、低硫燃烧。

    智能监测：安装烟气在线监测系统（CEMS），实时追踪NOx、SO₂及颗粒物浓度，动态调控运行参数。

    维护升级：定期检修焦炉设备，采用耐高温密封材料，延长炉体寿命。

    四、结论与展望

    焦炉烟气治理需采取“源头减排-过程控制-末端净化"多路径协同策略。短期内，废气循环、分段加热及密封优化等技术经济性较高；长期需研发低温SCR催化剂、高效除尘设备，并推动焦炉煤气脱硫工艺升级。通过技术革新与严格管理，可显著降低污染物排放，助力冶金行业绿色转型。

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