焦炉烟气钢渣湿法联合脱硫脱硝工艺基础研究

摘要

“十二五”期间，国家开始将NOx的排放纳入总量控制因子，规定焦炉烟气中二氧化硫浓度必须低于50mg/Nm3，氮氧化物浓度必须低于500mg/Nm3才能排入大气。大多数焦化企业二氧化硫的排放符合国家排放标准，但低温低氧焦炉烟气中氮氧化物的脱除是世界焦化行业共同面临的技术难题。本文提出一种用钢渣浆液在低温条件下实现同时高效脱硫脱硝的焦炉烟气净化技术。
　　本文在大量文献调研的基础上，在自制小型鼓泡反应器中，采用单因素考察法对反应温度、钢渣浓度、气液比、钢渣粒度、气体流速、烟气中氧气浓度、初始NO浓度、初始SO2浓度工艺条件进行了考察，确定了钢渣湿法联合脱硫脱硝的最佳工艺条件。在最优工艺条件下，可实现脱硫率大于95％，NO脱除率93.5%。
　　对反应体系进行了热力学分析，计算了298.15K~353.15K温度范围内各脱硫脱硝反应的焓变、熵变、吉布斯函数变和对应温度下SO2、NO的平衡反应，从理论上强化了钢渣浆液对焦炉烟气脱硫脱硝的可行性，为基础实验研究和工业生产奠定了理论基础。
　　对焦炉烟气钢渣湿法脱硫脱硝氧化助剂进行了筛选，结果表明高锰酸钾对钢渣脱硝的促进作用最明显。在质量分数0.1%~2%浓度范围内，考察了高锰酸钾浓度对NO和SO2脱除率的影响，结果表明，NO脱除率随高锰酸钾浓度增大而增大，SO2脱除率随高锰酸钾浓度增大无明显变化。对比实验结果表明氧化助剂高锰酸钾与钢渣表现出明显的协同作用，能维持更长时间的较高的NO脱除率。