浅谈5.5米捣固焦炉烟囱烟气NOx超低排放达标前端控制措施

目前国内炭化室高度4.3米捣固焦炉正在逐步淘汰，生产捣固焦炭的主力炉型有炭化室高度5.5米、6.0米、6.25米和6.78米等捣固焦炉。正在生产的5.5米捣固焦炉有多家设计单位所做的设计版本，有炭化室全长为15.98米(冷态)，立火道个数32个；炭化室全长为14.08米(冷态)，立火道个数28个，有炭化室平均宽554、550、520和500mm，炉体结构有复热式和单热式(宽蓄热室)两种，捣固煤饼体积均为＞35立方米。由于5.5米捣固焦炉炉体结构仅有燃烧室立火道废气循环低NOx燃烧单一技术(考虑到在焦炉延长结焦时间时，炉头温度偏低，加热煤气交换时，可能会出现废气循环短路问题，故机、焦侧炉头边立火道大都末设有废气循环孔，即没有使用废气循环低NOx燃烧技术，下同)，而6.0米及以上捣固焦炉炉体结构大都采用燃烧室立火道废气循环＋分段加热低NOx燃烧组合技术，一般来讲，在相同工况生产条件下，加热燃烧生成排放的NOx浓度，5.5米捣固焦炉要相对高得多。笔者通信调研了多家煤焦化企业正在生产的如上所述的捣固焦炉炉型，相同用焦炉煤气作加热燃料，燃烧生成排放的NOx浓度，通常情况下6米及以上的捣固焦炉为400～600mg/立方米(烟气中基准含氧 8%，下同)；5.5米捣固焦炉为700～1000mg/立方米(这也有与加热用焦炉煤气质量如HCN和氨含量较高、炉体状况、焦炉加热制度、工艺操作控制等因素有关)。当前有数省、市、自治区发布地标或方案要求炼焦化学工业的焦炉烟囱烟气中NOx浓度超低排放标准限值为100～130mg/立方米(如河南、河北等)，已有焦炉烟囱烟气NOx后端治理脱硝处理装置的脱除效率一般在70～85%，本文取NOx超低排放限值为130mg/立方米；脱硝效率暂按取值80%计，测算得出焦炉加热燃烧生成排放的NOx浓度不应超过650mg/立方米，否则不能满足地标NOx超低排放限值的要求(烟气脱硝装置改造或新建提升脱除效率例外)。因此，对于独立型煤焦化企业现有生产的5.5米捣固焦炉炉型来说，须采取前端控制降低焦炉加热燃烧生成NOx浓度的改造配套措施，其改造配套措施主要有焦炉烟道废气再循环和焦炉煤气改质等两项加热燃烧低NOx生成排放实用控制技术，煤焦化企业可结合实际选择应用。

作者简历：洪叶发焦化高级工程师武汉钢铁学院（现武汉科技大学）化工系炼焦化学专业毕业，曾先后在多家国有和民营（股份）煤焦化公司任总顾问、技术顾问、总工程师、副总工程师、生产技术部长、煤气净化工程指挥部副总指挥、煤气厂厂长、技术科科长、炼焦和化产车间副主任、焦化工程建设现场技术服务炼焦工程师等。曾参与建设7米顶装焦炉、5.5米、6米捣固焦炉等工程。在《燃料与化工》、《煤气与热力》、《煤化工》、《冶金能源》、《江苏冶金》等国家、省级刊物上发表专业技术文章多篇。目前重点关注煤焦化行业节能减排，超低排放等工艺过程。