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焦化废水的低投入、低成本、无害化处置利用，有助于焦化企业解脱环保困境，而通过增加乡村供热、供气、废水、垃圾处置等社会化功能，也有利于焦化企业转型，减少损失。目前可选择处理的技术中，焦炉烟道气净化过程中处置利用焦化废水被认为是比较可行的低成本、甚至是有效益的解决方案。该工艺有望同时一次性解决焦化脱硫废液处置、焦化废水深度处置回用和焦炉烟道气脱硫脱硝三大难题。

1焦炉烟道气净化过程中处置利用焦化废水

焦化废水主要包括脱硫废液、剩余氨水（主要局部）其他焦化废水等。焦炉烟道气是炼焦过程中焦炉煤气或混合煤气燃烧过程中产生的烟气，有时会混入少量串入的焦炉煤气。过去，焦炉烟道气都是通过地下大烟道、烟囱直排的现在环保要求净化后排放。参考某厂焦炉烟道气的原始参数、环保控制规范（见表1除环保严格要求的除尘、上海纯水设备脱硫、脱硝外，还涉及余热回收利用、节水和湿法脱硫后的除湿“脱白”

焦炉烟道气净化处置利用焦化废水的工艺，如图1所示。焦炉大烟道的适当位置开孔，通过旁通的方式将焦炉烟道气引出，首先可以选择用余热锅炉回收蒸汽，烟气温度降低到约160℃进入烟道气净化系统，通过循环喷淋焦化废水和清水净化，净烟气单独排放，原烟道和烟囱作为脱硫系统事故备用，以确保焦炉的平安运行。

主要设备由脱硫废液喷雾干燥塔、高效氨法脱硫塔、湿式风机水洗除氨和湿烟气除湿“脱白”几部分组成。

喷雾干燥塔：采用双流空气雾化喷枪，将脱硫废液喷入喷雾干燥塔，首先利用烟道气的余热和含氧量，实现脱硫废液中酚、氰等有机有毒成分（CODBOD热解和热氧化，转变成二氧化碳和水，低利息实现无害化。焦炉烟道气温度从240-300℃降低到90-120℃，理论计算可以处置10-12t/h焦化废水，首先确保全部处置脱硫废液，缺乏局部处置剩余氨水，剩余氨水中的氨与二氧化硫、氮氧化物发生化学反应，焦炉烟道脱硫脱硝的同时生成硫酸铵、与脱硫废液中所含的盐一起，以干燥杂盐形式分离进去，从塔底定期排出，初步净化后的烟气进入高效喷淋洗涤。

高效喷淋洗涤脱硫：由于焦化脱硫废液和剩余氨水中的氨含量不高，杭州纯水设备离开喷雾干燥塔顶部的烟道气，首先进入二次蒸发管道，继续循环喷剩余氨水进行二次蒸发冷却到饱和温度，再用剩余氨水喷射式洗涤脱硫系统，喷入到一定液面的剩余氨水池中，进行湿式氨法脱硫，实现剩余污染物的净化，进入循环氨水中。剩余氨水密闭循环富集到一定盐浓度后，送入前面的喷雾干燥塔处置干燥提盐，或净化后送回硫氨原料系统。烟道气温度从90-120℃降低到约50℃。

湿式风机水洗除氨和除湿“脱白”为了防止烟气中残余的氨、有机有毒污染成分放散，脱硫后净烟气进入湿式风机洗涤净化，湿式风机在为系统提供排烟动力的同时，还有高效除尘、脱硫、除酸、防止氨逃逸等多种功能，而且由于烟气温度低、含蒸汽量减少等因素，其运行功率只有干式引风机功率的约50%具有显著的节电效益。洗气机洗涤采用循环水，气温度从约50℃降低到40℃以下，可以回收烟气中43%饱和水蒸气和携带的余热，同步冷凝净化烟气中的细颗粒粉尘、二氧化硫、氮氧化物、氨等污染成分，确保焦化废水中的有机有毒有害成分不会转移到大气中，净化达标烟气通过除湿干燥塔顶的烟囱排放。

2焦炉烟道气脱硫消纳利用焦化废水的原理

根据有关研究结果和经验，采用高温热解和热氧化焚烧后再急冷的方式处置焦化废水等有机有毒含盐废水能完全实现废水的无害化，也属于焦化等有机有毒废水深度处置的方法之一，但长期以来，一直存在难题是处置投资和运行费用过高。焦化废水焚烧除了焚烧炉外，还要配备余热回收利用、急冷、除尘、脱硝、脱硫等设备，设备投资高、运行利息均高。利用焦炉烟道气脱硫过程消纳和处置焦化废水则解决了运行利息和投资高的难题，主要相关反应见下：

1酚：C6H6O+7O2=6CO2↑+3H2O+△Q

2苯：C6H6+15/2O2=6CO2↑+3H2O+△Q

3氨：2NH3+7/2O2=2NO2↑+3H2O+△Q

4硫化氢：2H2S+3O2=2SO2↑+3H2O+△Q

52HCN+9/2O2=2CO2↑ +2NO2+3H2O+△Q

硫酸铵等盐类：喷雾干燥分离

前两个反应可以实现焦化废水主要有机污染成分的无害化；有关研究还表明，反应式3和5主要反应产物中部分为氮气，也实现了两种主要有毒成分的无害化。退一步讲，就算是生成SO2NO2也易溶于水中，被循环氨水洗涤吸收后会与废水中的氨发生反应，生成固体，或液态硫酸铵、实现无害化。焦化废水被喷入焦炉烟道气后，有三个主要去向：放散烟气、干灰和污水污泥。干灰、污水和污泥都是焦化企业内部循环不外排，唯一可能转移排入大气的途径只有放散烟气。采用本工艺通过后步多级清水洗涤净化，可确保焦化废水中的有机有毒成分不外排。

3应用效果

山西一焦化公司现有1座4.3m焦炉，依照环保要求，焦化脱硫废液需要提盐处理、剩余氨水经过蒸氨、生化处置后，还得深度处理，焦炉烟道气则需要除尘、脱硫、脱硝净化，采用市场现有技术，企业需要投资数千万元、甚至上亿元，并且投入后还大幅增加运行本钱，目前焦炭市场不景气、企业在微利甚至亏损的情况下难以承担，但疑惑决这些问题，又面临日益严格的环保压力。为此，借鉴转炉除尘系统中消纳处置利用焦化废水的胜利经验，用户决定在焦化烟道气脱硫系统中，进行消纳和利用焦化废水的工业试验，可以处置全部焦化脱硫废液和局部剩余氨水，一次性解决焦化脱硫废液、焦化废水深度处置和焦炉烟道气脱硫三大难题。

工业试验于2016年5月5日开工、6月30日开始调试运行，至今已经胜利运行120多天。系统装置了线监测设施，并已接入当地环保部门实时监控系统。监测结果：焦炉烟道气脱硫后粉尘含量小于10mg/m3二氧化硫小于5mg/m3氮氧化物小于150mg/m3系统进口烟道气和净化后排烟温度分别为260℃、50℃。现有焦化废水蒸氨和生化负荷大幅降低，仅用于处置化产系统生产废水。

4问题与改进

焦炉烟道气脱硫消纳和处置利用焦化废水技术得到初步验证，可以低投入、上海水处理设备低利息解决焦化脱硫废液、焦化废水深度处置和焦炉烟道气净化三大难题。考虑到节省开发投资和控制风险，此项技术还存在以下问题，需改进提高。

4.1烟道气脱硝

研究检测标明，焦炉烟道气中所含的NOx大部分是NO现有工艺虽然达到较高的脱硝率，但距离超低排放指标还有差异。计划研发低温湿式氧化吸收的工艺，选择适当的氧化剂（臭氧、双氧水、次氯酸、或硝酸）对烟气中NO进行有效氧化，然后就可以在后步的喷淋洗涤除湿过程中脱除，确保国家超低排放要求的小于50mg/m3指标。

4.2提纯精盐

焦化脱硫废液处置近几年主要以提盐法为主，投资多、处置利息高，回收的杂盐成了新的固废。本工艺解决了投资和处置利息高的问题，下一步计划开发提纯盐分离技术，生产高纯度硫氰酸钠、硫氰酸铵、等精盐，解决污染成分完全无害化的同时，还可预期较好的经济效益。

4.3原有废水处置设施和能力的利用

采用焦炉烟道气脱硫消纳处置焦化废水后，原有的焦化废水处置蒸氨可以停止运行，生化系统将出现能力富裕，可以利用其资源化回收和利用乡村垃圾渗漏液、化工废水、乡村生活污水，而减少企业对自然水源的取水量，并实现整个企业废水的零排，这对低成本保护我赖以生存的自然水资源很重要，特别是处置乡村污水直接利用，可以降低企业本钱、获得当地政府的污水处置设施投资和财政补贴。

4.4焦炉烟道气排烟除湿干燥

目前系统排放烟气温度为50℃，含湿量还比较高。下步计划采取直接喷淋冷凝换热和混风干燥的方式实现排烟除湿干燥，完全实现“脱白”同时回收放散烟气中的水分和余热，通过热泵技术提温后，用于焦炉入炉煤的加热或居民采暖和生活热水。

5结论与建议

1焦炉烟道气脱硫系统消纳处置焦化脱硫废液和剩余氨水的工业性试验证明，采用本工艺有望同时一次性解决焦化脱硫废液、焦化废水深度处置回用和焦炉烟道气脱硫脱硝三大难题，为煤焦化企业环保达标、节能降低本钱、增加效益和淘汰焦化企业转型发展提供了解决方案。

2焦炉烟道气实现消纳利用焦化废水的功能后，能力富裕的焦化废水处置设施具备消纳利用乡村生活污水等其他类似废水的条件，发挥利用这些潜力可以实现企业和有关污水排放企业废水的零排放”和降低成本，特别是对改善和维护自然环境有利。

3本工艺主要提高方向是低温氧化吸收脱硝、除湿“脱白”回收低温冷凝水节水、回收低温余热用于供暖和生活热水、回收精盐和节电。