氮氧化物是首要的大气污染物之一，会引起酸雨、光化学烟雾等损坏地球生态环境和损害人体健康的一系列问题，损害严峻，氮氧化物的管理是现在大气环境保护中的要点和难点。2012年10月开端施行的国家规范《炼焦化学工业污染物排放规范》(GB16171—2012)初次将焦炉烟囱排放的氮氧化物(NOx)列为我国焦化企业大气污染物排放的操控目标，并规则自2015年1月1日起，现有及新建企业均要履行500mg/m3(机焦、半焦炉)，200mg/m3(热收回焦炉)的氮氧化物排放浓度限值[1]，引起焦化业界的遍及重视。
低温SCR技能是选用较低温度(小于300℃)[2]的条件下活性较高的催化剂，运用NH3将烟气中的NOx还原为N2和H2O的技能，一般选用尾部布设的办法，即脱硝设备安置于除尘脱硫之后，与一般的高温SCR技能比较具有能耗低、体系安置便利、催化剂运用寿命长、运转本钱低一级长处，可有用防止传统SCR技能的许多缺乏，具有杰出的工业运用远景，是当时国内外烟气脱硝技能研讨的热门。从国内外低温SCR技能的研讨现状来看，该技能工业化的首要妨碍是低温规模内活性不高、催化剂抗硫及抗水功能差、脱硝功率不稳定等问题。
1中试布景
焦炉在装煤、推焦、熄焦及出产过程中会发生很多烟气，其成分非常杂乱，其首要污染物为二氧化硫，二氧化碳，氮氧化物，多环芳烃、酚类、氰化物、硫化物、重金属以及二恶英类等[4]。张兰英等[5]选用克己串联采样设备，优选出前处理办法，并用GC，GC/MS测定有机污染物，对焦炉烟气进行全量有机污染物剖析，共计算出12类，293种有机化合物。炼焦尾气中污染物成分杂乱，可能会导致催化剂中毒影响其脱硝活性。
现在，国内焦化职业SCR脱硝技能的运用较少，而日本早在20世纪80年代就将SCR脱硝技能运用于东京鹤见工厂的焦炉烟气NOx操控，经过中试和工业演示设备的建造与运转，验证了技能可行性，其运用TiO2-WO3-V2O5催化剂，适宜的反响温度为300℃，当氨与NOx的摩尔比(NH3/NOx)为0.92时，NOx去除率(脱硝功率)可达90%[6]。
炼焦尾气的排烟温度一般在200℃以下，若选用低温SCR脱硝技能处理炼焦尾气中的氮氧化物能够有用削减能耗。现在国内还没有炼焦尾气低温SCR技能的运用，关于低温SCR催化剂的研讨大都是在试验室条件下进行的，选用模仿烟气条件下研制出来的SCR催化剂纷歧定能够用于实践的工况条件，要想研制出可工程化运用的针对焦化职业烟气的低温脱硝催化剂，就必须不断地把所研制的催化剂进行实践工况测验，故本文选取乌海某焦化厂炼焦尾气进行现场中试，以测验选用的低温SCR催化剂工况条件下的脱硝功率，验证焦炉尾气低温SCR脱硝的可行性。
2催化剂概略
中试选用四川大学国家烟气脱硫工程技能研讨中心自主研制的低温SCR催化剂进行试验。此催化剂经试验室条件验证具有杰出的抗硫和抗水功能。在120～250℃温度规模内，能坚持99%以上的高NO脱除率。该催化剂不只大大降低了SCR反响的起活温度，并且具有较宽的温度窗口和较高的反响活性。
3中试设备
本低温SCR脱硝中试的工艺流程如图1所示，选用尾部布设低温SCR工艺。流量计1操控进入脱硝中试设备的烟气量，烟气经除湿器后由电加热器加热。氨气来历于液氨钢瓶，由流量计2操控进入体系的氨气量，以满意中试设定的氨氮摩尔比。流量计3操控进入氨气稀释器的空气量，稀释后的氨气在混合器中与烟气充沛混合后进入脱硝反响器。低温SCR催化剂装填于脱硝反响器中，反响器内径0.3m，催化剂装填高度约0.24m，催化剂层设有温度探头。中试选用德国SICK公司出产的S710多组分气体剖析仪对脱硝反响器进出口的烟气组分进行接连在线监测。
4试验部分
4.1参数选取
4.1.1NH3与NO摩尔配比
在烟气脱硝过程中，氨、氮的摩尔比即n(NH3)/n(NO)是一个重要的工艺目标。NH3缺乏会导致SCR反响不完全，脱硝功率不高，而NH3过高，不只对SCR反响晦气，还会导致NH3逃逸率添加。经过现场试验，n(NH3)/n(NO)为1是较为适宜的份额，既确保了较高的脱硝活性，也不会引起较高的NH3逃逸。在氨、氮的摩尔比断定后，依据剖析仪检测的氮氧化物浓度，选取适宜的喷氨量。
4.1.2烟气空速
烟气空速值是SCR反响的重要参数，其含义是：单位时刻、单位反响器体积中的进料体积(按基准状况进行计量)。在反响器内，空速过大，烟气与催化剂的触摸时刻短，NOx与NH3的反响不充沛，NOx的去除率低，难以达到答应的排放规范;若空速过小，反响器运用率过低，降低了经济效益。经过现场调试及试验，本中试选定的最佳运转空速值为SV=3500h-1。
4.2高负荷脱硝试验
进入脱硝中试设备的烟气流量约为55m3/h，经过现场调试，选定催化剂层温度为150℃进行脱硝中试。结合焦炉高负荷运转时的尾气氮氧化物浓度，设定进入体系的氨气流量为0.35L/min。中试设备敞开2h后，催化剂层温度上升并保持在150℃。由剖析仪所得数据可计算出NOx去除率，即脱硝功率。图2为反响器进出口的NOx浓度，淡色柱的峰值对应的是反响器进口的NOx浓度，深色柱的高度为反响器出口的NOx浓度。图3为与图2相对应的高负荷运转脱硝功率图。
由图2可见，工况焦化烟气中的氮氧化物浓度有较大动摇，反响器进口NOx浓度规模为680～1030mg/Nm3。反响器出口NOx浓度规模为50～260mg/Nm3，出口浓度随进口浓度的添加有所上升，脱硝功率在73%～94%规模内，根本稳定在83%左右。高负荷脱硝试验成果表明中试所用低温催化剂适宜焦炉高负荷运转的焦化烟气。
4.3低负荷接连脱硝试验
中试期间，因为焦化厂部分工段检修，焦炉进入低负荷运转状况，尾气中NOx浓度均值约500mg/Nm3，故对低负荷的炼焦尾气进行接连脱硝中试。中试条件：进入脱硝中试设备的烟气流量55m3/h左右，催化剂层温度150℃，进入体系的氨气的流量0.2L/min。图4为低负荷接连脱硝试验脱硝率图，图示接连脱硝试验运转时刻为52小时。脱硝率在78%～98%规模内，运转期间催化剂活性未呈现削弱趋势，试验成果显现选用的低温催化剂可用于焦化烟气的接连脱硝，并保持高的脱硝率。
5结论及主张
(1)本低温SCR脱硝中试，累计脱硝时刻超越200h，脱硝功率根本在80%以上，阐明选用的低温脱硝催化剂满意工况运转条件，该低温SCR脱硝技能能较好的适用于焦化烟气，主张在焦化职业进行工程化扩大研讨。
(2)工程规划时，应优化催化剂装填办法，依据尾气中氮氧化物的浓度改变，设置实时智能喷氨体系，合理规划混合器结构及混合器至反响器的管道长度。
(3)催化剂是低温SCR脱硝的要害，因为工程催化剂用量较大，需挑选适宜的空速以断定催化剂用量，一起要处理催化剂的大型化出产问题。
(4)因为焦化职业化工产品工段有丰厚的氨水，可经过设置蒸腾器用其氨水作为还原剂来历，以节约本钱，合理运用资源，但需设置除湿设备，削减水分对催化剂脱硝功能的搅扰。
