焦爐煙道氣余熱利用及脫硫脫硝裝置是鋼鐵、焦化行業中實現節能環保的關鍵技術組合，旨在回收煙道氣中的廢熱并減少污染物排放。以下從技術原理、工藝流程、設備組成及行業應用等方面進行系統分析：

1. 焦爐煙道氣特點

• 高溫余熱：煙道氣溫度通常為180~300℃，部分工況可達350℃以上，蘊含大量可回收熱量。
• 污染物成分：
  • SO?（200~800mg/m3）：來自煤中硫分燃燒。
  • NOx（500~1500mg/m3）：以熱力型NOx為主（高溫下N?與O?反應生成）。
  • 顆粒物（50~150mg/m3）：主要為焦粉和灰分。

2. 余熱利用技術

（1）主要方式

• 余熱鍋爐（WHRB）：
  • 產生蒸汽（0.8~2.5MPa）用于發電或工藝供熱，熱效率可達60%以上。
  • 需注意煙道氣含塵和腐蝕性成分對鍋爐管道的磨損與腐蝕。
• 熱管換熱器：
  • 適用于中低溫余熱回收，傳熱效率高、無運動部件，維護簡單。
• 有機朗肯循環（ORC）：
  • 對低品位余熱（<200℃）發電效率較高，但投資成本較高。

（2）節能效益

• 每噸焦炭可回收約0.1~0.15GJ熱量，降低工序能耗5%~10%。

3. 脫硫脫硝技術

（1）脫硫技術

• 濕法脫硫（主流）：
  • 石灰石-石膏法：脫硫效率>95%，但產生廢水需處理。
  • 氨法脫硫：副產硫酸銨化肥，適合有氨源的焦化廠。
• 半干法脫硫：
  • 循環流化床（CFB）：噴入消石灰，脫硫效率85%~90%，耗水量低。
• 干法脫硫：
  • 活性炭/焦吸附：可協同脫硫脫硝，但吸附劑再生復雜。

（2）脫硝技術

• SCR（選擇性催化還原）：
  • 催化劑溫度窗口280~400℃，需在余熱鍋爐后設置反應器。
  • 使用氨水或尿素作為還原劑，脫硝效率>90%。
• SNCR（非催化還原）：
  • 適用于高溫段（900~1100℃），但脫硝效率僅30%~50%，焦爐適用性差。
• 低溫SCR：
  • 新型催化劑（如MnO?-CeO?）可在150~250℃運行，適合余熱回收后低溫煙氣。

4. 典型工藝流程

“余熱鍋爐+SCR+濕法脫硫”組合流程：

1. 煙道氣（250℃）→?余熱鍋爐?→ 降溫至180℃。
2. →?SCR反應器（噴氨催化脫硝）→?引風機。
3. →?濕法脫硫塔（石灰石漿液）→?濕電除塵?→ 達標排放（SO?<30mg/m3，NOx<100mg/m3）。

5. 關鍵設備與選型

通過上述技術組合，焦化企業可實現噸焦能耗降低8%~12%，污染物排放達到超低限值（SO?≤35mg/m3、NOx≤50mg/m3），兼具經濟與環境效益。