焦炉炉墙串漏导致焦炉烟气中非甲烷总烃(NMHC)含量升高，对人体健康和大气环境造成严重危害。山西省生态环境厅在 2021年4月1日下发的《山西省焦化行业超低排放改造实施方案》(晋环发[2021]17号)中明确要求，在基准氧含量(体积分数)8%的条件下，新建和现有焦化企业焦炉烟气非甲烷总烃NMHC排放质量浓度分别不高于60mg/m3和80mg/m3；2022年5月8日下发的《关于优化调整全省重污染天气钢铁焦化行业绩效分级指标推动钢铁焦化行业实现高质量发展的通知》(晋环发[2022]15号)中再次明确焦化企业焦炉烟气中NMHC排放质量浓度不高于60mg/Nm3。焦炉烟气中NMHC的排放要求逐渐受到各级环境管理部门的重视，开发出适应焦化行业烟气特点的NMHC治理技术势在必行。
一、焦炉烟气中非甲烷总烃排放特征及组分
焦炉烟气具有如下显著特征：
（１）烟气流量大,年产100万吨焦炭的焦炉烟气量在 250000Nm3/h左右；
（２）烟温波动较大，焦炉烟气温度在180℃~330℃，多数在230℃~280℃；
（３）烟气组分复杂,焦炉烟气中SO2排放质量浓度在150mg/Nm3~600mg/Nm3，NOx排放质量浓度在400mg/Nm3~1200mg/Nm3，水分在5.0%~17.5%，NMHC排放质量浓度在100mg/Nm3~250mg/Nm3。此外焦炉烟气中还含有少量的CH4、CO、H2S、焦油等；
（４）焦炉烟气组分随焦炉液压交换机的操作呈周期性波动，烟气中SO2、NOx、NMHC、O2含量的波峰和波谷存在一定差值。 焦炉烟气中NMHC组分和排放浓度也会因炼焦、煤源、生产工艺、焦炉串漏程度等的不同而不同，NMHC组分以C4~C6系物为主，平均排放质量浓度在100mg/Nm3~250mg/Nm3。
二、NMHC治理工艺
NMHC为除甲烷之外的可挥发性碳氢化合物，属于VOCs的一部分。焦炉烟气NMHC治理分为源头控制和末端治理。源头控制可以采取干粉正压密封、砖缝灌浆、陶瓷焊补、焦炉揭顶维修等措施，能在一定程度上降低焦炉烟气NMHC排放浓度，但无法达到《炼焦化学工业大气污染物排放标准》中50mg/Nm3排放限值要求；同时，周期性的炉体修缮影响焦炉的正常生产，增加焦化企业的经济负担。因此，NMHC的末端治理技术成为了越来越多焦化企业的选择。 北京晨晰环保针对焦化烟气中水分大、烟气成分复杂、烟温低、NMHC含量低的特点，结合当下大部分焦化企业绝大部分已经完成了超低排放改造的情况。针对不同烟温和NMHC浓度的治理需求，研发了中高催化剂（240℃以上）和低温催化剂（140℃以上）两型NMHC催化剂产品，用以满足企业的不同烟温与浓度下的NMHC治理需求。
该治理工艺可分为脱硝反应器拓容和SCR脱硝反应器后增设NMHC反应器两种实现形式：
脱硝反应器拓容（中高温催化剂）：焦炉烟气脱硝反应器催化剂一般按照“2+1”或“3+1”方式布置。NMHC催化剂可以布置在脱硝催化剂的备用层（如下图）。采用此种方式装填的催化剂容量较小，适用于温度窗口在240℃~350℃，焦炉烟气NMHC初始排放浓度较低的工况。
增设NMHC反应器（低温催化剂）：NMHC反应器布置在SCR反应器下游（如下图），此种方式催化剂装填量较大，投资较高，适用于温度窗口在140℃~240℃，焦炉烟气NMHC初始排放浓度较高的工况。
选用合适催化剂是实现NMHC治理的关键，除此之外该工艺还具有如下优势：
１、催化剂无需额外补温，NMHC脱除效率99%，同时可协同脱除焦炉烟气中的NOx；
２、催化剂抗碱金属中毒能力强、抗水性强、抗堵能力强；
３、可者结合现有脱硫脱硝工艺进行改造，投资少，占地小；
４、高温和中低温两型催化剂满足不同烟温的非甲烷总烃治理需求，无需额外升温；
５、克服了传统催化剂空速，温度等因素导致脱除效率不稳定的现象，脱除效率更高。
结语
在从减污降碳到碳排放双控的背景下，焦化行业的非甲烷总烃治理已是箭在弦上。能充分利用原有治理装置，无需升温的治理解决方案必将为更多的焦化企业所选择。晨晰环保也将一如既往助力为焦化企业的高质量绿色发展。
