新形勢(shì)下燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的探討

劉海峰

江蘇天立方環(huán)保工程有限公司 江蘇 靖江 214500

鋼鐵工業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),其燒結(jié)產(chǎn)出的大量煙氣在大氣中排放了過(guò)多二氧化硫、氮氧化物和其他污染粉塵,對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。在倡導(dǎo)經(jīng)濟(jì)生態(tài)一體化建設(shè)下,燒結(jié)煙氣脫硫脫銷(xiāo)技術(shù)雖然有了一定的進(jìn)步,在一定程度在減少了重金屬污染物的排放,然而其還存在著一些不足需要去改善。

一、燒結(jié)煙氣的概述

燒結(jié),指的是在高溫作用下,將粉狀物體燃燒凝結(jié)成固體,主要運(yùn)用在陶瓷、冶金、鋼鐵等行業(yè)。而鋼鐵燒結(jié)工藝所燃放出的二氧化硫和氮氧化物是全國(guó)排放量占比最大的,因此,當(dāng)下以鋼鐵燒結(jié)工藝為主,對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

鋼鐵行業(yè)燒結(jié)是在高溫下,將鐵粉和煤燒結(jié)成鋼鐵固體,其燃燒過(guò)程產(chǎn)生大量的含有二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、氟化氫、一氧化碳、二氧化碳、二噁英[1]等多種有毒物質(zhì)和粉塵污染,其中二氧化硫的濃度[1]特別高,會(huì)給大氣帶來(lái)沉重的污染。燒結(jié)煙氣除了會(huì)產(chǎn)出多種污染物之外,其煙氣溫度變化大且含濕量大,對(duì)大氣生態(tài)也會(huì)造成不良影響。

二、燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展

1、脫硫技術(shù)和脫氧技術(shù)。燒結(jié)煙氣脫硫脫硝,指的是通過(guò)一定技術(shù)對(duì)燒結(jié)煙氣中的二氧化硫和氮氧化物進(jìn)行脫離和除去,從而凈化煙氣,將無(wú)污染的煙氣安全地排放到大氣當(dāng)中去。因此,燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的工作環(huán)節(jié)是必不可少的。目前,燒結(jié)煙氣的凈化廣泛采取的技術(shù)是將煙氣中的污染物一件一件單獨(dú)去除,包括二氧化硫和氮氧化物的去除,都是通過(guò)脫硫和脫硝[2]兩個(gè)獨(dú)立的技術(shù)進(jìn)行煙氣凈化。這種被廣泛運(yùn)用的技術(shù),實(shí)際上給煙氣凈化帶來(lái)了更高的成本負(fù)擔(dān)和操作上的負(fù)擔(dān)。可想而知,我國(guó)燒結(jié)煙氣凈化的整體工作效率都不高。將脫硫和脫氧技術(shù)聯(lián)合起來(lái),在凈化中共同作業(yè),是一個(gè)有效提高操作程序、減低成本負(fù)擔(dān)的可行辦法。

2、燒結(jié)煙氣脫硫脫銷(xiāo)技術(shù)。煙氣脫硫脫硝技術(shù),顧名思義即是聯(lián)結(jié)脫硫脫硝技術(shù),其工作原理是,在同一系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫和脫硝工作。燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要分為三類(lèi),煙氣脫硫和煙氣脫硝[2]的組合技術(shù)；利用吸附劑同時(shí)脫除二氧化硫和氮氧化物；在現(xiàn)有煙氣脫硫系統(tǒng)改造加上脫硝功能。其同時(shí)工作的技術(shù)發(fā)展很好理解,同時(shí)工作,或者將脫硫技術(shù)和脫硝技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單相加。

三、最主要的脫硫脫硝技術(shù)

由于傳統(tǒng)煙氣凈化工作將脫硫和脫硝功作業(yè)互相獨(dú)立,需要兩套工作設(shè)備和系統(tǒng)對(duì)煙氣進(jìn)行凈化,因此功效效率不能得到提升的同時(shí)操作和管理上也有較大困難。因此,作為當(dāng)下潮流,脫硫脫硝技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展了幾十種可行方式,都能高效地脫除二氧化硫和氮氧化物,以下是目前最主要的脫硫脫氧技術(shù)：

1.活性炭纖維煙氣脫硫技術(shù)(ACFP)。活性炭纖維煙氣脫硫技術(shù)是通過(guò)脫硫活性炭纖維[3]的催化作用,經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以與二氧化硫進(jìn)行反應(yīng),最后產(chǎn)出硫酸或者硫酸鹽,在有效脫除二氧化碳的同時(shí)還能生產(chǎn)出硫酸和硫酸鹽,做到有害物質(zhì)的二次循環(huán)利用,而且活性炭纖維脫硫技術(shù)能將煙氣中百分之九十五的二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸或者硫酸鹽,其技術(shù)應(yīng)用效率非常高。另外,活性炭可以通過(guò)吸附作用將煙氣中的氮氧化物吸收,且其吸附率也很高,能以化學(xué)反應(yīng)和物理作用同一時(shí)間做到脫硫脫硝作業(yè)。

2.循環(huán)流化床脫硫與SCR 脫硝技術(shù)相結(jié)合。此種技術(shù)是將脫硫技術(shù)與脫硝技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的前后步驟作業(yè),做到脫硫和脫硝共同進(jìn)行。循環(huán)流化床脫硫主要是以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ),以干性石灰粉作為吸收劑,對(duì)石灰粉進(jìn)行對(duì)此在循環(huán),延長(zhǎng)吸收劑與煙氣的作用時(shí)間,提高石灰粉與煙氣中二氧化硫的反應(yīng),加強(qiáng)對(duì)二氧化硫的吸收,從而促進(jìn)吸收劑高效地脫除煙氣中的二氧化硫。同時(shí),在脫硫后結(jié)合SCR脫硝技術(shù)將煙氣中的排除的固體進(jìn)行再循環(huán)處理[3],能夠高效地去除氮氧化物。因此,這種將脫硫技術(shù)與脫硝技術(shù)相結(jié)合的方式,能夠有效脫除氣體中的有害物質(zhì)的同時(shí),還能促進(jìn)資源的再生利用。

3.電子束輻射法煙氣脫硫脫硝技術(shù)。電子束輻射法煙氣脫硫脫硝技術(shù)是一種新型研發(fā)的脫硫脫硝技術(shù)。將煙氣和氨氣按照一定配比放入反應(yīng)器中,煙氣受高能電子束照射后,促成其中氮?dú)馀c空氣進(jìn)行反應(yīng),將煙氣中的二氧化硫、氮氧化物轉(zhuǎn)變成硫酸和硝酸,并與先前準(zhǔn)備氨氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),最后聲場(chǎng)硝酸銨和硫酸銨。這種脫硫脫硝技術(shù)目前得到一定的研究和發(fā)展,正在逐步普及到各煙氣處理工藝當(dāng)中,將會(huì)對(duì)煙氣凈化產(chǎn)生積極作用。

4.濕法脫硫技術(shù)與SCR 脫硝技術(shù)相結(jié)合。濕法脫硫技術(shù)主要是以石膏法或者拋棄法兩種發(fā)放對(duì)煙氣進(jìn)行脫除二氧化硫,主要是運(yùn)用石灰石作為脫硫劑,原理是以化學(xué)反應(yīng)為原理,能夠脫除煙氣中九成的二氧化硫。濕法脫硫技術(shù)有一個(gè)特點(diǎn),就是其脫硫工作主要集中在煙氣煙道的末端,脫硫反應(yīng)的溫度主要保持在50-80℃,而在后面的SCR 脫硝技術(shù)中,需要將脫硝作業(yè)環(huán)境溫度保持在320-450℃[3]之中。因此,在脫硫環(huán)節(jié)完成之后,需要對(duì)煙氣進(jìn)行加溫后方可進(jìn)行脫硝處理。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述,雖然煙氣脫硫脫硝技術(shù)能夠同時(shí)發(fā)生,目前世界也研發(fā)出了多大60多種的脫硫脫硝技術(shù),各種脫硫脫硝技術(shù)都各有千秋,以上四種技術(shù)為例,活性炭纖維發(fā)煙氣脫硫技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、設(shè)變要求不高,并且工程投資不大,因此最適合被廣泛運(yùn)用到煙氣凈化工程之中；而類(lèi)似電子束輻射法脫硫脫硝技術(shù)這種新型的發(fā)展技術(shù)卻還未能很大范圍地普及到各工業(yè)生產(chǎn)之中,但是其發(fā)展前景是可以期待的。