燒結煙氣脫硫脫硝技術現狀與發展趨勢

蓋曉英

山東國舜建設集團有限公司 山東濟南 250000

我國鋼鐵企業目前面臨著產能過剩、創新不足、環境能源約束不斷加強等嚴峻問題。2018年政府工作報告提出“推動鋼鐵等行業超低排放改造”任務要求，打贏藍天保衛戰，共創綠水青山。生態環境部起草了《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》，明確“燒結機頭煙氣、球團焙燒煙氣在基準含氧量16%以下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時均值排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3；其中污染源顆粒物每小時均值排放濃度不高于10mg/m3，二氧化硫每小時均值排放濃度不高于50mg/m3，氮氧化物每小時均值排放濃度不高于150mg/m3”。

1 鋼鐵燒結煙氣治理現狀分析

鋼鐵燒結煙氣是鋼鐵高溫燒結成型時生成的含有多種污染成分的氣體，其污染物質包括顆粒物、NOX、SO2等。目前，燒結煙氣脫硫技術以濕法和半干法技術為主，煙粉塵處理主要采用電除塵和布袋除塵技術，燒結煙氣脫硝中，SCR脫硝是最主要的一項技術，該技術在國內外鋼鐵企業燒結煙氣脫硫脫硝中已取得多項工程應用。有些企業配備了循環流化床脫硫塔，脫硫塔也能達到脫除NOX的作用，但是其脫除效率只有10%左右，無法有效完成脫硝。另外，燒結煙氣中存在的NOX主要是以由不溶于水的NO形式存在的，所以吸收塔對其的吸收性不強。因此，需要根據燒結煙氣的特點，探索出有效的脫硝技術[1]。

2 煙氣脫硫脫硝超低排放技術淺析

2.1 活性炭/焦脫硫脫硝

活性炭/焦法是利用活性炭/焦的吸附特性使煙氣中SO2吸附在活性炭/焦的表面，吸附SO2的活性炭/焦經過一定溫度加熱后再生，釋放出SO2濃度達20!的氣體，可加工成硫酸。活性炭/焦法對SO2的去除效率要優于NOx，在實際應用中，SO2的去除率可達到98%，NOx的去除率可達到80%。活性炭/焦一體化技術通過向燒結煙氣中噴入氨氣，氨在活性炭的吸附、催化作用下與NOx發生催化還原反應生成N2和水，可大幅度降低煙氣中NO含量，實現高效脫硝。活性炭/焦脫硫脫硝技術實現了同時除塵、脫硫、脫硝，極大的減少了處理設備的占地面積和操作難度，達到保護環境的目的。但是活性炭/焦法投資大，運行費用較高，副產物的綜合利用也在一定程度上限制了活性炭/焦法的推廣應用。

2.2 活性炭床層高度

活性炭吸附層床層高度是煙氣凈化效率的關鍵參數之一。床層高度過低煙氣污染物脫除率難以達標，床層高度過高不僅浪費活性炭使用量，而且還會增加活性炭之間的內部作用力，增加磨損量，造成需要更高強度的活性炭才能滿足要求，勢必會增加原料成本。因此只有在合適的床層高度下才能實現兼顧脫除效率和成本。由于脫硫效果較好，因而在設計時重點考慮脫硝效果。為了實現在最經濟的條件下去除高達99%的SO2和其他有害物質，并通過選擇性催化還原反應去除85%的NOx，通過先導試驗確定床層高度[2]。

2.3 循環流化床脫硫+SCR脫硝工藝

這一工藝的吸收劑是干態的消石灰粉，當然也可以運用其他對二氧化硫有吸收反應能力的干粉或漿液。通常鍋爐排出的煙氣會從具有文丘里裝置的吸收塔(即流化床)底部進入，此時其速度加快，在與細的吸收劑粉末混合后，顆粒間、氣體與顆粒間會出現劇烈摩擦，此時噴入水霧要均勻，并降低煙溫，就會反應生成CaSO3和CaSO4。而脫硫后的煙氣會攜帶大量固體顆粒，經由吸收塔頂部排出，由再循環除塵器進行處理排放。這一工藝具有比較成熟的脫硝技術，適用范圍廣，污染物脫除效率比較高，最嚴格的污染物排放可以運用這一技術，而且工程總投資和運行費用適中。目前已建設脫硫裝置的燒結球團企業可以繼續建設脫硝部分，不會出現重復建設的問題，其維護運行方便。但是這一工藝還產生很多副產物，沒有最的佳應用途徑和資源回收價值，只能進行廢物處理。

2.4 濕法脫硫+SCR聯合脫硝工藝

這一工藝技術成熟，脫硝效率比較好，但在燒結煙氣處理中應用還比較少。因為濕法脫硫后的煙氣溫度一般在50-80℃間，而SCR技術在320-450℃的溫度下才能反應。反應溫度較高催化劑會產生燒結或者結晶現象，但是反應溫度太低，在催化劑表面硫酸銨會凝結堵塞催化劑的微孔，使得催化劑的活性大幅度降低。如果在脫硫工藝前運用煙氣脫硝工藝，需要將燒結煙氣經加熱裝置升溫，先脫硝再運用換熱裝置進行降溫處理，此時煙氣就得到了凈化[3]。

2.5 雙堿法同時脫硫脫硝

“雙堿法”同時脫硫脫硝為濕法，史少軍等對雙堿法進行了探討，雙堿法是利用Na2CO3/NaOH作為吸收液，加入石灰使吸收液再生，從而實現循環利用。利用吸收液吸收煙氣中的SO2，同時利用燒結煙氣中存在的Fe3+促進反應體系對NO的吸收，達到同時吸收氧化SO2、NO的目的。雙堿法同時脫硫脫硝解決了處理裝置占地面積大的問題，同時在一定程度上節省了處理設施的投資、運行成本，受到了越來越多人的關注

3 結語

在我國國民經濟發展中鋼鐵行業占據著舉足輕重的地位，推動了國民經濟的快速發展，但是也大量消耗了很多資源能源，使得其周邊環境惡劣。因此，必須要減少其大氣污染物的排放，加強治理燒結煙氣，探索有效的燒結煙氣脫硫脫硝技術，推動我國經濟和生態環境的共同發展。而通過以上的研究探討，活性炭纖維法煙氣脫硫技術是最適合的煙氣脫硫脫硝技術，在燒結煙氣時可以運用這一工藝。