高效煙氣脫硫脫硝除塵技術在燒結機中的應用分析

于秀麗

安普德泰工程科技有限公司山東分公司 山東淄博 255000

我國目前正在發展環境友好型社會，工業生產中含硝、含硫成分較多的煙氣與我國可持續發展理念相悖，所以，對工業生產煙氣進行治理十分關鍵。

1 煙氣脫硫脫硝的現實意義

在我國社會經濟高速發展的過程中，也出現了一系列問題，特別是環境污染，表現較為明顯。目前，隨著工業生產規模的擴大等因素影響，大氣當中的氮氫化合物、二氧化硫等成分含量不斷升高，并且成為大氣污染的常見問題，究其根本原因，與工業生產排出的煙氣有密切聯系。基于這一情況，煙氣脫硫脫硝成為解決大氣污染的重要方式，對煙氣脫硫脫硝工藝進行研究、應用有很強的現實意義，不僅可以改善大氣質量，也能實現我國社會可持續發展。目前，我國將節能減排與可持續發展作為經濟工作的重點內容，有相關文件內容顯示，從2015年開始，我國要求工業生產行業每年將二氧化硫的排放量降低2%，氮氧化物的排放量需要降低5%，從而對大氣污染物進行控制，實現環境質量的改善。由此可以看出，煙氣脫硫脫硝的現實意義和社會意義很強。

2 燒結煙氣特性

2.1 煙氣量大且變化幅度大

在燒結料煅燒過程中，固體料循環率和漏風率較高，因此會阻礙空氣，使其無法通過燒結料層，進而極大增加燒結煙氣量。鋪料不均或燒結料透氣性不同均可能對系統阻力產生不同影響，煙氣量變化幅度甚至可達到40%。

2.2 成分復雜

燒結煙氣成分復雜的原因主要是原料使用可鐵礦石，因此煙氣中不僅有煙塵和二氧化硫，所產生的煙塵更是包含多種重金屬，還有氟化氫、氮氧化物以及多環芳烴等，均會對環境造成極大污染，另外，燒結同樣會產生二噁英，且排放量極高。

2.3 含氧量高且濕度大

在進行燒結工序之前，所用混合料需要添加適量水分，目的是增強其透氣性，故而燒結煙氣濕度大、含氧量高，濕度最高接近15%，而含氧量則保持在15%-18%。

2.4 二氧化硫濃度波動大

受原燃料供需和生產成本影響，鋼鐵企業選擇的原料品種不一，因此燒結過程中產生的產品成分、質量均有較大差異，而且煙氣二氧化硫濃度波動較大，少則每標準立方米數百毫克，多則可達5000mg/Nm3。

3 硝工藝系統流程

3.1 工藝系統流程

經脫硫脫硝除塵后的煙氣先經過GGH（煙氣再熱器），與脫硝后的熱煙氣進行換熱（啟爐時需先用加熱爐快速加熱進入反應器煙氣），換熱后的原煙氣約250℃后，再利用加熱爐的熱煙氣加熱至280℃后，進入SCR反應器，同時來自氨水存儲區的氨水經輸送泵輸送至反應區的氨水蒸發器，通過熱風蒸發后的氨氣混合器經過噴氨格柵噴入SCR反應器進口煙道，在反應器內SCR脫硝催化劑的作用下，氨氣將煙氣中的NOx選擇性催化還原為N2和H2O，完成NOx的脫除，經脫硝處理后的凈煙氣，再經過GGH二次換熱至約120℃，凈化后的清潔煙氣由脫硫脫硝引風機返回經煙囪排入大氣[1]。

3.2 GGH換熱系統

來自布袋除塵器出口的煙氣溫度約80-100℃，SCR脫硝系統的最佳反應溫度為280℃，因此本項目需設計煙氣-煙氣換熱器GGH，利用SCR脫硝出口熱煙氣加熱布袋出口冷煙氣，減少了煤氣燃料的消耗量，降低了系統能耗。

3.3 煙氣加熱系統

為了進一步提升煙氣溫度，補充換熱溫差及散熱損失，系統需設置煙氣加熱系統，將原煙氣溫度穩定加熱至280℃左右。每套煙氣加熱系統設置一套加熱爐，加熱爐可使用高爐煤氣作為主燃料，煤氣來自原有煤氣主管，從加熱爐出來的煙氣溫度為700-900℃，和原有煙氣在煙道內進行混合加熱，使煙氣溫度升高至280℃。

3.4 催化劑

為了使催化劑得到充分合理利用，根據設計脫硝效率在SCR反應塔中布置3層催化劑。在反應器頂部預留1層備用層空間，即2+1方案。采用SCR反應器預留備用層方案可延長催化劑更換周期。SCR反應器初次安裝2層催化劑，一般當催化劑運行3年后，其反應活性將降低，氨逃逸也相應增大，這時需要在備用層空間添加一層新的催化劑；在運行5-6年后開始更換初次安裝的第1層；根據運行情況再更換初次安裝的第2層催化劑[2]。

4 濕法煙氣脫硫脫硝一體化技術

4.1 氧化吸收法

氧化吸收法是通過創造強氧化環境改變燒結煙氣物質性質，再經堿性溶液吸收物質的方法。在氧化吸收過程中，難度最大的當屬一氧化氮的轉化，因此技術核心為氧化劑的制備。當前，過氧化氫和高錳酸鉀等氧化劑使用范圍最為廣泛，其中過氧化氫更是優勢明顯，不會產生污染，而且使用過程中無毒性物質生成。總體而言，氧化吸收法在脫硫脫硝方面效果良好，吸收率超過80%，但是該方法成本較高，因此在實際燒結煙氣處理中應用范圍受限。

4.2 還原吸收法

還原吸收法就是將一氧化氮通過還原劑還原為氮氣，其中尿素為使用率最高的還原劑，還原劑最終產生的溶液還可進行回收利用，防止了二次污染的出現。試驗顯示，環境溫度、還原劑濃度等均會影響脫硫脫硝率，其間使用的溶液不具有強腐蝕性，且使用的設備相對而言成本不高，反應原料及反應產物運輸便利，工藝簡單，操作便捷，因此優勢較為明顯[3]。

5 結語

綜上所述，為了能夠更好的滿足環境保護的需求，必須要對煙氣脫硫脫硝除塵技術進行改進與優化，使其能夠發揮出最佳的作用與價值，進而達到環境保護目的，促進我國鋼鐵行業的可持續發展。