燒結(jié)煙氣脫硫脫硝處理技術(shù)的對(duì)比探究

楊鳳嶺

山東國(guó)舜建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250000

工業(yè)是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要行業(yè)，工業(yè)的發(fā)展需要大量的能源，再加上我國(guó)城市化進(jìn)程不斷深化，導(dǎo)致大量能源被消耗，特別是鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，排放出大量二氧化硫和氮氧化物，它們對(duì)我國(guó)大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和氣候都造成了極大的影響，同時(shí)也嚴(yán)重影響到我國(guó)居民的生命健康，前些年，我國(guó)北方出現(xiàn)灰霾天氣就是大氣污染的真實(shí)反映。而二氧化硫和氮氧化物大多來(lái)源于鋼鐵生產(chǎn)，因此，要控制好二氧化硫和氮氧化物的排放，就必須對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行深度治理。

一、燒結(jié)煙氣的概述

在燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)機(jī)對(duì)鐵礦粉進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生高溫?zé)Y(jié)煙氣。鐵礦粉以及配料在燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生一系列非常復(fù)雜多變的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)大量生成一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、二噁英、二氧化碳、粉塵等大氣污染物。燒結(jié)煙氣的特征有如下幾個(gè)方面:

(一)它們都是在高溫作業(yè)狀態(tài)下產(chǎn)生的，因此，它們本身存在非常高的溫度，溫度一般在一百二十至一百八十度之間。

(二)在燒結(jié)過(guò)程中，一噸原材料大約產(chǎn)生四千至六千立方米的煙氣，而且在燒結(jié)過(guò)程中，煙氣量存在較大的波動(dòng)，幅度占比也高，大約有百分之四十的幅度[1]。

(三)其中燒結(jié)過(guò)程礦石成分會(huì)不斷變化，而二氧化硫的濃度也隨之變化，因此二氧化硫的濃度存在較大的變化，其排放濃度大約在400-5000mg/Nm3的區(qū)間內(nèi)。

(四)在鐵礦粉燒結(jié)前，會(huì)將一定份量的水摻入到混合料中，以此提高料層的透氣性，煙氣的濕度高、含氧量高，其含氧量在百分之十五至百分之十八之間。

(五)在燒結(jié)過(guò)程中，燒結(jié)料在燒結(jié)機(jī)頭卸料過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵隨同煙氣一起排放；因此，煙氣中含有大量的粉塵，并且粉塵的濃度也非常高。而且煙氣中也含有大量的鐵和相關(guān)的化合物，還可能有少部分的重金屬存在。

(六)煙氣是在高溫作業(yè)下產(chǎn)生，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，這是因?yàn)樵跓Y(jié)過(guò)程的原料和工藝有關(guān)，原料成分配比和燒結(jié)工藝在高溫下的化學(xué)反應(yīng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致煙氣成分容易變化，因此，煙氣中除了二氧化硫、氮氧化物和粉塵，還存在二嗯英和重金屬等物質(zhì)。并且一旦材料成分和工藝方式變化，燒結(jié)煙氣的結(jié)構(gòu)和成分也隨之變化。

二、脫硫脫硝處理技術(shù)概述

(一)傳統(tǒng)處理技術(shù)。傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)注重于燒結(jié)煙氣中單項(xiàng)污染物的處理。如石灰石通過(guò)處理后變成氨或石膏法，再進(jìn)行相應(yīng)處理，則生成硫酸銨，利用氨作為元素的還原劑經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，生成SCR催化劑，以此來(lái)處理煙氣中的氮氧化物。這種方法有其弊端，就是煙氣中的氮氧化物無(wú)法利用這種方法直接消除。要先對(duì)燒結(jié)煙氣作加溫處理，當(dāng)燒結(jié)的溫度符合催化劑的要求時(shí)才能夠開(kāi)展下一步作業(yè)[2]。

傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)處理流程復(fù)雜，這種技術(shù)方法要實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的效果，必須要用到NH3、溶液脫硫或堿性漿液，但是由于材料間的配合難以高效完成，造成煙氣凈化過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)非常繁復(fù)，大大降低了凈化的效果，而且整體凈化過(guò)程需要非常高的成本，成本效益比差。因此，針對(duì)傳統(tǒng)脫硫脫硝技術(shù)的劣勢(shì)，經(jīng)過(guò)加入聯(lián)合技術(shù)來(lái)提高其凈化效率和質(zhì)量。將傳統(tǒng)技術(shù)的單獨(dú)凈化變成現(xiàn)時(shí)的聯(lián)合凈化，將二氧化硫和氮氧化物同時(shí)脫離出來(lái)，以此保證煙氣的凈化效果。

(二)干法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)概述。干法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)是多種方法的集合，分別是吸收劑噴射法、固相吸收/再生、高能電子活化氧化法和氣/固催化脫硫脫硝技術(shù)。

(1)固體吸附法。通過(guò)利用碳質(zhì)材料的吸附作用，如活性焦炭和活性炭來(lái)處理煙氣中的硝和硫，在不存在額外加熱的情況下實(shí)現(xiàn)脫硝脫硫，其中脫硝率可達(dá)80%，脫硫率達(dá)98%。而且整個(gè)過(guò)程不需要加水，不會(huì)制造額外的粉塵，排出的粉塵濃度不超過(guò)10mg/m3，并且這種方法不會(huì)造成二次污染問(wèn)題出現(xiàn)。但是這種方法的資金投入大，無(wú)法處理高溫產(chǎn)生的問(wèn)題，而且長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，會(huì)造成降低其吸附能力。導(dǎo)致最后成本高。

(2)吸收劑噴射技術(shù)。把干粉噴灑到煙道和爐膛，又或者在霧干式洗滌塔內(nèi)放置尿素和堿，利用相應(yīng)的技術(shù)條件以達(dá)到同時(shí)脫除氮氧化物和二氧化硫的目的。不過(guò)這種技術(shù)辦法的效果不太理想，因?yàn)樵跓Y(jié)過(guò)程中二氧化硫和氮氧化物的情況會(huì)影響到凈化效果，如它們之間的含量比、停留時(shí)間、吸收劑的粒度和反應(yīng)溫度都會(huì)影響反應(yīng)的效果，尤其是當(dāng)二氧化硫處于低濃度狀態(tài)時(shí)，造成氮氧化物脫除效果差，一般情況下，處理高硫煤煙氣時(shí)會(huì)用到這種方法[3]。

(3)氣固催法。當(dāng)燒結(jié)的溫度到達(dá)三百至五百度時(shí)，催化劑會(huì)因高溫而活化性降低，以此達(dá)到脫除氮氧化物和二氧化硫的效果，相較傳統(tǒng)工藝，這種方法的凈化效果更好，可以達(dá)到凈化百分之九十的氮氧化物和大部分的顆粒物。但是這種方法有個(gè)劣勢(shì)，就是必須高溫才可以實(shí)現(xiàn)凈化效果，存在成本大、高能耗、脫硫效果差的問(wèn)題。從而無(wú)法廣泛普及。

(4)電子活化氧化法。充分利用電子束照射的性能，通過(guò)陰極發(fā)射，利用電場(chǎng)加速的作用，從而將產(chǎn)生的高能電子束輻射到自由基，自由基再和氮氧化物與二氧化硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，變成硝酸和硫酸。然后再將氨氣加入到其中，從而產(chǎn)生新的化合物，以此達(dá)到脫硝脫硫的目的。該方法耗電大，成本高。設(shè)備資金后期維護(hù)成本高。因此，這種方法也不能廣泛普及。

三、濕法聯(lián)合脫硫脫硝

該方法利用除塵設(shè)備、噴霧干燥塔和石灰漿等材料組成一個(gè)凈化機(jī)組，通過(guò)石灰漿、干燥塔、液體、催化劑等一系列材料之間的化學(xué)作用來(lái)脫除氮氧化物和二氧化硫。但這種方法凈化效果一般。

四、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今我國(guó)越來(lái)越重視環(huán)保工作，而燒結(jié)煙氣中的脫硫脫硝處理技術(shù)是有效降低大氣污染的技術(shù)方法，企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的實(shí)際情況，根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)能情況來(lái)決定采取何種凈化技術(shù)。通過(guò)凈化技術(shù)降低燒結(jié)煙氣中氮氧化物與二氧化硫，實(shí)現(xiàn)除硫除硝除塵的環(huán)保效果，減少污染大氣的排放物，以此實(shí)現(xiàn)企業(yè)與自然環(huán)境、國(guó)家與自然環(huán)境的和諧可持續(xù)發(fā)展。