燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

蓋曉英

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

我國(guó)鋼鐵企業(yè)目前面臨著產(chǎn)能過剩、創(chuàng)新不足、環(huán)境能源約束不斷加強(qiáng)等嚴(yán)峻問題。2018年政府工作報(bào)告提出“推動(dòng)鋼鐵等行業(yè)超低排放改造”任務(wù)要求，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，共創(chuàng)綠水青山。生態(tài)環(huán)境部起草了《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案(征求意見稿)》，明確“燒結(jié)機(jī)頭煙氣、球團(tuán)焙燒煙氣在基準(zhǔn)含氧量16%以下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時(shí)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(shí)均值排放濃度不高于10mg/m3，二氧化硫每小時(shí)均值排放濃度不高于50mg/m3，氮氧化物每小時(shí)均值排放濃度不高于150mg/m3”。

1 鋼鐵燒結(jié)煙氣治理現(xiàn)狀分析

鋼鐵燒結(jié)煙氣是鋼鐵高溫?zé)Y(jié)成型時(shí)生成的含有多種污染成分的氣體，其污染物質(zhì)包括顆粒物、NOX、SO2等。目前，燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)以濕法和半干法技術(shù)為主，煙粉塵處理主要采用電除塵和布袋除塵技術(shù)，燒結(jié)煙氣脫硝中，SCR脫硝是最主要的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝中已取得多項(xiàng)工程應(yīng)用。有些企業(yè)配備了循環(huán)流化床脫硫塔，脫硫塔也能達(dá)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(jié)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(duì)其的吸收性不強(qiáng)。因此，需要根據(jù)燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)，探索出有效的脫硝技術(shù)[1]。

2 煙氣脫硫脫硝超低排放技術(shù)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(jīng)過一定溫度加熱后再生，釋放出SO2濃度達(dá)20!的氣體，可加工成硫酸?；钚蕴?焦法對(duì)SO2的去除效率要優(yōu)于NOx，在實(shí)際應(yīng)用中，SO2的去除率可達(dá)到98%，NOx的去除率可達(dá)到80%?；钚蕴?焦一體化技術(shù)通過向燒結(jié)煙氣中噴入氨氣，氨在活性炭的吸附、催化作用下與NOx發(fā)生催化還原反應(yīng)生成N2和水，可大幅度降低煙氣中NO含量，實(shí)現(xiàn)高效脫硝?；钚蕴?焦脫硫脫硝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同時(shí)除塵、脫硫、脫硝，極大的減少了處理設(shè)備的占地面積和操作難度，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。但是活性炭/焦法投資大，運(yùn)行費(fèi)用較高，副產(chǎn)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(yīng)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(guān)鍵參數(shù)之一。床層高度過低煙氣污染物脫除率難以達(dá)標(biāo)，床層高度過高不僅浪費(fèi)活性炭使用量，而且還會(huì)增加活性炭之間的內(nèi)部作用力，增加磨損量，造成需要更高強(qiáng)度的活性炭才能滿足要求，勢(shì)必會(huì)增加原料成本。因此只有在合適的床層高度下才能實(shí)現(xiàn)兼顧脫除效率和成本。由于脫硫效果較好，因而在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮脫硝效果。為了實(shí)現(xiàn)在最經(jīng)濟(jì)的條件下去除高達(dá)99%的SO2和其他有害物質(zhì)，并通過選擇性催化還原反應(yīng)去除85%的NOx，通過先導(dǎo)試驗(yàn)確定床層高度[2]。

2.3 循環(huán)流化床脫硫+SCR脫硝工藝

這一工藝的吸收劑是干態(tài)的消石灰粉，當(dāng)然也可以運(yùn)用其他對(duì)二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液。通常鍋爐排出的煙氣會(huì)從具有文丘里裝置的吸收塔(即流化床)底部進(jìn)入，此時(shí)其速度加快，在與細(xì)的吸收劑粉末混合后，顆粒間、氣體與顆粒間會(huì)出現(xiàn)劇烈摩擦，此時(shí)噴入水霧要均勻，并降低煙溫，就會(huì)反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4。而脫硫后的煙氣會(huì)攜帶大量固體顆粒，經(jīng)由吸收塔頂部排出，由再循環(huán)除塵器進(jìn)行處理排放。這一工藝具有比較成熟的脫硝技術(shù)，適用范圍廣，污染物脫除效率比較高，最嚴(yán)格的污染物排放可以運(yùn)用這一技術(shù)，而且工程總投資和運(yùn)行費(fèi)用適中。目前已建設(shè)脫硫裝置的燒結(jié)球團(tuán)企業(yè)可以繼續(xù)建設(shè)脫硝部分，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的問題，其維護(hù)運(yùn)行方便。但是這一工藝還產(chǎn)生很多副產(chǎn)物，沒有最的佳應(yīng)用途徑和資源回收價(jià)值，只能進(jìn)行廢物處理。

2.4 濕法脫硫+SCR聯(lián)合脫硝工藝

這一工藝技術(shù)成熟，脫硝效率比較好，但在燒結(jié)煙氣處理中應(yīng)用還比較少。因?yàn)闈穹摿蚝蟮臒煔鉁囟纫话阍?0-80℃間，而SCR技術(shù)在320-450℃的溫度下才能反應(yīng)。反應(yīng)溫度較高催化劑會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)或者結(jié)晶現(xiàn)象，但是反應(yīng)溫度太低，在催化劑表面硫酸銨會(huì)凝結(jié)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(yùn)用煙氣脫硝工藝，需要將燒結(jié)煙氣經(jīng)加熱裝置升溫，先脫硝再運(yùn)用換熱裝置進(jìn)行降溫處理，此時(shí)煙氣就得到了凈化[3]。

2.5 雙堿法同時(shí)脫硫脫硝

“雙堿法”同時(shí)脫硫脫硝為濕法，史少軍等對(duì)雙堿法進(jìn)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(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。利用吸收液吸收煙氣中的SO2，同時(shí)利用燒結(jié)煙氣中存在的Fe3+促進(jìn)反應(yīng)體系對(duì)NO的吸收，達(dá)到同時(shí)吸收氧化SO2、NO的目的。雙堿法同時(shí)脫硫脫硝解決了處理裝置占地面積大的問題，同時(shí)在一定程度上節(jié)省了處理設(shè)施的投資、運(yùn)行成本，受到了越來越多人的關(guān)注

3 結(jié)語

在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中鋼鐵行業(yè)占據(jù)著舉足輕重的地位，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但是也大量消耗了很多資源能源，使得其周邊環(huán)境惡劣。因此，必須要減少其大氣污染物的排放，加強(qiáng)治理燒結(jié)煙氣，探索有效的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的共同發(fā)展。而通過以上的研究探討，活性炭纖維法煙氣脫硫技術(shù)是最適合的煙氣脫硫脫硝技術(shù)，在燒結(jié)煙氣時(shí)可以運(yùn)用這一工藝。