高效煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)在燒結(jié)機中的應(yīng)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(fā)展環(huán)境友好型社會，工業(yè)生產(chǎn)中含硝、含硫成分較多的煙氣與我國可持續(xù)發(fā)展理念相悖，所以，對工業(yè)生產(chǎn)煙氣進行治理十分關(guān)鍵。

1 煙氣脫硫脫硝的現(xiàn)實意義

在我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展的過程中，也出現(xiàn)了一系列問題，特別是環(huán)境污染，表現(xiàn)較為明顯。目前，隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大等因素影響，大氣當(dāng)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(yè)生產(chǎn)排出的煙氣有密切聯(lián)系?；谶@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(yīng)用有很強的現(xiàn)實意義，不僅可以改善大氣質(zhì)量，也能實現(xiàn)我國社會可持續(xù)發(fā)展。目前，我國將節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展作為經(jīng)濟工作的重點內(nèi)容，有相關(guān)文件內(nèi)容顯示，從2015年開始，我國要求工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)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(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的改善。由此可以看出，煙氣脫硫脫硝的現(xiàn)實意義和社會意義很強。

2 燒結(jié)煙氣特性

2.1 煙氣量大且變化幅度大

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

2.2 成分復(fù)雜

燒結(jié)煙氣成分復(fù)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(chǎn)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(huán)芳烴等，均會對環(huán)境造成極大污染，另外，燒結(jié)同樣會產(chǎn)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(jié)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(jié)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(chǎn)成本影響，鋼鐵企業(yè)選擇的原料品種不一，因此燒結(jié)過程中產(chǎn)生的產(chǎn)品成分、質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)立方米數(shù)百毫克，多則可達5000mg/Nm3。

3 硝工藝系統(tǒng)流程

3.1 工藝系統(tǒng)流程

經(jīng)脫硫脫硝除塵后的煙氣先經(jīng)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(yīng)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(yīng)器，同時來自氨水存儲區(qū)的氨水經(jīng)輸送泵輸送至反應(yīng)區(qū)的氨水蒸發(fā)器，通過熱風(fēng)蒸發(fā)后的氨氣混合器經(jīng)過噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器進口煙道，在反應(yīng)器內(nèi)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(jīng)脫硝處理后的凈煙氣，再經(jīng)過GGH二次換熱至約120℃，凈化后的清潔煙氣由脫硫脫硝引風(fēng)機返回經(jīng)煙囪排入大氣[1]。

3.2 GGH換熱系統(tǒng)

來自布袋除塵器出口的煙氣溫度約80-100℃，SCR脫硝系統(tǒng)的最佳反應(yīng)溫度為280℃，因此本項目需設(shè)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(tǒng)能耗。

3.3 煙氣加熱系統(tǒng)

為了進一步提升煙氣溫度，補充換熱溫差及散熱損失，系統(tǒng)需設(shè)置煙氣加熱系統(tǒng)，將原煙氣溫度穩(wěn)定加熱至280℃左右。每套煙氣加熱系統(tǒng)設(shè)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(nèi)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(jù)設(shè)計脫硝效率在SCR反應(yīng)塔中布置3層催化劑。在反應(yīng)器頂部預(yù)留1層備用層空間，即2+1方案。采用SCR反應(yīng)器預(yù)留備用層方案可延長催化劑更換周期。SCR反應(yīng)器初次安裝2層催化劑，一般當(dāng)催化劑運行3年后，其反應(yīng)活性將降低，氨逃逸也相應(yīng)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(jù)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(shù)

4.1 氧化吸收法

氧化吸收法是通過創(chuàng)造強氧化環(huán)境改變燒結(jié)煙氣物質(zhì)性質(zhì)，再經(jīng)堿性溶液吸收物質(zhì)的方法。在氧化吸收過程中，難度最大的當(dāng)屬一氧化氮的轉(zhuǎn)化，因此技術(shù)核心為氧化劑的制備。當(dāng)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(yōu)勢明顯，不會產(chǎn)生污染，而且使用過程中無毒性物質(zhì)生成?？傮w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(jié)煙氣處理中應(yīng)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(chǎn)生的溶液還可進行回收利用，防止了二次污染的出現(xiàn)。試驗顯示，環(huán)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(shè)備相對而言成本不高，反應(yīng)原料及反應(yīng)產(chǎn)物運輸便利，工藝簡單，操作便捷，因此優(yōu)勢較為明顯[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，為了能夠更好的滿足環(huán)境保護的需求，必須要對煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)進行改進與優(yōu)化，使其能夠發(fā)揮出最佳的作用與價值，進而達到環(huán)境保護目的，促進我國鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。