烧结机烟气超低排放技术

赵文波，李小龙

（江苏科行环保股份有限公司，江苏 盐城 224051）

引言

据统计，我国的钢铁产量占世界钢铁总产量的50%，钢铁生产中会出现大量的烟气和粉尘，其中烧结机的排放量较大，占钢铁企业的40%以上。治理烧结烟气污染，实现超净排放，对保护环境具有重要的意义。

1 烧结烟气特点

烧结是指将粉矿、燃料和熔剂按一定比例混合，利用燃料燃烧，产生少量熔融体，使散料黏结成烧结矿块的过程。在这一过程中，机头、机尾、原料、成品系统都会产生大量的含尘气体、粉尘和SO2、NOx及二英等有害物质，具有烟气量大、成分复杂及烟气不稳定等特点。烧结机头烟气的含尘量为4～6g/m3，温度100℃～200℃，粉尘比电阻1011～1013Ω·cm，负压大，粉尘颗粒细、比重轻、黏度较大、含湿度高，易形成硫酸露点腐蚀。烧结机尾烟气的含尘量为15～20g/m3、温度80℃～160℃，粉尘比电阻1010Ω.·cm，颗粒较粗糙。

2 烧结烟气超低排放工艺路线

烧结烟气超低排放工艺主要采用电除尘器进行预收尘，经过S-SCR脱除烟气中的NOx及二英，再经过半干法脱硫及布袋除尘技术进行脱硫和超净除尘，最终达到超低排放的要求。具体工艺路线见下图。

脱硫和超净除尘工艺路线图

3 烧结烟气除尘技术

烧结烟气预除尘采用电除尘技术，机头烟气由于粉尘比电阻高，不易荷电，应采用起晕电压低、电晕放电性能好的极线，如RS型芒刺线；末电场采用运行电压高、电晕电流低、电场强的极线，如螺旋线或管状芒刺线，可使前级电场内产生大量的自由电子和正离子，使高比电阻粉尘充分荷电，在末级强电场的作用下顺利被阴、阳极吸附，达到高效除尘的目的。同时可采用宽极距电除尘器或采用脉冲供电的方式，提高极线的放电性能，增加电场内的自由电子和正离子，使高比电阻粉尘荷电的几率增加，从而提高除尘器的收尘效率。

烧结机尾烟气由于粉尘比电阻较低且粉尘颗粒大，易于除尘，但由于烟气中含有较多的铁等金属元素，会导致粉尘比电阻过低，使得粉尘被吸附后过快放电，从收尘极上脱落，重新进入气流，产生二次扬尘。由于比电阻低的粉尘很容易荷电，阴极线应采用兼具放电性和电晕电流好的BS芒刺线，使粉尘荷电后及时被吸附，同时可采用高电阻率收尘极板及采用导电涂料涂敷收尘极板，使极板本身具有一定比电阻，用以调整粉尘层的比电阻，增加荷电粉尘在极板上的放电时间。

由于高比电阻粉尘或低比电阻粉尘都会引起被吸附的粉尘再次回到烟气中，因而应适当优化除尘器的振打加速度和振打频次，如对高比电阻粉尘提高振打加速度和振打频次，对低比电阻粉尘降低振打加速度和振打频次。同时对于过高或过低的比电阻粉尘均可采用断电振打技术，使粉尘有足够的沉降时间，防止粉尘二次荷电而再次被吸附，影响除尘效率和增加电源的工作负荷。

4 烧结烟气脱硝技术

脱硝采用在电力行业SCR脱硝技术基础上发展起来的S-SCR技术，在同一反应器和同一催化剂表面，同时脱硝脱二英，利用氨作为还原剂与烟气中的NOx反应，生成无害的氮气和水；二英经过催化剂裂解成CO2、H2O及HCl。SCR脱硝在一定温度范围内，反应温度越高，催化剂的脱硝性能越好。但温度高于300℃时，二英的分解反应会受到抑制，对脱除二英反应不利，故系统需在约280℃的温度下进行。

烧结烟气温度一般在100℃～200℃，S-SCR反应需要在280℃左右进行，为了节约能源，通常采用换热与加热系统联合加热方式对烧结烟气进行再加热，将脱硝脱二英后的热烟气与烧结预净化烟气进行气-气换热，对排放的高温尾气中的热量进行回收，再通过加热系统二次升温至约280℃。这样可有效减少能量的浪费，只需补充少量的能源维持系统热量损失，大大降低了系统的总能耗。该技术将NOx和二英分解后无二次衍生污染物，技术成熟、运行可靠。

5 烧结烟气脱硫除尘一体技术

脱硫除尘一体净化系统由旋转喷雾吸收干燥脱硫塔、布袋除尘器组成。烟气经脱硫塔底部的分布器进入，脱硫塔结构使烟气成螺旋状运动，脱硫剂浆液经高速旋转的雾化器雾化成极细的雾滴对脱硫塔内烟气进行喷淋，并与螺旋状运动的烟气同向旋转，烟气中的SO2在脱硫塔内部与脱硫剂雾滴充分接触并发生反应，从而脱除烟气中的SO2。浆液雾滴在塔内很容易黏壁，脱硫塔内烟气在约0.2s时间内将反应物干燥，脱硫塔设计的大小需保证反应以及反应产物被干燥所需要的时间，避免反应产物黏壁、结垢。

为提高脱硫剂的利用率及对脱硫后的烟气再除尘，脱硫塔的尾部设有布袋除尘器，将布袋除尘器收集的脱硫灰循环利用，脱硫灰定量加入循环脱硫剂，继续参与脱硫反应。同时脱硫灰经布袋除尘后会均匀分布到滤袋表面，并与烟气中剩余的SO2发生反应，进一步提高脱硫效率。

低负荷工况下，脱硫塔内烟气流速下降，脱硫剂与烟气不能充分接触，脱硫效率下降，为保证脱硫效率稳定，设置清洁烟气再循环装置和清洁风补偿技术，使烟气负荷在35%～110%变化范围内，均可保证塔内良好的气固混合及充分接触，床层稳定，且塔内不会出现堆积死角。当锅炉负荷降低至小于设定值时，循环风档自动打开，脱硫塔入口烟气量稳定，并保证脱硫塔床层稳定。

6 结语

该技术系统集成与自动化程度高，启停简便快捷，是实现钢铁企业烧结烟气脱硫、脱硝、除尘一体化的清洁技术，可大大降低投资与运行费用，同时系统占地面积较小，并具有节水、节能等工艺特性，吸收剂和副产物呈干态，无废水排放，且系统运行产生的脱硫灰具有商用价值，可作为建筑材料外售，为企业创造一定的价值。