烧结烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势

盖晓英

山东国舜建设集团有限公司 山东济南 250000

我国钢铁企业目前面临着产能过剩、创新不足、环境能源约束不断加强等严峻问题。2018年政府工作报告提出“推动钢铁等行业超低排放改造”任务要求，打赢蓝天保卫战，共创绿水青山。生态环境部起草了《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》，明确“烧结机头烟气、球团焙烧烟气在基准含氧量16%以下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3；其中污染源颗粒物每小时均值排放浓度不高于10mg/m3，二氧化硫每小时均值排放浓度不高于50mg/m3，氮氧化物每小时均值排放浓度不高于150mg/m3”。

1 钢铁烧结烟气治理现状分析

钢铁烧结烟气是钢铁高温烧结成型时生成的含有多种污染成分的气体，其污染物质包括颗粒物、NOX、SO2等。目前，烧结烟气脱硫技术以湿法和半干法技术为主，烟粉尘处理主要采用电除尘和布袋除尘技术，烧结烟气脱硝中，SCR脱硝是最主要的一项技术，该技术在国内外钢铁企业烧结烟气脱硫脱硝中已取得多项工程应用。有些企业配备了循环流化床脱硫塔，脱硫塔也能达到脱除NOX的作用，但是其脱除效率只有10%左右，无法有效完成脱硝。另外，烧结烟气中存在的NOX主要是以由不溶于水的NO形式存在的，所以吸收塔对其的吸收性不强。因此，需要根据烧结烟气的特点，探索出有效的脱硝技术[1]。

2 烟气脱硫脱硝超低排放技术浅析

2.1 活性炭/焦脱硫脱硝

活性炭/焦法是利用活性炭/焦的吸附特性使烟气中SO2吸附在活性炭/焦的表面，吸附SO2的活性炭/焦经过一定温度加热后再生，释放出SO2浓度达20!的气体，可加工成硫酸。活性炭/焦法对SO2的去除效率要优于NOx，在实际应用中，SO2的去除率可达到98%，NOx的去除率可达到80%。活性炭/焦一体化技术通过向烧结烟气中喷入氨气，氨在活性炭的吸附、催化作用下与NOx发生催化还原反应生成N2和水，可大幅度降低烟气中NO含量，实现高效脱硝。活性炭/焦脱硫脱硝技术实现了同时除尘、脱硫、脱硝，极大的减少了处理设备的占地面积和操作难度，达到保护环境的目的。但是活性炭/焦法投资大，运行费用较高，副产物的综合利用也在一定程度上限制了活性炭/焦法的推广应用。

2.2 活性炭床层高度

活性炭吸附层床层高度是烟气净化效率的关键参数之一。床层高度过低烟气污染物脱除率难以达标，床层高度过高不仅浪费活性炭使用量，而且还会增加活性炭之间的内部作用力，增加磨损量，造成需要更高强度的活性炭才能满足要求，势必会增加原料成本。因此只有在合适的床层高度下才能实现兼顾脱除效率和成本。由于脱硫效果较好，因而在设计时重点考虑脱硝效果。为了实现在最经济的条件下去除高达99%的SO2和其他有害物质，并通过选择性催化还原反应去除85%的NOx，通过先导试验确定床层高度[2]。

2.3 循环流化床脱硫+SCR脱硝工艺

这一工艺的吸收剂是干态的消石灰粉，当然也可以运用其他对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液。通常锅炉排出的烟气会从具有文丘里装置的吸收塔(即流化床)底部进入，此时其速度加快，在与细的吸收剂粉末混合后，颗粒间、气体与颗粒间会出现剧烈摩擦，此时喷入水雾要均匀，并降低烟温，就会反应生成CaSO3和CaSO4。而脱硫后的烟气会携带大量固体颗粒，经由吸收塔顶部排出，由再循环除尘器进行处理排放。这一工艺具有比较成熟的脱硝技术，适用范围广，污染物脱除效率比较高，最严格的污染物排放可以运用这一技术，而且工程总投资和运行费用适中。目前已建设脱硫装置的烧结球团企业可以继续建设脱硝部分，不会出现重复建设的问题，其维护运行方便。但是这一工艺还产生很多副产物，没有最的佳应用途径和资源回收价值，只能进行废物处理。

2.4 湿法脱硫+SCR联合脱硝工艺

这一工艺技术成熟，脱硝效率比较好，但在烧结烟气处理中应用还比较少。因为湿法脱硫后的烟气温度一般在50-80℃间，而SCR技术在320-450℃的温度下才能反应。反应温度较高催化剂会产生烧结或者结晶现象，但是反应温度太低，在催化剂表面硫酸铵会凝结堵塞催化剂的微孔，使得催化剂的活性大幅度降低。如果在脱硫工艺前运用烟气脱硝工艺，需要将烧结烟气经加热装置升温，先脱硝再运用换热装置进行降温处理，此时烟气就得到了净化[3]。

2.5 双碱法同时脱硫脱硝

“双碱法”同时脱硫脱硝为湿法，史少军等对双碱法进行了探讨，双碱法是利用Na2CO3/NaOH作为吸收液，加入石灰使吸收液再生，从而实现循环利用。利用吸收液吸收烟气中的SO2，同时利用烧结烟气中存在的Fe3+促进反应体系对NO的吸收，达到同时吸收氧化SO2、NO的目的。双碱法同时脱硫脱硝解决了处理装置占地面积大的问题，同时在一定程度上节省了处理设施的投资、运行成本，受到了越来越多人的关注

3 结语

在我国国民经济发展中钢铁行业占据着举足轻重的地位，推动了国民经济的快速发展，但是也大量消耗了很多资源能源，使得其周边环境恶劣。因此，必须要减少其大气污染物的排放，加强治理烧结烟气，探索有效的烧结烟气脱硫脱硝技术，推动我国经济和生态环境的共同发展。而通过以上的研究探讨，活性炭纤维法烟气脱硫技术是最适合的烟气脱硫脱硝技术，在烧结烟气时可以运用这一工艺。