钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术探讨

2019-12-20刘翠翠江苏爱尔沃特环保科技有限公司

新商务周刊 2019年15期

文/刘翠翠，江苏爱尔沃特环保科技有限公司

1 前言

钢铁生产在我国的经济建设中有着重要的基础地位，包含了采矿、烧结、炼钢、炼铁等很多内容。钢铁生产在我国的“十一五”期间发展最为迅速，同时在节能减排方面做得也非常好，为我国经济的可持续发展提供了强大助力。但钢铁行业在不断发展的过程中不仅消耗了大量资源，同时在烧结过程中也会产生大量的污染物，根据相关数据可知，每吨的烧结矿会排出4000m3左右的高浓度烟气，烟气中蕴含了大量二氧化硫等会破坏环境的物质，因此为了保证钢铁行业的发展，必须要做好烟气的处理工作。

2 钢铁厂烧结烟气

2.1 特点

烧结烟气的排出方式共有两种，第一种来自烧结机头的抽风箱，第二来自机尾的矿料处理，这些烧结烟气都有着共同的特点，具体有以下几个方面：第一是较大的温度波动，通常都会在150°C左右波动，但也有可能出现超过200°C的剧烈波动。第二是水分高，以体积为参考，水分量大约在10%左右。第三是密度大，每立方米干烧结烟气的质量大约为1.3kg，湿烧结烟气大约为1.2kg。第四是构成比较复杂，烟气中有二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、氧气你等多种物质。第五是具有腐蚀性，烟气中的二氧化硫和氧化氮等和水分融合会产生具有腐蚀性的物质，很容易腐蚀设备。第六是扩散性，烧结烟气非常容易向空气中扩散，进而因为其中的有害物质而引发各种环境问题。

2.2 治理难点

火电厂等在生产过程中也会产生烧结烟气，但钢铁行业的烧结烟气比较特殊，如果使用火电厂等行业的烟气处理方式无法获得良好的处理效果，尤其在脱硫和脱硝技术上还存在以下的操作难点。第一是钢铁生行业的烧结烟气温度波动性强，使用石灰石、SCR等常规处理方式会影响实际的处理效果。第二是烧结烟气中氧气含量比较高，因此无论是脱硫还脱硝都会受到很大影响。第三是二氧化硫和氧化氮等物质在烟气中的平均浓度不高，同时还在不断变化，导致传统处理失去了有效参考。第四除了二氧化硫等物质，烧结烟气中还有很多其他的物质，目前很难对这些物质进行协同处理。

3 钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术

3.1 脱硫技术

烧结尾气中的二氧化硫含量特比高，对这部分二氧化硫进行处理目前经常使用的方式有吸收控制、吸附控制、使用低硫燃料等三种方式。目前国际上对烧结尾气进行脱硫处理的方式有十几种，对这些脱硫的方式进行分类可从脱硫产物的形态出发，分别为湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫。在实际的脱硫处理中，湿法脱硫的石灰石脱硫和氨法脱硫的应用最为广泛，将这些处理方式应用到实际生产中的有歌山烧结厂、千叶烧结厂等，这些烧结厂95%以上的烟气脱硫处理都使用了石灰石。具体的过程是配制浓度为10左右的碳酸钙溶剂或者是浓度为12%左右的氢氧化钙溶剂，然后将溶剂通过喷淋塔对烟气进行喷淋，从而提升烟气的湿度，最后再使用石灰石等物质吸收烟气中的二氧化硫，在处理完毕后还会出现石膏等附属物，可以回收再利用。除了石灰石，氨法脱硫在实际脱硫处理中也比较常见，比如日本的京滨制铁，其在烟气脱硫过程中使用的为焦化氨水，这种吸收剂对烟气中二氧化硫的吸收作用非常明显，并且在吸收过后会出现反映而得到亚硫酸铵或者硫酸铵等附属物，这些附属物可以用在造纸或制造化肥等领域，从而令烟气中的有害物质得到了充分利用。我国对这种烟气脱硫的方式非常重视，在2007年柳钢第一次使用了这种方式进行烧结烟气脱硫，并逐推广到了其他的钢铁生产企业，通过回收烟气处理过程中的附属物，明显降低了钢铁生产的成本。但使用这种方式需要重视一点，那就是必须重视氨水供给以及脱硫消耗的平衡。

3.2 脱硝技术

氧化氮对空气的污染性比较严重，很多发达国家很早就开始研究相应的处理办法，因此在刚铁生产过程中氧化氮的处理技术已经得到了广泛应用。日本和一些欧洲的发达在此项领域具有代表性，都使用了催化还原的方式处理氧化氮，并且实际的处理效果也非常明显，几乎能够去除烟气中70%的氧化氮。后来美国对这种技术做了改进，在氧化氮的处理中使用了非催化还原的方式，使去除率提升到了80%。这种处理方式让氧化氮的处理效率得到了再一次提升。

3.3 脱硫脱硝一体化

一体化脱硫脱硝技术也有干法和湿法的区别，其中的干法一体化技术主要有电子照射和活性焦吸附两种，湿法一体化技术主要有液体吸收和液膜两种，无论国内还是国外都对干法一体化技术比较重视，因此本次主要对干法一体化进行介绍。首先是电子照射，这种技术最早在上世纪70年代由日本提出，我国在80年对开始进行研究，我国目前有一套每小时烟气处理量为12000m3试验装置，其建设单位为工程物理研究院。其次是活性焦吸附，这种技术最早由德国提出，其具体方式为令承载吸附剂的装置在烟气塔中缓慢的上下移动，当装置穿过烟气的时候吸附剂就会吸附烟气中的二氧化硫和氧化氮，二氧化硫会因此和氧气反映而生成三氧化硫，三氧化硫会和水反映变成硫酸并储存在吸附中。吸附剂会率先吸收二氧化硫，当吸收完毕时才开始脱硝，此时需要向烟气塔内输送氨气，使氨气和吸附剂中的氧化氮反映生成无害的氮气。当吸附剂无法再吸收任何物质的时候可通过卸料器送到再生塔，从而实现吸附剂的重复使用。