鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣超低排放改造技術(shù)淺析隨著鋼鐵行業(yè)的不斷進展，一方面促進了國民經(jīng)濟的增長，另一方面也造成生態(tài)環(huán)境污染、產(chǎn)能過剩等問題。2018年政府工作報告提出“推動鋼鐵等行業(yè)超低排放改造”任務要求，打贏藍天保衛(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(征求看法稿)》，明確“燒結(jié)機頭煙氣、球團焙燒煙氣在基準含氧量16%條件下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時均值排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3：其他污染源顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時均值排放濃度分別不高于10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3”。實施鋼鐵企業(yè)超低排放改造，對推動鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、化解鋼鐵行業(yè)過剩產(chǎn)能具有重要意義。鋼鐵冶煉是高耗能重污染行業(yè)，而燒結(jié)煙氣又是鋼鐵企業(yè)主要排放的大氣污染物，它約占整個鋼鐵企業(yè)排放總量的50%以上。隨著國家環(huán)保排放標準的不斷收緊和“十三五”期間實行污染物總量掌握政策的影響，對燒結(jié)煙氣的治理將成為鋼鐵企業(yè)的重點工作，而燒結(jié)煙氣治理也必將朝著污染物協(xié)同治理、實現(xiàn)超低排放的方向轉(zhuǎn)變。1燒結(jié)煙氣污染物的產(chǎn)生及排放狀況燒結(jié)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的固體廢物處理中心，大部分含鐵廢物，如除塵污泥、除塵灰等都可作為燒結(jié)原料加以綜合利用。從總體上看，燒結(jié)煙氣比燃煤鍋爐的煙氣成分更簡單，除含有顆粒物、SO2、NOX外，還含有CO、CO2、二噁英、多環(huán)芳烴、重金屬等氣態(tài)污染物。1.1煙粉塵燒結(jié)機頭煙氣中粉塵濃度可達10g/m3，且粉塵主要為100μm左右的粗顆粒物和PM2.5，組分主要為SO42-、K、Cl-、Ca、Si、Fe、Al、Na等化合物，這些組分主要是礦石原料及燃料中不完全燃燒物質(zhì)造成的。若不對其進行處理，對后續(xù)煙氣處理工藝將產(chǎn)生嚴峻影響。1.2二氧化硫燒結(jié)原燃料中的S元素在燒結(jié)過程中形成SO2，燒結(jié)煙氣中SO2濃度因原料種類、配比、鋪料方式、工況等差異波動較大。中國大部分地區(qū)燒結(jié)煙氣中SO2濃度在500～2000mg/m3，脫硫裝置脫硫效率達到90%即可滿意排放標準。但是，在燒結(jié)原料S含量偏高的地區(qū)，燒結(jié)煙氣中SO2濃度最高可達到6000mg/m3，這對脫硫裝置的脫硫效率和工況適應力量提出了較高要求。1.3氮氧化物燒結(jié)煙氣中的NOX主要來源于固體燃料燃燒和高溫反應，大部分為燃料型NOX，約90%由煤粉、焦粉等燃料燃燒產(chǎn)生，NOX排放濃度一般在200～350mg/m3。2煙氣脫硫脫硝超低排放技術(shù)淺析2.1SCR聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是指以氨作為還原劑、釩鎢鈦等為催化劑，將NOx還原成N2和H2O，從而達到去除NOx的目的。反應方程式如下:<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204211439525301.jpg”alt=“QQ截圖20190819104140.jpg”width=“211”height=“41”/SCR脫硝效率可達到90%以上，在電廠已經(jīng)得到廣泛應用，但傳統(tǒng)SCR技術(shù)要求煙氣溫度在350℃以上才能完成催化還原反應，燒結(jié)、球團煙氣溫度大多在100～180℃，因此，降低催化還原反應的反應溫度，成為中低溫SCR技術(shù)亟待解決的難題。目前，國內(nèi)已經(jīng)有燒結(jié)機采納低溫SCR技術(shù)實現(xiàn)了在280℃下80%以上的脫硝效率。對于采納濕法、半干法脫硫裝置的已建燒結(jié)機比較適用，可通過在現(xiàn)有脫硫設(shè)施前后增設(shè)低溫SCR單元，實現(xiàn)脫硝目的。目前該方法運行成本較高，如何進一步降低催化反應溫度，降低能耗，關(guān)系著SCR技術(shù)能否在超低排放改造工作中大力進展。可利用濕法脫硫、半干法脫硫、循環(huán)流化床、活性炭法等聯(lián)合中低溫SCR技術(shù)進行脫硫脫硝的超低排放處理。2.2活性炭法多污染物協(xié)同處理技術(shù)活性炭吸附法技術(shù)工藝簡潔，占地面積小，是一種可同時去除粉塵、NOx、SO2等多污染物的煙氣凈化技術(shù)，且該技術(shù)資源化利用率高，副產(chǎn)物為高濃度SO2氣體，可用于制備濃硫酸或其它高附加值的單質(zhì)硫等，具有良好的進展前景。活性炭多污染物協(xié)同處理技術(shù)由吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和硫資源化利用系統(tǒng)組成。煙氣由增壓風機引入吸附塔，氨氣在吸附塔入口加入，SO2、NOx、粉塵、二噁英、重金屬等污染物脫除在吸附塔內(nèi)完成。汲取了污染物的的活性炭通過輸送系統(tǒng)送往解析塔，在430℃氮氣氣氛下對活性炭進行加熱解析，產(chǎn)生富含SO2氣體，同時可以分解約70%的二噁英，活性炭經(jīng)篩分后重新利用，篩下物可送往高爐或燒結(jié)作為燃料使用，工藝流程如圖1所示。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204211439539357.jpg”alt=“QQ截圖20190819104130.jpg”width=“438”height=“307”/圖1活性炭法多污染物系統(tǒng)處理技術(shù)工藝流程目前活性炭法脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)已在寶鋼三燒得到了勝利應用，并能實現(xiàn)粉塵、SO2、NOx排放濃度分別低于10、35、50mg/Nm3，達到了超低排放的標準，但存在一次投資成本偏高的問題。2.3高效脫硫除塵除霧（塵硫一體化）技術(shù)采納雙氣旋脫硫增效器+多級氣旋除塵除霧器相結(jié)合技術(shù)，在空塔噴淋汲取塔內(nèi)加裝雙氣旋脫硫增效氣液耦合器，使?jié){液液滴與煙氣充分混合碰撞，煙氣快速降溫，為上層噴淋層漿液汲取二氧化硫供應最佳反應溫度，從而擴大了有效的汲取空間，有效降低液氣比，削減噴淋層加裝量，降低改造投入費用和運行成本，有效解決了煙氣偏流和煙氣降溫的問題，使得整個汲取系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、牢靠，避開液滴二次破裂霧化產(chǎn)生氣液夾帶造成漿液二次污染的問題。經(jīng)噴淋處理后的脫硫凈煙氣含有大量的霧滴，霧滴由漿液液滴、凝聚液滴和塵顆粒組成，當這部分煙氣進入多級氣旋高效除塵除霧器時，氣旋板使脫硫凈煙氣在氣旋筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，在氣旋器上方形成氣液兩相的猛烈旋轉(zhuǎn)和擾動，從而使得凈煙氣中的細小液滴、微小粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物相互碰撞團聚成大液滴。在氣旋板的作用下，脫硫凈煙氣向外做離心運動，聚合形成的大液滴與氣旋筒壁碰撞，被氣旋筒壁表面液膜捕獲，從而達到去除微小顆粒物和高效除塵除霧的目的。該技術(shù)對煙氣污染物含量和負荷波動適應性強，負荷30%～100%均可穩(wěn)定運行。系統(tǒng)整體工程量小、簡潔易行、牢靠性高。到目前為止，采納該技術(shù)運行的脫硫裝置可實現(xiàn)穩(wěn)定脫硫效率99%以上，除塵效率超過70%，完全實現(xiàn)了煙塵和SO2超凈排放，徹底消退了“石膏雨”“酸雨”現(xiàn)象，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、牢靠性高。3結(jié)論1)脫硫脫硝的超低排放改造尚處起步階段，勝利應用的案例不多，相比較之下，超低粉塵的改造相對技術(shù)難度較小。2)加強對脫硫脫硝超低排放技術(shù)的討論與實際應用具有很重要的意義，通過對反應條件的不斷優(yōu)化，加快鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣的超低排放改造步伐，實現(xiàn)環(huán)保提標改造。3)采納中低溫SCR工藝和活性炭協(xié)同治理工藝等多種工藝聯(lián)合，是NOx超低排放改造的方向之一。4)粉塵預荷電布袋除塵可實現(xiàn)粉塵的超低排放，適用于新項目和環(huán)保提標改造，應用前景寬闊。5)建議鋼鐵企業(yè)加大創(chuàng)新投入，優(yōu)化生產(chǎn)