摘要：目前，在鋼鐵行業(yè)廣泛應(yīng)用了脫硝裝置，燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)也取得了很大發(fā)展和進(jìn)步，有效減少了重金屬污染物的排放量。因此，要探討主要的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)，并就其主要的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，探討最有效的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)，不斷改善鋼鐵冶金業(yè)的煙氣治理和減排工作，為人們創(chuàng)造更加健康的生態(tài)環(huán)境。

引言

2017年6月，環(huán)保部發(fā)布了《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，將燒結(jié)機(jī)和球團(tuán)焙燒設(shè)備特別排放限值的顆粒物限值調(diào)整為20mg/m3、二氧化硫限值調(diào)整為50mg/m3、氮氧化物限值調(diào)整為100mg/m3，絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)將面臨二氧化硫和氮氧化物排放超標(biāo)的問(wèn)題，并且隨著“十二五”期間火電廠脫硝技術(shù)的廣泛應(yīng)用，鋼鐵行業(yè)氮氧化物排放所占的比重將會(huì)增加，國(guó)家對(duì)燒結(jié)煙氣氮氧化物減排力度將更加重視。

1燒結(jié)煙氣的特征

在鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)是將各類粉狀并含有鐵元素的原料，通過(guò)混合適宜的燃料與溶劑放入到燒結(jié)設(shè)備中點(diǎn)火燃燒的一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)對(duì)這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行研究后可以發(fā)現(xiàn)，在燒結(jié)過(guò)程中，燃料的燃燒將會(huì)產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，隨著生產(chǎn)的開展，部分混合料的顆粒表面出現(xiàn)了軟化、融化等液相出現(xiàn)，液相將會(huì)濕潤(rùn)其他尚未融化的礦石顆粒，并且一旦出現(xiàn)冷卻，液相將會(huì)重新連接礦粉顆粒并形成新的燒結(jié)礦，燒結(jié)煙氣就是在這種燒結(jié)礦的煅燒過(guò)程中出現(xiàn)的，在混合料點(diǎn)火之后，燒結(jié)煙氣隨著臺(tái)車運(yùn)行而產(chǎn)生?？傮w而言，燒結(jié)煙氣的的污染大，并具有以下幾種特征：

（1）煙氣量大。在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于漏風(fēng)率處于40~50%的范圍內(nèi)，再加之固體料的循環(huán)率相對(duì)較高，這會(huì)導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程中，一部分空氣無(wú)法通過(guò)燒結(jié)料層直接參與生產(chǎn)過(guò)程，最終增加了燒結(jié)煙氣的煙氣量?，F(xiàn)階段在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，1t的燒結(jié)礦約產(chǎn)生5000~5500m3的煙氣。

（2）煙氣的溫度浮動(dòng)大。燒結(jié)煙氣的溫度一般在180℃以下，但基于生產(chǎn)工藝的變化，燒結(jié)煙氣的溫度可低至100℃。在這樣的溫度情況下，如不實(shí)施換熱或加熱措施，很難實(shí)施SCR脫硝技術(shù)。

（3）煙氣粉塵的濃度高。燒結(jié)煙氣中的粉塵多為鐵及其化合物，并且受燃燒原料的不同，其中還會(huì)存在一定的微量重金屬。

2燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2.1活性炭纖維法煙氣脫硫技術(shù)

在脫除煙氣中的二氧化硫時(shí)，這一技術(shù)運(yùn)用了脫硫活性炭纖維催化劑，同時(shí)將硫資源進(jìn)行回收利用，進(jìn)行硫酸或硫酸鹽的生產(chǎn)。其脫硫率超過(guò)了95%，工藝過(guò)程和操作都比較簡(jiǎn)單，而且設(shè)備少，還可以實(shí)現(xiàn)硫資源的回收利用，主要運(yùn)用在電廠鍋爐煙氣、有色冶煉煙氣、鋼鐵廠燒結(jié)煙氣、大中型工業(yè)鍋爐的煙氣污染控制中。活性炭纖維法煙氣脫硝技術(shù)的工藝過(guò)程和原理都比較復(fù)雜，但是運(yùn)用這一工藝進(jìn)行煙氣中SO2的脫除時(shí)，其有非常大的優(yōu)勢(shì)，活性炭具有吸附的特性，對(duì)于煙氣中的NOX、二惡英和汞等污染物都可以進(jìn)行有效的脫除，具有脫除多種污染物的功能。在活性炭催化還原脫除氮氧化物后，可以實(shí)現(xiàn)60%-70%的脫硝率，而二惡英的脫除率可以達(dá)到95%，用其來(lái)吸附氧化脫除重金屬，脫除率也可以高達(dá)90%。

2.2循環(huán)流化床脫硫+SCR脫硝工藝

這一工藝的吸收劑是干態(tài)的消石灰粉，當(dāng)然也可以運(yùn)用其他對(duì)二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液。

通常鍋爐排出的煙氣會(huì)從具有文丘里裝置的吸收塔（即流化床）底部進(jìn)入，此時(shí)其速度加快，在與細(xì)的吸收劑粉末混合后，顆粒間、氣體與顆粒間會(huì)出現(xiàn)劇烈摩擦，此時(shí)噴入水霧要均勻，并降低煙溫，就會(huì)反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4。而脫硫后的煙氣會(huì)攜帶大量固體顆粒，經(jīng)由吸收塔頂部排出，由再循環(huán)除塵器進(jìn)行處理排放。這一工藝具有比較成熟的脫硝技術(shù)，適用范圍廣，污染物脫除效率比較高，最嚴(yán)格的污染物排放可以運(yùn)用這一技術(shù)，而且工程總投資和運(yùn)行費(fèi)用適中。目前已建設(shè)脫硫裝置的燒結(jié)球團(tuán)企業(yè)可以繼續(xù)建設(shè)脫硝部分，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題，其維護(hù)運(yùn)行方便。但是這一工藝還產(chǎn)生很多副產(chǎn)物，沒(méi)有最的佳應(yīng)用途徑和資源回收價(jià)值，只能進(jìn)行廢物處理。

2.3活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)

活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)的關(guān)鍵，主要利用活性焦中規(guī)格為5~9mm的圓柱型炭質(zhì)吸附材料對(duì)燒結(jié)煙氣中的重金屬等污染物進(jìn)行吸附。從效果來(lái)看，活性焦是一種具有良好物理性能的原材料，具有耐壓、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，并且與活性炭相比，活性焦的比表面積更小，因此在脫硫脫硝中的效果更佳顯著。通過(guò)使用活性焦材料，不容易降低脫硫脫硝過(guò)程中吸附性能，尤其是在加熱的溫度狀態(tài)下，其吸附效果還會(huì)有所增加，因此在鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝過(guò)程中，使用活性焦技術(shù)有助于進(jìn)一步提高處理效果。

基于活性焦技術(shù)而出現(xiàn)的活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)主要由吸附、解吸與硫回收三部分組成，在該技術(shù)體系中，當(dāng)煙氣進(jìn)入到富含活性焦的移動(dòng)床吸收塔中之后，燒結(jié)煙氣的溫度將會(huì)得到一定的下降，達(dá)到了110~150℃（但是部分地區(qū)在使用該一體化技術(shù)時(shí)，可以通過(guò)空氣預(yù)熱器適當(dāng)?shù)奶岣邷囟龋?，此水平的溫度處理效果最理想，能夠獲得更好的脫硫脫硝效果。之后一體化技術(shù)中的吸收塔主要分為兩個(gè)部分，其中活性焦在垂直吸收燒結(jié)煙氣中的污染物質(zhì)之后，會(huì)在重力的作用下從頂部下降到底部，在這個(gè)過(guò)程中，煙氣中的二氧化硫被吸收，之后就會(huì)水平通過(guò)吸收塔的第一段；在進(jìn)入到第二段后，通過(guò)向燒結(jié)煙氣中噴入氨氣，除去燒結(jié)煙氣中的氧化氮物質(zhì)。到了再生階段，飽和狀態(tài)下的吸附劑將會(huì)被傳送到再生器中進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱溫度超過(guò)450℃之后，活性焦就能解吸出濃縮的二氧化硫氣體，最終再生之后的活性焦通過(guò)循環(huán)裝置被傳送到反應(yīng)器之中。從效果來(lái)看，活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)充分體現(xiàn)了活性焦的先進(jìn)性，并能夠在同一溫度區(qū)域內(nèi)同時(shí)完成脫硫脫硝，降低了燒結(jié)煙氣處理對(duì)溫度的要求，因此具有先進(jìn)性。同時(shí)該技術(shù)與半干法脫硫+SCR脫硝技術(shù)相比，還具有運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，并且兩者之間的脫硫脫硝效果相差不大，均能夠同時(shí)清除燒結(jié)煙氣中的重金屬等污染物，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。同時(shí)根據(jù)上文介紹可知，采用該方法還能獲得高度濃縮的二氧化硫，可以將其作為副品銷售，在一定程度上增加了企業(yè)的效益。

2.4濕法脫硫+SCR聯(lián)合脫硝工藝

這一工藝技術(shù)成熟，脫硝效率比較好，但在燒結(jié)煙氣處理中應(yīng)用還比較少。因?yàn)闈穹摿蚝蟮臒煔鉁囟纫话阍?0-80℃間，而SCR技術(shù)在320-450℃的溫度下才能反應(yīng)。反應(yīng)溫度較高催化劑會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)或者結(jié)晶現(xiàn)象，但是反應(yīng)溫度太低，在催化劑表面硫酸銨會(huì)凝結(jié)堵塞催化劑的微孔，使得催化劑的活性大幅度降低。如果在脫硫工藝前運(yùn)用煙氣脫硝工藝，需要將燒結(jié)煙氣經(jīng)加熱裝置升溫，先脫硝再運(yùn)用換熱裝置進(jìn)行降溫處理，此時(shí)煙氣就得到了凈化。

結(jié)語(yǔ)

鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的脫硫脫硝已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的熱門問(wèn)題，對(duì)于相關(guān)工作人員而言，在未來(lái)工作中應(yīng)該充分了解上述幾種脫硫脫硝技術(shù)的特征，并根據(jù)企業(yè)的具體要求，科學(xué)的選擇脫硫脫硝技術(shù)，最終為實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。