燒結(jié)煙氣脫硫脫硝處理技術(shù)的比較分析

環(huán)保網(wǎng)訊:在燒結(jié)過(guò)程中，在高溫燃燒條件下，燃料與燒結(jié)混合料發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)而產(chǎn)生SO2、NOx、HCl、HF、CO2、CO、二噁英等多種污染物和粉塵等廢氣，其主要特性包括煙氣量大、溫度波動(dòng)大、粉塵濃度高、氣體腐蝕性高、二氧化硫排放量大等[1]。2012年國(guó)家環(huán)保部頒布實(shí)施了《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，嚴(yán)格要求污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理勢(shì)在必行。

1燒結(jié)煙氣脫硫脫硝處理的現(xiàn)狀

我國(guó)燒結(jié)煙氣脫硫早在2004年由廣州鋼鐵廠在24m2燒結(jié)廠初步實(shí)施，于2007年全面實(shí)施。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，至2014年，全國(guó)燒結(jié)機(jī)脫硫設(shè)施共有526臺(tái)(見(jiàn)表1)，已有脫硫設(shè)施的燒結(jié)機(jī)面積達(dá)8.7萬(wàn)m2，占燒結(jié)機(jī)面積的63%。從公布的清單分析，干法、半干法占17%，濕法占87%。除部分已建的干法(活性炭法)燒結(jié)脫硫脫硝一體化處理設(shè)施外，燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫脫硝的實(shí)例較少。

《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28662—2012)自2015年10月1日起執(zhí)行第二時(shí)段的排放標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了NOx和二噁英的排放限值要求，嚴(yán)格要求SO2、顆粒物和氟化物的排放，而現(xiàn)有的燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施無(wú)法滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此實(shí)現(xiàn)燒結(jié)煙氣多污染物協(xié)同處置和一體化處理勢(shì)在必行。

2燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的分析

目前，對(duì)燒結(jié)煙氣的污染處理主要以脫硫?yàn)橹?。新?biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)煙氣處理提出了更嚴(yán)格的要求，尤其是對(duì)于已建的脫硫設(shè)施，由于技術(shù)、用地、建設(shè)和運(yùn)行成本等因素的限制，直接導(dǎo)致煙氣處理系統(tǒng)變得復(fù)雜和處理成本增加。因此，應(yīng)針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，對(duì)新建燒結(jié)機(jī)、已建成的脫硫設(shè)施區(qū)別對(duì)待，綜合考慮一種一體化的處理技術(shù)。

由于現(xiàn)有的燒結(jié)煙氣脫硫工藝主要集中于傳統(tǒng)的干法、半干法、濕法，因此分別選取干法、半干法、濕法脫硫脫硝一體化等技術(shù)進(jìn)行分析對(duì)比。

2.1活性炭煙氣凈化技術(shù)

20世紀(jì)50年代德國(guó)開(kāi)始研發(fā)活性炭吸附工藝，20世紀(jì)60年代日本也開(kāi)始研發(fā)[2]。目前，國(guó)內(nèi)外大型鋼鐵企業(yè)在燒結(jié)煙氣脫硫脫硝中已取得多項(xiàng)工程應(yīng)用，包括新日鐵名古屋制鐵所燒結(jié)機(jī)(1987年8月投運(yùn))、浦項(xiàng)鋼鐵(POSCO)燒結(jié)機(jī)(2004年投運(yùn))等。太鋼從日本住友株式會(huì)社引進(jìn)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于3號(hào)、4號(hào)燒結(jié)機(jī)，于2010年建成活性炭煙氣處理設(shè)施。其反應(yīng)原理包括以下幾方面：

1)燒結(jié)機(jī)排出的煙氣經(jīng)除塵器除塵后，由主風(fēng)機(jī)排出。煙氣中的SO2、H2O與O2在排煙溫度為120～150℃時(shí)，被活性炭吸附富集，然后被催化轉(zhuǎn)化為吸附態(tài)的SO3，之后和吸附態(tài)的H2O結(jié)合生成吸附態(tài)的H2SO4。

2)當(dāng)SO2的出口濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，將活性焦移動(dòng)至再生器，在溫度達(dá)到450℃左右時(shí)按照反應(yīng)式解吸出濃度在20%～25%之間的高濃SO2氣體。這種SO2氣源可以根據(jù)市場(chǎng)需求用作生產(chǎn)硫酸、硫磺、硫銨鹽、液態(tài)SO2等硫化工原料。

3)脫硝反應(yīng)被稱之為選擇性催化還原(SCR)反應(yīng)，在活性焦催化作用下將NO(x包括NO、NO2等)和NH3轉(zhuǎn)化為無(wú)害的N2和H2O，達(dá)到脫除NOx的目的。

根據(jù)太鋼活性炭處理的監(jiān)測(cè)參數(shù)得知，3號(hào)燒結(jié)機(jī)的脫硫率為98.8%、脫硝率為61.O%、除塵率為82.5%、脫二噁英率為90%[3]，實(shí)現(xiàn)了良好的煙氣脫硫、脫硝、脫二噁英和除塵的集成凈化功能，環(huán)保效果顯著。

活性炭吸附工藝的優(yōu)點(diǎn)是污染物一體化處置效率高，缺點(diǎn)是建設(shè)和運(yùn)行成本高。以太鋼450m2燒結(jié)機(jī)為例，活性炭設(shè)施投資為3.4億元，運(yùn)行成本為4870萬(wàn)元/年。

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