摘要：随着时代的发展，我国当前大部分的地区都在积极的进行节能减排的建设，其主要的原因在于，节能减排技术能够非常好的保护环境。而在钢铁厂中，最重要就是要做到脱硫脱硝，这主要是因为含有这两种元素的烟气一旦排放，那么可能会出现严重的空气危害，导致人们生活出现问题。在这种情况下，我国大部分的地区都强制要求钢铁厂要推行烧结烟气得到脱硫脱硝技术，以此确保环境不会出现问题。在这种情况下，笔者就从烧结烟气的危害入手，全面的进行钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术探讨。
关键词：烧结烟气脱硝；臭氧；SCR；活性焦
1 前言
在当前时代中，人们对于自身的居住环境非常的关注，其主要的原因在于，环境的保护能够更好的满足人们的需求，不会引发人类的身体疾病。在这种情况下，重型工业的排放就成为了人们最为关注的内容之一，其中核心的内容之一就是钢铁厂。因为在日常的生产中，钢铁的烧结烟气排放非常大，其中含有大量的硫化物和硝化物，这些物质会严重的污染空气，导致人们生活环境的破坏。在这种情况下，必须要全面的强化钢铁厂烧结烟气的脱硫脱硝工作，这样才能保证环境不被破坏。但是这种技术改造并不容易，因此，笔者就从烧结烟气的危害入手，进行如下内容的探究：
2 烧结烟气的危害
在目前来看，烧结烟气的危害一般可以体现在吐下几个方面：第一个方面就是造成空气中的有害物质增加。这是一个极为直观的吧吊线，因为在钢铁厂中，所排放出来的烧结烟气，本身都是带有大量的化合物的，这些化合物以硫化物和硝化物为主，而这些化合物本身对于空气的影响非常大。而且能够随着烟气排放的化合物，往往都是粉末颗粒状的，人的肉眼是难以发现的，因此，散发在空气中，就会导致空气中时刻充斥着这些化合物，最终导致了问题的出现。这是一个非常严重的问题，需要全面的注意。第二个方面就是造成自然灾害。当空气中充斥了大量的硫化物和硝化物，那么就会引发自然灾害。在日常的生活中，如果不下雨的情况下，往往就会形成雾霾等，人们呼吸的空气中，都是带有危害性质的。而一旦下雨，那么就会出现更多的危害种类，例如酸雨等。这些带有化合物的雨水进入到了地面中，还会造成土地的荒芜等，因此，对于排放的管制是必须的，否则危害就会随着大气不断的蔓延。第三个方面就是会引发间接危害。烟气排放中的有害物，如果附着在了人们日常使用的蔬菜或者食物上，那么对于人类而言，就要摄入这些化合物，最终导致了人类身体的疾病。因此，烧结烟气脱硫脱硝是非常必要的。
3 烧结烟气脱硝工艺技术路线
3.1 臭氧氧化烟气脱硝工艺
臭氧（O3）是一种常用的强氧化剂，将它喷入湿法脱硫系统前的烟道中，并与烟气充分均匀混合，它可以迅速将烟气中NO氧化成较易溶于水的高价态氮氧化物，如NO2或N2O5等，然后在后續的湿法脱硫系统中，利用碱性循环浆液将NO2或N2O5吸收转化为硝酸盐，从而达到脱除NOx的目的。通过调节喷入烟气中的O3的量，脱硝效率可高达到85%以上。
根据相关化学反应动力分析，上述第一个反应是主反应，其反应速度是第二个反应的500倍，是第三个反应的12500倍。因此O3加入烟气中后对NOx的选择性很好，O3将优先与NO反应生成NO2，当臭氧过量时，O3将优先与NO2反应生成N2O5，而SO2氧化为SO3的反应很少发生。臭氧氧化烟气脱硝工艺流程如图1所示。
该方案的优点是O3氧化性强，氧化率高，对NOx的选择性好，因而可以达到很高的脱除效率；且工艺简单可靠，占地面积小，投资成本较低，运行维护简单，可与烧结烟气现有的湿法脱硫系统契合；同时臭氧均布装置只增加了很少的烟道阻力，对现有烧结机主抽风机基本没有影响，因而非常适合在现有湿法脱硫系统的基础上进行脱硝改造。但是该方案的主要问题在于需要对O3的喷入量进行精确控制，O3的喷入量过少会导致脱硝效率不足，过多则会导致大量的SO2被氧化成SO3，同时也会带来臭氧逃逸的严重二次污染。另外对臭氧喷入烟道后，与烟气的均布混合要求很高，如果混合不均匀，同样会造成局部的臭氧过量问题。还有湿法脱硫系统在吸收了NOx生成硝酸盐后，其排放废水中的总氮可能会超标。最后臭氧发生器耗电量大也是该方案的主要缺点之一。
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3.2 SCR烟气脱硝工艺
选择性催化还原法（SCR）工艺是指在高温和催化剂的作用下，向烟气中喷入氨气（NH3）作为还原剂，将烟气中的NOx还原成N2和H2O。主要反应如下：
4NO + 4NH3 +O2 → 4N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
SCR反应器入口烟温要求为300-420℃之间，因为当烟气处于这个温度窗口时，催化剂活性物的活性最高，催化反应效率最佳。脱硝反应的副产物是氮气和水，可随烟气排出，不会产生二次污染。脱硝反应中所需的O2可以来自烟气携带的氧气。
另外，SCR脱硝反应中还存在着一些有害的副反应：
2SO2 + O2 → 2SO3
SO3 + NH3 + H2O → NH4HSO4
催化剂具有很好的选择型，因而会优先选择NOx的还原反应，但是还是会发生一部分SO2的催化氧化反应，同时SO2的氧化率≤1%。当烟气温度较低时，上述反应生成的硫铵（NH4HSO4）在催化剂表面或SCR后续设备凝结出来，造成催化剂或后续设备的堵塞结垢腐蚀等故障。
3.3 活性焦吸附烟气脱硫脱硝一体化工艺
活性焦吸附工艺一种干法烟气处理技术，它能够同时脱硫脱硝，还具有节水、脱二噁英、脱重金属等一体化功能。烟气进入活性焦移动床后，首先进入一级脱硫床层，烟气中的SO2被吸附在活性焦的气孔内，从而被脱除；脱硫后的烟气随后进入二级脱硝床层，在喷入的还原剂（NH3）在活性焦中催化成分的作用下，以喷入烟气中的NH3作为还原剂，烟气中的NO、NO2转变成N2和H2O，净化后的达标烟气经烟囱排放。排出吸附塔的饱和态活性焦在再生塔中加热到400-450℃，吸附的SO2气体被解析出来，送往制酸系统制备H2SO4溶液。再生后的活性焦可送回吸附塔中循环使用。主要反应如下：
活性焦吸附工艺能实现一体化脱硫、脱硝、脱二噁英、脱重金属及除尘的烟气集成深度净化、联合脱除，可实现90%以上的脱硫效率、70%以上的脱硝效率和80%以上的脱二噁英效率，环保效果显著[4-5]，并已成功实现在大型烧结机上的工业应用。整个净化过程无废水、废渣排放，无二次污染，是适应烧结烟气集成净化的先进环保技术。但该工艺存在着系统复杂、自动控制要求高、投资成本大、运行成本高等缺点，对于已安装脱硫装置的钢铁厂，存在重复建设问题。
结论
从上述内容我们能够知道，我国当前大部分的地区都非常的关注排放的问题，其主要的原因在于，排放一旦出现问题，那么对于人类生活环境的影响是非常直接的。在过去的几十年中，因为排放导致的自然灾害频频出现，因此，就必须控制此类内容。而在钢铁厂中，一直存在问题的就是烧结烟气的问题，这个问题非常严重的困扰了钢铁厂的生产。因为烧结烟气中存在很多的硫化物和硝化物，这些物质对于环境的破坏非常大。因此，钢铁厂需要浪费大量的经历进行脱硫脱硝，才能满足人们的需求。在这种情况下，笔者就提出了上述的钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术路线，这样才能保证其不会出现任何的问题。但是需要注意的是，每一个钢铁厂的具体情况都是不同的，想要更好的应用，还是需要按照实际的情况入手。
参考文献：
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[2]胡月琪，郭建辉，孔川，张虎，张超，侯帅，李萌.NaClO_2湿法氧化脱硝污染物排放特征与监测方法研究[J].生态环境学报，2018，27（09）：1706-1715.
[3]余华.烟气脱硫脱硝除尘超低排放技术在自备电站锅炉综合改造中的应用[J].能源与环境，2018（04）：75-76.
论文作者:田宝军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
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