关键词:活性炭；烧结烟气；超低排放；技术优化
引言
烧结是钢铁工业的基础环节，其排放的废气量大，污染物成分复杂，包括SO2、NOx、二噁英、粉尘、重金属、氟化物等，其中SO2、NOx、二噁英、粉尘分别约占钢铁工业大气污染物排放总量的60%、50%、90%、20%，造成硫资源浪费及酸雨、雾霾等环境污染，是大气污染控制的重点和难点。近年来，随着大气污染治理力度的不断加大，烧结烟气污染物排放限值进一步严控，2019年4月28日五部委联合发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中明确规定，在基准含氧量16%条件下，烧结机头烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，烧结烟气超低排放时代已经来临。
1烧结烟气治理问题
我国烧结烟气治理起步较晚，若直接借鉴燃煤电厂超低排放工艺－脱硫+SCＲ脱硝组合式技术，存在如下问题:(1)烧结烟气温度相对较低，采用SCＲ脱硝时，需要对全部烟气升温至300℃左右，能源消耗大，运行费用高;(2)湿法或半干法脱硫产生的副产物量大、纯度不高，难以资源化利用，且处理不当易产生二次污染。因此针对烧结烟气特殊性，要实现烧结烟气超低排放，必须结合钢铁企业的实际情况，因地制宜、因厂制宜，采取最优的治理方案实现多污染物协同治理，并能实现副产物资源化处理，同时工艺选型需要保证设备运行的连续性，稳定性，并综合考虑一次性投资及运行成本，这样才能从根本上解决超低排放的问题。
2烧结烟气超低排放技术
2.1双级活性炭净化技术
目前开发的具有自主知识产权的双级串联活性炭多污染物协同净化技术在钢铁厂等烧结烟气治理中得到了成功应用，其中一级吸附塔进行脱硫、初步脱硝、除尘、除二噁英等多种污染物，二级吸附塔进行深度脱硫、脱硝功能，最终实现了超低排放功能。活性炭料流方向与烟气气流方向相反，即烟气先过一级塔，再到二级塔，新鲜活性炭经解吸塔高温活化后到二级塔，然后再从二级塔输送到一级塔，一级塔由吸附了污染物的活性炭再通过输送机送至解吸塔中，完成活性炭料流循环。采用两级活性炭吸附工艺，一方面为选择性喷氨、选择性脱除烟气有害物质创造了有利条件，另一方面也为提高氨气利用效率、低温脱硝创造了条件。
2.2单级活性炭+SCＲ脱硝技术
单级活性炭法+SCＲ技术是综合利用活性炭法的脱硫、脱二噁英及其他有机物效率高和SCＲ的脱硝效率高的优点的组合工艺方案。烟气在进入活性炭净化装置中，少量喷氨，主要脱除烟气中二氧化硫、二噁英及其他有机物，解吸后的富硫气体送至资源化处理装置，制成硫酸或其他产品;初步净化后的烟气送入SCＲ反应器。由于此时烟气温度一般不超过150℃，需在SCＲ反应器的入口，采取GGH装置把温度升高至180℃以上，深度净化后的烟气达到超低排放要求再排入大气。此工艺将在湛江实现工业化应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3生产控制要点
3.1烧结生产协同
烧结机头烟气脱硫脱硝控制应充分考虑和结合烧结机生产工况，保障生产组织协同，以实现良好减排效能。1)生产控尘烧结烟气中的颗粒物，磨损烧结主抽风机叶片，降低脱硫效率，增加脱硫后除尘器除尘负荷、附着脱硝催化剂表面降低脱硝效率等一系列不利影响，在组织烧结生产时必须重视生产控制，采用铺底料工艺、厚料层烧结有利于降低废气中含尘量，避免以上不良影响。2)温度水平稳定和保持。烧结温度不但对烧结生产效能、产品品质有直接影响，对烟气后部治理，尤其是脱硝(关键依托催化和反应温度)，有重要影响。因此，烧结生产过程中烟道烟气温度要达到生产工艺要求且保持稳定。
3.2SDS、SDA脱硫
（1)SDS脱硫。依托大烟道为脱硫反应器的SDS干法脱硫，为应急生产使用，启动条件为烧结机机头烟气中SO2浓度＞800mg/Nm3时，并通过自动化控制程序，远程启动SDS干法脱硫系统。在日常控制中，应特别注意保证大烟道系统缷灰，以充分保证启用SDS干法脱硫时的反应器有效空间，以及喷射系统有效运行。（2)SDA脱硫。SDA半干法脱硫，采用湿法脱硫的机理，具有干法脱硫的特点，无废水产生，系统不需要做防腐处理，同时脱硫效率高且成本较低。SDA脱硫效率在于脱硫石灰质量、钙硫比和脱硫雾化雾滴与烟气的充分接触程度，对于脱硫雾化雾滴与烟气的充分接触程度即主要为旋转喷雾器的运行效果，其既要保证浆液输送量、喷雾雾径，又要控制塔壁处浆液浓度分布，使烟气不遗漏，塔壁不积料。（3)系统物料平衡控制脱硫时，系统不断投入脱硫剂，脱硫反应后，脱硫副产物等通过自身重力落到脱硫反应塔底部和侧壁，部分由布袋除尘器净化烟气截留，受其自身黏性、运行环境湿度、温度变化影响，易在脱硫反应塔壁、路由管道等设施内形成粘结和累积。因此，应及时检查和清理，避免物料过度堆积，必要时需周期性进行系统进、出物料平衡核算，平衡出入较大时及时处置，以确保系统设施安全运行。
3.3SCＲ脱硝部分
选择性催化还原方法由于脱硝效果良好得到了广泛的关注和应用。通过对化学反应过程的分析可知，SCＲ烟气脱硝系统反应机理复杂，脱硫效率受氨氮摩尔比、反应温度、烟气速度、催化剂活性等因素影响。1)反应温度脱硝反应塔内温度是保证脱硝效率和效果的关键因素之一。脱硝反应塔温度来自于进入塔前烟气温度，烟温保持采用GGH换热器升温(脱硝后烟气温度与)，同时布置燃烧器，向烟气中混入燃烧废气，以提高进入脱硝反应塔的烟气温度，保证脱硝反应温度。系统正常运行时可升温脱硫除尘后烟气100℃左右，脱硝后的烟气余热利用充分，而影响GGH换热效率的主要因素为换热器堵塞。如前所述，本系统为SDA旋转喷雾法脱硫后再布置高效袋式除尘器，可高效脱出烟气中脱硫副产物、脱硫剂和烟气夹带的原烧结烟气颗粒物，在工艺设计和运行环境上，能很大程度降低换热器堵塞几率。但鉴于烧结大烟气量特点，应在日常落实好换热器清洁措施，定期检修重点关注。2)喷氨和氨逃逸控制在影响SCＲ脱硝的众多因素中，喷氨量对脱硝效果影响最大，是关键的可调因素。喷氨量过少会导致烟气NOx含量超标;喷氨量过多，不仅会提高氨逃逸量，造成二次污染，也会增加脱硝成本。在喷氨控制上，要控制好氨水蒸发器的运行温度和压力，确保喷氨管路的有效畅通。实践表明，在保证反应温度、催化剂活度和不过量控制氮氧化物浓度情况下，氨逃逸指标可保证在1ppm以内。
4结语
烧结机配套烟气净化脱硫脱硝装置的成功投运和稳定运行，充分证明循环硫化床半干法脱硫系统与中低温SCＲ脱硝系统耦合，可实现烧结烟气污染物的超低排放限值。此项目的成功实施必将推动我国钢铁行业烧结烟气脱硫脱销工艺技术的进展，为其他钢铁企业烧结烟气治理工艺的选择提供有价值的参考
参考文献：
[1]张殿印，李惊涛.冶金烟气治理新技术手册[Z].
[2]杨飚.二氧化硫减排技术与烟气脱硫工程[Z].
论文作者:程晨
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：烟气论文; 活性炭论文; 温度论文; 超低论文; 工艺论文; 污染物论文; 系统论文; 《科学与技术》2019年18期论文;