李庭壽

燒結(jié)（球團(tuán)）廠是鋼鐵企業(yè)的污染大戶，主要的污染物有顆粒物（煙粉塵）、SO2、NOx、CO2、CO、二噁英、氟化物、氯化物及重金屬等。工業(yè)煙粉塵、SO2是燒結(jié)（球團(tuán)）廠的主要污染物，其中，SO2占鋼鐵工業(yè)總排放量的60%左右，工業(yè)粉塵占鋼鐵工業(yè)總排放量的25%左右，煙塵占鋼鐵工業(yè)總排放量的20%左右。所以對燒結(jié)煙氣的治理，應(yīng)該進(jìn)行包括腐蝕性氣體(SOx、NOx、HCl、HF)、有毒重金屬物、二噁英類、粉塵等多組份有害物的綜合治理。

我國環(huán)境壓力越來越大，國家對環(huán)保要求越來越高，有的企業(yè)因環(huán)保問題被國家環(huán)保部點名、要求限期整改。當(dāng)前，鋼鐵產(chǎn)能過剩，鋼鐵行業(yè)效益持續(xù)下滑，許多企業(yè)出現(xiàn)了微利甚至虧損，在缺少成熟可靠的工藝技術(shù)情況下，脫硫已經(jīng)給企業(yè)增加了不少成本，如何進(jìn)一步開展對燒結(jié)煙氣多組份有害物的綜合治理，是擺在行業(yè)面前的不得不解決的棘手問題。文章對燒結(jié)煙氣脫硫工藝進(jìn)行評述，簡介脫硝、尿素制氨、治理二氧化碳和二噁英等技術(shù)，探討燒結(jié)煙氣的綜合治理，以供參考。

一、燒結(jié)煙氣特點

1.煙氣量大、含氧量高。噸燒結(jié)礦大約產(chǎn)生4000 m3-6000m3煙氣。燒結(jié)機(jī)頭煙氣氧含量為15%-18%。

2.SO2排放濃度的波動范圍較寬，受礦石和燃料中﹝S﹞含量和燒結(jié)工況決定。燒結(jié)原料中﹝S﹞轉(zhuǎn)換為SO2的轉(zhuǎn)換率為60%-90%，煙氣中SO2含量一般為500mg/Nm3-2500mg/Nm3，有的可以達(dá)到3000mg/Nm3-5000 mg/Nm3。

3.SO2的濃度隨風(fēng)箱位置的不同而變化，機(jī)頭和尾部煙氣SO2濃度低，中部煙氣SO2濃度高。在滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)前提下，可以只對高SO2濃度的煙氣進(jìn)行脫硫。

4.含粉塵濃度高。國內(nèi)約占84.2%的燒結(jié)機(jī)采用電除塵器，平均粉塵排放濃度約為102mg/m3；還有約15%的燒結(jié)機(jī)機(jī)頭采用多管除塵器，平均排放濃度143mg/m3。有的超過200 mg/Nm3。粉塵成分主要以鐵及其化合物顆粒為主，還有硅、鈣等鐵礦伴生成分以及不完全燃燒物質(zhì)等組成，應(yīng)該考慮深除塵。

5.含有多種腐蝕性氣體和重金屬污染物。包括HCl、HF、NOx、SOx 等腐蝕性氣體，以及鉛、汞、鉻、鋅等有毒重金屬物。硝NOx主要來源于燒結(jié)過程中燃料（點火燃料和燒結(jié)燃料）的燃燒，通常NOx的濃度﹤400mg/Nm3。

6.煙氣溫度變化范圍大，約在80℃到180℃之間。

7.含水量大且不穩(wěn)定，為8%-13%左右?？梢钥紤]利用。

8.氯化物含量高。尤其進(jìn)口鐵礦石，在海運和碼頭存放過程時，浸入了大量海水，額外的增加了氯化物的含量。導(dǎo)致：

1）氯元素的存在，在燒結(jié)過程中易誘發(fā)產(chǎn)生二噁英類劇毒致癌物；

2）海水中含有大量氯化鈉鉀鹽（Na、Ka）Cl，燒結(jié)時容易形成輕細(xì)的絮狀漂浮物，煙氣除塵困難；

3）鈉鉀對高爐爐料和耐火材料形成“堿腐蝕”；

4）大量Cl的存在，腐蝕脫硫系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備。

9.含有二噁英類劇毒致癌物質(zhì)，二噁英排放量位居世界第二，僅次于垃圾焚燒行業(yè)。應(yīng)該研究脫出二噁英類。

二、燒結(jié)煙氣脫硫工藝及副產(chǎn)物簡評

1.燒結(jié)煙氣脫硫工藝分類

我國燒結(jié)煙氣脫硫工藝多數(shù)是借鑒火電燃煤鍋爐煙氣脫硫工藝發(fā)展而來，已投運或在建的脫硫工藝種類較多，作者按照脫硫副產(chǎn)物分類，將脫硫工藝簡單的歸為三類。

1.1 副產(chǎn)脫硫石膏渣的鈣法（鈣基法）脫硫工藝

以石灰或石灰石作為固硫劑的燒結(jié)脫硫工藝種類共有10多種，包括傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏濕法工藝和循環(huán)流化床（LJS）、密相干塔、旋轉(zhuǎn)噴霧（SDA）、MEROS、NID、GSCA、ENS等半干法、干法工藝。濕法多應(yīng)用于火電脫硫，目前燒結(jié)脫硫應(yīng)用較多的為半干法、干法工藝。

1.2 副產(chǎn)硫酸銨的“氨-硫酸銨法”脫硫工藝

“氨—硫酸銨”法是采用一定濃度的氨水做吸收劑，在吸收塔內(nèi)對洗滌后煙氣中的SO2進(jìn)行吸收，形成(NH4)2SO3—NH4HSO3—H2O的吸收溶液。通過空氣氧化風(fēng)機(jī)，在氧化塔內(nèi)強(qiáng)制將溶液中的(NH4)2SO3氧化生成為 (NH4)2SO4。吸收液被引出吸收塔后，進(jìn)一步加氨進(jìn)行中和，使吸收液中的NH4HSO3全部轉(zhuǎn)變?yōu)?NH4)2SO3，防止SO2從溶液內(nèi)逸出。

1.3 副產(chǎn)硫酸(H2SO4)的脫硫工藝

1.3.1 “固體物吸收再生法”，固化解吸SO2氣體副產(chǎn)硫酸

（1）MgO濕法脫硫工藝

MgO濕法脫硫工藝在韶鋼4號燒結(jié)機(jī)經(jīng)過多年來的不斷改進(jìn)，日趨成熟，已經(jīng)在韶鋼其他的燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行了推廣應(yīng)用。該工藝投資較小約﹤2000萬元，運行費用較低約為4元-5元/噸礦，副產(chǎn)品MgSO4·7H2O有市場，但也存在煙囪雨、設(shè)備腐蝕等問題。

（2）活性炭吸附法工藝副產(chǎn)硫酸（先脫硫然后脫硝）

活性炭吸附法工藝較為成熟，活性炭除了吸附煙氣中的SO2、NOx外，還能同時吸附煙氣中的二噁英類、粉塵、重金屬等。

活性炭吸附法工藝投資大、運行維護(hù)費用高、占地面積大、系統(tǒng)較為復(fù)雜，活性炭再生能耗較高。

1.3.2 “溶劑吸收再生法”，回收SO2氣體副產(chǎn)硫酸

萊鋼和攀鋼采用采用了“有機(jī)胺脫硫工藝”，萊鋼工藝簡稱SML法。萊鋼265m2燒結(jié)機(jī)有機(jī)胺脫硫工藝采用的吸收劑是進(jìn)口殼牌公司的有機(jī)胺，項目按合同能源管理形式運營，半氣脫硫，按噸礦11元進(jìn)行結(jié)算；攀鋼6號、3號燒結(jié)機(jī)采用的是攀鋼自己研制的有機(jī)胺吸收劑，全氣脫硫，目前脫硫成本大概16元-20元/噸礦。萊鋼和攀鋼的“有機(jī)胺脫硫工藝”都有自主產(chǎn)權(quán)，分別通過了技術(shù)鑒定。萊鋼、山東省冶金設(shè)計院有限公司和北京中鋼信科技發(fā)展有限責(zé)任公司開發(fā)的“有機(jī)胺脫硫副產(chǎn)硫酸工藝”，獲2012年度冶金科技進(jìn)步二等獎。

萊鋼、攀鋼還同時建設(shè)運行了“半干法、干法（鈣法）”工藝、“氨-硫酸銨法”工藝等，通過運行等綜合比較，有機(jī)胺脫硫副產(chǎn)硫酸的脫硫工藝較為理想。

“溶劑吸收再生法”副產(chǎn)硫酸的脫硫工藝，流程經(jīng)典（該工藝在煉油行業(yè)脫硫（H2S）是成熟工藝），吸收劑循環(huán)使用；副產(chǎn)品硫酸在企業(yè)內(nèi)部得到有效利用，變廢為寶。

“溶劑吸收再生法”脫硫工藝，在水洗塔和吸收塔內(nèi)對煙氣水洗、降溫、吸收SO2過程中，能夠有效去除大部分細(xì)小粉塵和NO2、HCl、HF、SO3等酸性物，具有綜合治理煙氣的效果。

二噁英類的特性之一是易溶于脂肪和大部分有機(jī)溶劑。萊鋼SML脫硫工藝，采用的吸收劑是有機(jī)胺，有機(jī)胺溶劑能否溶解或分解破壞二噁英類，需進(jìn)一步檢測分析研究。

通過材質(zhì)（內(nèi)襯）改進(jìn)等措施，萊鋼和攀鋼的“有機(jī)胺脫硫工藝”已經(jīng)解決了設(shè)備腐蝕等問題，但還存在吸收劑逃逸（Na+濃度過高導(dǎo)致溶液發(fā)泡）、運行能耗較高、噸礦成本較高等問題。

相比火電燃煤鍋爐煙氣，燒結(jié)煙氣的煙氣量波動大、含濕量高、粉塵成分復(fù)雜，因此“溶劑吸收再生法”脫硫工藝應(yīng)用于火電燃煤鍋爐煙氣脫硫會有更好的綜合效果。

1.3.3 萊鋼SML法脫硫工藝原理簡介

萊鋼SML法采用的有機(jī)胺吸收劑為二元有機(jī)胺，分子式可簡寫為RxN2（x=5）或R1R2N-R3-NR4R5。該二元胺溶劑性能獨特，蒸氣壓低，能使SO2的吸收和再生之間的平衡關(guān)系達(dá)到最佳化，對SO2的選擇吸收能力強(qiáng)于其它種類吸收劑，使得再生胺吸收解吸工藝對吸收劑的循環(huán)量要求較低，降低了系統(tǒng)運行能耗，能夠得到高濃度SO2產(chǎn)品，綜合效益較好。

SML法工藝由洗滌、吸收、解吸、吸收液凈化系統(tǒng)和制酸工序等組成。

2.脫硫副產(chǎn)品比較

鈣法脫硫工藝、氨－硫酸銨法和活性碳吸附法、溶劑吸收法等脫硫工藝的脫硫副產(chǎn)品分別為：脫硫石膏渣、硫酸銨和硫酸。

2.1 脫硫石膏渣

我國國情是“缺硫不缺膏”，硫資源貧乏，天然優(yōu)質(zhì)石膏資源豐富，價格低廉。脫硫石膏渣中含有一定量的重金屬離子、灰分、未反應(yīng)的石灰以及未被完全氧化的亞硫酸鈣，可能還吸附有二噁英，不宜用于制作石膏板等石膏制品。脫硫石膏中含水量約為12%，較天然石膏含水量3%高出很多，再利用成本在100元/噸-120元/噸，也為脫硫石膏替代天然石膏造成很大困難。目前國內(nèi)采用鈣法脫硫工藝的企業(yè)，其脫硫石膏渣多為拋棄處理，給企業(yè)及周邊環(huán)境造成很大壓力。

2.2 硫酸銨

硫酸銨主要用于復(fù)合肥的添加料，我國氮肥早已嚴(yán)重過剩。我國農(nóng)業(yè)用地占世界的10%，卻消耗了全世界1/3的氮肥。農(nóng)業(yè)過量施用的氮肥已成為最大的面源污染。純氨（NH3）的〔N〕含量和價格都比(NH4)2S04高出很多。通過燒結(jié)脫硫副產(chǎn)的(NH4)2SO4含有重金屬、二噁英等有毒物，不能用于農(nóng)業(yè)而進(jìn)入食物鏈（國家環(huán)境保護(hù)部頒發(fā)的意見征求稿《鋼鐵行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)導(dǎo)則—燒結(jié)及球團(tuán)工藝》）。

2.3 硫酸

我國硫資源較為貧乏，硫磺自給率僅約10%，是世界最大的硫磺進(jìn)口國，占世界貿(mào)易量的1/3。鋼鐵企業(yè)也需要外購大量的硫酸用于焦?fàn)t煤氣的凈化除氨和其它產(chǎn)品的生產(chǎn)。例如，萊鋼1000萬噸鋼規(guī)模，年產(chǎn)焦炭約400萬噸，年需要約5.0萬噸硫酸用于焦?fàn)t煤氣凈化除氨副產(chǎn)硫酸銨。攀鋼和包鋼每年都外購大量硫酸用于鈦白產(chǎn)業(yè)和稀土產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)。

綜上可見，硫酸作為副產(chǎn)品更符合我國國情。燒結(jié)煙氣中﹝S﹞（SO2）是國民經(jīng)濟(jì)需要的資源，應(yīng)該進(jìn)行回收副產(chǎn)硫酸或硫磺，變廢為寶，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

三、脫硝（NOx）

1.硝( NOx)

氮氧化物(NOx)習(xí)慣上被稱之謂“硝”，包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和 N2O5等多種化合物。除NO2以外，其他都極不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成NO2及NO，NO又變?yōu)镹O2。因此，造成大氣污染的主要是NO和NO2，并以NO2為主。NO為無色的氣體，遇空氣被氧化，生成紅棕色的NO2氣體，NO2溶于水，形成酸性溶液。NO和NO2氣體對人體有害，毒性都很大，能由呼吸道侵入人體肺部，對肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，引起支氣管炎、肺炎、肺氣腫等疾病。

NO2對環(huán)境的危害與HCl、HF、SOx一樣，都是與空氣中的水反應(yīng)形成“酸雨”。但適量的硝酸隨雨水滲入土壤后， NO3-作為氮肥被植物的根系吸收轉(zhuǎn)化為植物生長所需的養(yǎng)料。

隨著我國煙氣脫硫治理的發(fā)展，大氣污染治理開始由SO2為主向硝、氨氮類污染為主轉(zhuǎn)變，因此對燒結(jié)煙氣應(yīng)該進(jìn)行深脫硝處理。

2.火電燃煤鍋爐煙氣脫硝工藝

火電燃煤鍋爐煙氣脫硝主要有兩種成熟工藝，選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）工藝。其原理是在含有NOx的煙氣中噴入含有NHx基的還原劑（氨水或尿素），NHx基還原劑迅速熱分解為NH3和其他副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)生成N2和H2O。

選擇性催化還原（SCR）工藝是通過添加催化劑，使還原反應(yīng)在較低的溫度范圍（通常為315℃-400℃，因催化劑種類不同而有所變化）內(nèi)進(jìn)行。選擇性非催化還原（SNCR）工藝，不用催化劑，還原反應(yīng)的溫度較高，約為850℃-1100℃。

SCR工藝脫硝反應(yīng)溫度范圍較低，可以達(dá)到90%的NOx脫除率，但投資大、后期催化劑更換費用高。SNCR不需要催化劑專用反應(yīng)器，僅需加裝還原劑的儲存、輸送、稀釋和噴射系統(tǒng)，工藝簡單、投資較低，但脫硝率較低約為50%，需要較高的脫硝反應(yīng)溫度范圍。

3.燒結(jié)煙氣脫硝

火電燃煤鍋爐煙氣中的硝含量高，最高達(dá)約2000mg/m3，所以國家要求必須對火電燃煤鍋爐煙氣進(jìn)行脫硝。燒結(jié)煙氣的溫度和氧、水含量等較高，燒結(jié)煙氣中的硝的含量總體上不高，多數(shù)約﹤400mg/m3，產(chǎn)生的NOx主要為NO和NO2。

目前，燒結(jié)煙氣的半干發(fā)、濕法、活性碳法等脫硫工藝均有一定的脫銷能力，具備脫硫脫銷等一體化功能，脫硝率可以達(dá)到30%-50%，能夠滿足國家現(xiàn)行的﹤500mg/m3和2015年后﹤300 mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。但是燒結(jié)煙氣量大，排放的硝的總量也大，為了滿足國家對排放濃度和排放總量的雙控要求，必須重視燒結(jié)煙氣的脫銷，深入研究挖掘現(xiàn)已運行的脫硫工藝的脫銷潛力。

3.1 洗滌吸收脫硝

根據(jù)萊鋼、攀鋼“溶劑吸收再生法”脫硫工藝對煙氣入口和出口中NOx濃度的實測結(jié)果，通常NOx的入口濃度約為160mg/m3-200mg/m3，高時達(dá)到約340mg/m3；出口NOx的濃度一般＜160mg/m3，脫硝率約為40%-50%。

3.2 鈣法或MgO法脫硝

硝的主要組成是NO和NO2，NO 不穩(wěn)定，遇空氣被氧化NO2。NO2和SO2都是酸性氧化物，鈣法或MgO法脫硫是利用了脫硫劑與SO2發(fā)生的酸堿反應(yīng)，脫硫劑同樣也會與NO2發(fā)生酸堿反應(yīng)，達(dá)到脫硝目的。寶鋼氣噴旋沖塔石灰石-石膏濕法脫硫工藝采用的脫硫劑是石灰石溶液，據(jù)報道其脫硝率可以達(dá)到40%-60%。

3.3 SCR脫硝工藝

SCR和SNCR是目前火電燃煤鍋爐煙氣脫硝普遍采用的兩種相對成熟的工藝，所要求的脫硝溫度范圍分別約為315℃-400℃（SCR）和850℃-1100℃（SNCR）。燒結(jié)煙氣的溫度約為80℃-180℃，SNCR工藝要求的脫硝反應(yīng)溫度太高而不適宜燒結(jié)煙氣的脫銷，SCR工藝通過采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，可降低脫硝反?yīng)溫度，但也必須對燒結(jié)煙氣進(jìn)行加熱升溫處理，以達(dá)到脫硝反應(yīng)需要的溫度窗口。

臺灣中鋼公司三臺燒結(jié)機(jī)建設(shè)投運了SCR脫硝工藝（先脫硝后脫硫），采用雙效觸媒劑，其主成分為V2O5/WO3/TiO2。據(jù)報道，在250℃-320℃的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，脫硝與分解二噁英的效率皆可達(dá)80%以上。

活性炭吸附法工藝是先脫硫然后脫硝，對脫硫后煙氣進(jìn)行適當(dāng)加熱，在活性炭的吸附和催化作用下，噴氨進(jìn)行脫硝。據(jù)報道，太鋼活性炭工藝脫硝效率可以達(dá)到50%以上。

總之，由于燒結(jié)煙氣中硝的濃度總體不高，已投運的脫硫裝置多數(shù)具有脫硝功能，建議重點是重新審視已有脫硫裝置的脫硝功能，深入挖掘和完善已有脫硫裝置的脫硫脫硝甚至包括脫細(xì)小粉塵（PM2.5）、重金屬等的一體化能力。鋼鐵行業(yè)效益持續(xù)下滑，脫硫已經(jīng)給企業(yè)增加了不少成本，燒結(jié)現(xiàn)場大多都建設(shè)了煙氣除塵、煙氣余熱回收和發(fā)電、煙氣脫硫等裝置，在燒結(jié)煙氣脫硝技術(shù)尚沒有成熟的情況下，慎重建設(shè)獨立的脫硝裝置。

四、尿素制氨（胺）

1.脫硫脫硝用氨

副產(chǎn)硫酸銨的“氨-硫酸銨法”脫硫工藝 ，以NH3為脫硫劑，需要大量的氨（液氨）。脫硝工藝以NH3為還原劑，也需要大量的氨。液氨或氨水屬于?；?，運輸、儲存等要求高；氨水中的含氨量一般不大于20%，運輸不便、儲存受限，購買成本增大；脫硫過程中產(chǎn)生的大量廢水處理困難，造成污染。氨是影響脫硫、脫硝運行成本的重要因素。舉例如下：

1)攀鋼西昌公司和杭鋼燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫采用“氨-硫酸銨法”脫硫工藝。攀鋼西昌公司（2臺360m2燒結(jié)機(jī)，年產(chǎn)燒結(jié)礦787萬噸），需液氨約15000噸/年，花費約4500萬元/年(液氨單價約3000元/噸)。杭鋼（1臺265m2燒結(jié)機(jī)），需液氨7200噸/年，花費約2304萬元/年(液氨單價約3200元/噸)。

2) 2×600MW燃煤發(fā)電機(jī)組采用SCR脫硝工藝進(jìn)行脫硝，設(shè)計脫硝效率為80%-90%，液氨消耗量則為412 kg/h-464kg/h，SCR系統(tǒng)消耗液氨費用平均為1314元/h（液氨單價按3000元/噸計算）。

2.傳統(tǒng)尿素制氨技術(shù)

傳統(tǒng)尿素制氨技術(shù)分為熱解法和水解法。熱解法是將氣體燃料（或柴油）與熱煙氣或預(yù)熱的助燃空氣一起送入熱解室（又稱混合燃燒室），再將配好的高濃度（40%-50%）尿素溶液噴進(jìn)熱解室進(jìn)行反應(yīng)生成氨氣。傳統(tǒng)尿素制氨工藝存在的問題是：1）尿素利用率低，約50%質(zhì)量的尿素以CO2形式排放；2）反應(yīng)溫度高達(dá)600℃，需要消耗大量能源。

3.尿素現(xiàn)場制氨（胺）新技術(shù)

針對傳統(tǒng)尿素制氨工藝的缺點，山東大學(xué)朱維群教授等開發(fā)出了尿素制氨新技術(shù)。利用尿素的縮合反應(yīng)，使尿素反應(yīng)生成氨和活性氨NR3或固體三聚氰酸，尿素得到全部利用。

五、二氧化碳(CO2)的利用

1.溫室氣體CO2

我國宣布到2020年單位GDP二氧化碳排放量（CO2排放密度）比2005年降低40%-45%，將減排CO2納入約束性指標(biāo)進(jìn)行考核。2007年，盡管我國CO2排放密度由2.43降到了2.31，但CO2排放總量達(dá)到61億噸，為世界之首（見表1）。我國處于工業(yè)化發(fā)展階段，建設(shè)低碳社會任重道遠(yuǎn)。

2.二氧化碳的利用

二氧化碳的化學(xué)利用量全世界每年約有1.1億噸，尿素是利用二氧化碳的最大宗產(chǎn)品，其次是無機(jī)碳酸鹽。CO2與環(huán)氧丙烷共聚合成脂肪族聚碳酸酯，國內(nèi)已有3萬噸/年的生產(chǎn)設(shè)計；CO2與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成碳酸丙烯酯國內(nèi)有十幾萬噸的規(guī)模。此外，CO2加氫可以制甲醇。

山東大學(xué)朱維群教授等研發(fā)了“CO2氨化反應(yīng)生成三聚氰酸或三聚氰胺固體產(chǎn)品新技術(shù)”（專利申請?zhí)枺?01210099747.8。）。三聚氰酸應(yīng)用廣泛，可以生產(chǎn)三聚氰酸-甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、消毒劑、抗氧劑和農(nóng)藥等。目前尿素的利用率在30%左右，未被利用的尿素造成水體和空氣污染；三聚氰酸作為緩釋肥，可提高肥料利用率。三聚氰酸進(jìn)一步氨化合成三聚氰胺，進(jìn)而可以合成一系列高分子材料，相比煤制烯烴合成高分子材料更具優(yōu)勢。

表1 CO2排放密度 GDP排放量，千克/美元

六、二噁英類

1.二噁英類的性能特點

1.1 二噁英類是指PCDD（多氯代二苯二噁英）和PCDF （多氯代二苯呋喃）的總稱，簡稱PCDD/Fs。二噁英不是單一物質(zhì)，是多氯代二苯類聚集體，統(tǒng)稱為二噁英類。

1.2 二噁英類的特點：呈固體、熔點高，對熱穩(wěn)定（850℃以上才會被破壞），對酸、堿、氧化劑穩(wěn)定，難溶于水，易溶于脂肪和大部分有機(jī)溶劑，是無色無味的脂溶性物質(zhì)。

1.3 二噁英類的毒性：由于二噁英類具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，高親脂性，故易于在環(huán)境中積累，并通過皮膚或腸胃被人或動物吸收而造成危害。毒性十分大，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世紀(jì)之毒”之稱，國際癌癥研究中心將其列為人類一級致癌物。

1.4 二噁英類形成的前提條件是有氯元素存在。燒結(jié)工況下，具備形成二噁英類的所有條件。歐盟有關(guān)機(jī)構(gòu)的研究結(jié)果表明，燒結(jié)廠是二噁英排放的重要來源，燒結(jié)煙氣中二噁英類的濃度大約為30ng-TEQ/Nm3--60ng-TEQ/Nm3，燒結(jié)煙氣產(chǎn)生的二噁英類約占總排量的17.6%，僅次于垃圾焚燒，位居世界第二。因此，燒結(jié)煙氣新的排放標(biāo)準(zhǔn)對減排二噁英也提出了嚴(yán)格要求，要求二噁英排放量由＜3ng-TEQ/m3減小到＜0.5ng-TEQ/m3。

2.減排二噁英類的途徑

燒結(jié)煙氣減排二噁英類， 有以下幾個可能的途徑：

2.1 降低燒結(jié)原料中氯元素含量，減少二噁英類的生成量（源頭治理）。

2.2 強(qiáng)化除塵設(shè)施，將細(xì)小的二噁英類顆粒與其他粉塵物一起除掉，或通過脫硫后的固體副產(chǎn)物（例如鈣法脫硫工藝）或活性炭吸附二噁英類顆粒（屬于“搬家”法，需后期無毒化處理）。

2.3 對收集后的二噁英類進(jìn)行集中加熱分解破壞（加熱850℃以上，垃圾焚燒要求的最低溫度）。

2.4 研究采用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑對二噁英類進(jìn)行溶解吸收或分解破壞。

2.5 臺灣中鋼公司的雙效觸媒SCR脫硝脫二噁英類工藝。據(jù)報道，在250℃-320℃的反應(yīng)溫度范圍內(nèi),該工藝脫硝和分解二噁英的效率皆可達(dá)80%以上。

七、結(jié)束語

燒結(jié)煙氣綜合治理等環(huán)保工藝與裝備屬于行業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)，理應(yīng)由行業(yè)或主管部門前期組織，國家投入，系統(tǒng)研發(fā)，形成可供企業(yè)選擇的成熟工藝技術(shù)。然而由于在這方面的缺失，至今幾乎沒有形成行業(yè)公認(rèn)的成熟的燒結(jié)煙氣脫硫工藝技術(shù)可供企業(yè)選擇。在環(huán)保壓力越來越大的局面下，政府與企業(yè)都陷入了窘地，企業(yè)更為艱難。環(huán)保等政府部門一味地要求企業(yè)進(jìn)行環(huán)保治理，卻給不出好辦法，“只提要求給不出路子”。企業(yè)到處考察卻找不到成熟可靠的技術(shù)，導(dǎo)致企業(yè)“左右為難”甚至“騎虎難下”，建設(shè)的脫硫工藝“五花八門”，幾乎世界上成熟的、不成熟的脫硫工藝，在我國都能找到，有的工藝是“螞蟻搬家”產(chǎn)生二次污染。投運的裝置多數(shù)是邊運行邊科研邊改造，造成投資浪費，生產(chǎn)成本增加。面對行業(yè)效益持續(xù)下行的局面和越來越迫切的燒結(jié)煙氣多組分有害物的綜合治理要求，應(yīng)該吸取教訓(xùn)，抓緊補(bǔ)舊賬、避免欠新賬。因此建議：

1.組織力量，加大投入

1.1 建議企業(yè)高度重視已有脫硫裝置的脫硝功能，深入挖掘和完善已有脫硫裝置的脫硫脫硝甚至包括脫細(xì)小粉塵（PM2.5）、重金屬等的一體化能力。以較少的投資和運行成本達(dá)到對燒結(jié)煙氣綜合治理的目的。

1.2 組織行業(yè)力量，深入調(diào)研，進(jìn)行研討、完善、提高；加大投入，組織攻關(guān)，形成產(chǎn)業(yè)化示范工程，供企業(yè)選用。

1.3 在發(fā)展低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)過程中有所為，培育形成新的經(jīng)濟(jì)增長點。

2.國家應(yīng)加大政策和資金支持

2.1 燒結(jié)煙氣多組分有害物綜合治理是行業(yè)的共性關(guān)鍵技術(shù)，行業(yè)應(yīng)該組織申請，國家應(yīng)該安排專項，組織力量系統(tǒng)研發(fā)，集中力量解決關(guān)鍵工藝技術(shù)與裝備。

2.2 據(jù)初步統(tǒng)計，脫硫已經(jīng)給企業(yè)增加了5元/噸-30元/噸。礦的生產(chǎn)成本；如果采用SCR工藝脫硝，初步計算將再增加約6元/噸-10元/噸礦的生產(chǎn)成本。建議，類似于國家對電力行業(yè)脫硫電價的補(bǔ)貼政策，對鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣綜合治理項目安排專項資金進(jìn)行補(bǔ)貼，或政策支持，降低企業(yè)成本壓力。