類 振 姚紫珊

山東囯舜建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東 濟南 250300

改革開放以來,社會主義現(xiàn)代化的飛速發(fā)展使得鋼鐵行業(yè)的發(fā)展水平有了很大的提升,隨之而來的是發(fā)展帶來的諸多問題,對于鋼鐵企業(yè)來說,最重要的問題莫過于環(huán)境污染的加劇。隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,鋼鐵行業(yè)的市場規(guī)模不斷擴大,燒結(jié)礦料產(chǎn)量增速飛快,很多生產(chǎn)企業(yè)為了節(jié)約成本,使用的燒結(jié)機能源利用率較低,導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中燒結(jié)煙氣二氧化硫的排放量正逐年上升。為了更準(zhǔn)確的控制排放量,滿足可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要,我國對鋼鐵企業(yè)二氧化硫的減排工作也做出了明確要求。落后的機械設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)是當(dāng)前鋼鐵企業(yè)煙氣二氧化硫排放量超標(biāo)的主要原因,而脫硫技術(shù)的廣泛應(yīng)用,正是解決這一問題,提升能源二次利用率的有效手段。本文根據(jù)燃結(jié)煙氣脫硫脫硝的現(xiàn)狀,對鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行深入探析,以期解決現(xiàn)有問題,促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的特點

(一)二氧化硫排放的濃度低,波動的范圍寬。燒結(jié)煙氣中的二氧化硫含量一般是400～1500mg/Nm3,也有的達(dá)到3000mg/Nm3左右。因燒結(jié)工藝參數(shù)變化和原材料來源的不同,原料中的硫的轉(zhuǎn)化率一般是百分之六十至百分之九十,而電廠的燃煤爐二氧化硫轉(zhuǎn)換率是95%,燒結(jié)煙氣中二氧化硫的濃度會受到燃料煤種的影響,一般穩(wěn)定在4000mg/Nm3左右。并且,燃結(jié)煙氣中的二氧化硫濃度也因位置不同而變化,其中中部煙氣二氧化硫的濃度最高,頭部和尾部的煙氣二氧化硫濃度低。

(二)煙氣成分復(fù)雜。燒結(jié)煙氣的煙氣成分十分復(fù)雜,含塵濃度很高,其中有腐蝕性氣體H2S、NOx、SOx等,含水量在百分之十左右,溫度變化也很大,一般在80攝氏度至150攝氏度之間。

(三)煙氣的排放量大。燒結(jié)的過程是一個處在富氧環(huán)境下的過程,完全開放的狀態(tài)下,過量的空氣會穿過料層,然后進(jìn)入風(fēng)箱進(jìn)入廢氣的集氣系統(tǒng)后,經(jīng)過除塵的步驟后排放。這個過程中,我們能判斷出,燒結(jié)機相對于一般的電廠的燃煤窯這樣的封閉式燃燒系統(tǒng)來說,它的煙氣排放量是偏大的。燃煤窯等的封閉式燃燒系統(tǒng)煙氣含氧量3%～5%,而燒結(jié)機頭煙氣的氧氣含量為15%～18%。

二、我國燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的現(xiàn)狀

大規(guī)模的工業(yè)化燒結(jié)煙氣脫硫脫硝要追溯到20世紀(jì)的70 年代。日本是這個行業(yè)里第一個吃螃蟹的國家。在1974年日本就建成世界上首套燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施,隨后美國、德國、法國、澳大利亞等國家陸續(xù)建設(shè)燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施并不斷發(fā)展完善。而我國的燒結(jié)機煙氣治理開始于上世紀(jì)的50年代,最早是從蘇聯(lián)引進(jìn)的噴淋塔除氟脫硫工藝,當(dāng)時的脫硫率僅為百分之三十。

我國的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展到上世紀(jì)末已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,到2010年,我國已投產(chǎn)和在建的燒結(jié)煙氣脫硫裝置已有220 套,總燒結(jié)的面積為1.95萬m2。燒結(jié)煙氣本身的特點要求脫硫的工藝和系統(tǒng)對煙氣有更強的適應(yīng)能力,不能盲目的將電廠的煙氣脫硫脫硝技術(shù)直接的用于燒結(jié)煙氣脫硫脫硝,必須在電廠煙氣脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)之上,根據(jù)燒結(jié)煙氣的具體特點來進(jìn)行工藝上的改進(jìn),具體問題具體分析。

三、燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)分析

(一)活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)?；钚越咕哂辛己玫奈锢硇阅?耐壓、耐磨損。活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)主要是利用活性焦中5到9毫米的圓柱形炭質(zhì)吸附材料來對燒結(jié)煙氣進(jìn)行吸附,去除其中重金屬等污染物,使用活性焦材料,在加熱的溫度狀態(tài)下吸附效果會增加,相比起活性炭,其表面積更小,成功提升脫硫脫硝過程中的吸附功能和整體的處理效果?；诨钚越辜夹g(shù)之上的活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)主要由解析、吸附與硫回收三部分組成。當(dāng)煙氣進(jìn)入充滿活性焦的移動床吸收塔后,燒結(jié)煙氣溫度下降至110～150℃,這種溫度之下能夠獲得良好的脫硫脫硝效果。吸收塔的第一段中,活性焦垂直吸收燒結(jié)煙氣中的污染物之后,會由于重力作用從底部降到底部,下降過程中煙氣中的二氧化硫被吸收,然后水平通過吸收塔第一段進(jìn)入第二段。進(jìn)入第二段后,向燃結(jié)煙氣噴入氨氣,有效除去燃結(jié)煙氣中的氧化氮,進(jìn)入再生階段時,吸附劑已近飽和,會被傳送到再生器中加熱至450攝氏度以上,活性焦會對濃縮的二氧化硫氣體進(jìn)行解析,再生之后的活性焦會通過循環(huán)裝置被傳輸?shù)椒磻?yīng)器中?；钚越姑摿蛎撓跻惑w化技術(shù)有效利用活性焦的先進(jìn)性,降低了燃結(jié)煙氣處理對溫度方面的要求,提高了處理效率。并且這種方法還能獲取高濃度的二氧化硫,將其作為副品銷售,提高經(jīng)濟效益。不過活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)的初期投資較大,成本較高,很多企業(yè)對此望而卻步,因此,此項技術(shù)沒有被廣泛推廣。

(二)半干法脫硫+SCR 脫硝技術(shù)。相比起活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù),半干法脫硫+SCR 脫硝技術(shù)在很多地區(qū)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。這項技術(shù)采用半干法或者濕法的脫硫技術(shù),在脫硝的過程中采用催化還原法的組合方式完成脫硫脫硝。在效果上,半干法脫硫+SCR 脫硝技術(shù)能過有效脫除燒結(jié)煙氣中的氮氧化合物,其脫硝效率達(dá)到85%,并且脫硫的效率也超過95%,能過滿足目前鋼鐵行業(yè)中綠色生產(chǎn)的相關(guān)要求。

半干法脫硫+SCR 脫硝技術(shù)已經(jīng)得到了充分的發(fā)展,效果顯著,可應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣治理。但該技術(shù)在燒結(jié)煙氣中偶爾會出現(xiàn)煙氣的不適宜問題,在實際的應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注這個問題。

(三)循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)。循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)主要由循環(huán)系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)幾方面組成。運用這項技術(shù)處理鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)煙氣,煙氣首先通過電除塵,由風(fēng)機被引入到催化劑中,煙氣中的一氧化氮受催化劑影響會轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?然后進(jìn)入脫硫脫硝反應(yīng)塔的塔底。燒結(jié)煙氣進(jìn)入裝置內(nèi)部之后加速,依靠噴射裝置被均勻的噴射在裝置的底部后進(jìn)入到反應(yīng)裝置中。吸收劑與二氧化硫、二氧化氮反應(yīng)生成一系列的反應(yīng)物并在塔頂回落,形成一個內(nèi)循環(huán),部分體積較小的固體顆粒會隨著煙氣直接反應(yīng)塔上方排至布袋除塵器中。循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)在低溫條件下脫硫脫硝有很大的優(yōu)勢,脫硫效率理想,脫硝效果也達(dá)到了預(yù)期水平,值得推廣。

結(jié)束語

鋼鐵企業(yè)煙氣燒結(jié)的脫硫脫硝已經(jīng)成為整個行業(yè)發(fā)展的重要問題,考慮到企業(yè)自身的投資成本和經(jīng)營的現(xiàn)狀,對于不同的脫硫脫硝技術(shù)要進(jìn)行多方面考慮之后進(jìn)行選擇。根據(jù)企業(yè)的具體要求,科學(xué)的選擇鋼鐵行業(yè)燃結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)綠色生產(chǎn),順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,為節(jié)能減排,促進(jìn)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。