王燕

摘 要：燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)在現(xiàn)代社會中的使用較為純熟，主要用在鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)過程中，是維護(hù)環(huán)境關(guān)鍵手段。燒結(jié)是鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)時(shí)所生成二氧化氮（NO2）與二氧化硫（SO2）消耗的主要途徑，隨著近些年國家對環(huán)境保護(hù)問題的愈發(fā)重視，各種為減少必要生產(chǎn)情況下產(chǎn)生的工業(yè)排放污染的整治手段層出不窮，對燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的技術(shù)工藝研究變得愈發(fā)快速，而且未來仍會將生產(chǎn)污染凈化技術(shù)的研究作為發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)煙氣;活性炭吸附;脫硫脫硝

0 引言

經(jīng)統(tǒng)一調(diào)查國內(nèi)三百多個(gè)城市可見，有75%左右城市的空氣污染指數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)，空氣重度污染?？諝赓|(zhì)量嚴(yán)重不佳時(shí)一整月的城市占據(jù)9.4%左右，其污染城市主要涉及山西、北京、河南等城市。按照空氣質(zhì)量檢測可見空氣中二氧化硫濃度范圍約3-80μg/m3，且每個(gè)城市的空氣污染持續(xù)天數(shù)正在逐漸延長。由社會資料統(tǒng)計(jì)可見，空氣污染狀況嚴(yán)重的城市大多分布于京津冀或臨近城市中。為此國家推出的環(huán)境保護(hù)法主要使用于以上城市，解決二氧化硫污染排放源頭（火電行業(yè)），進(jìn)而使用脫硫技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，且使用效果穩(wěn)定。

1 燒結(jié)煙氣的發(fā)生特點(diǎn)與管理現(xiàn)狀

1.1 燒結(jié)煙氣技術(shù)的發(fā)生特性

燒結(jié)是一種加工方法，主要針對高爐冶煉過程中提供精料。燒結(jié)工廠將收集來的熔劑、燃料、精礦、包含鐵質(zhì)物質(zhì)的生產(chǎn)廢物、礦粉等原料，按照燒結(jié)過程中一定比例展開材料配置工作，混合加水形成制粒后啟動燒結(jié)機(jī)，將原料鋪放在上面進(jìn)行燃燒抽風(fēng)燒結(jié)，繼而得到達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)燒結(jié)料。通常形成燒結(jié)料所使用的原材料中會包含鐵礦石，而其中會含有一定量的硫化物與氮化物，且在進(jìn)行燒結(jié)工作時(shí)會以單質(zhì)與化合物的不同方式存在，繼而氮和硫會與空氣中的氧氣產(chǎn)生反應(yīng)，而后以氣態(tài)氧化物的模式從而釋放出來[1]。所以燒結(jié)后產(chǎn)生的煙氣會存有大量二氧化硫與二氧化氮物質(zhì)，對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)性影響。

燒結(jié)的煙氣與其他造成環(huán)境污染的其他不同之處在于，其煙氣總量非常多，且在運(yùn)作過程中持續(xù)釋放。在所有鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生的二氧化氮含量中占據(jù)半數(shù)之多，二氧化硫總含量占據(jù)70%左右，可見燒結(jié)工作對環(huán)境的污染危害。其次，燒結(jié)工作所產(chǎn)煙氣溫度差異值較大。通常會跟隨工業(yè)生產(chǎn)情況改變，煙氣的溫度浮動約在80度至200度左右。且含濕量很大，因?yàn)樵谥瞥苫旌狭线^程中為了提升其透氣性，會加水做成小球[2]。按照其體積大致估算，制成燒結(jié)原料中約需添加10%左右的水分，達(dá)到15%左右的含氧量繼而燒結(jié)煙氣的濕度明顯。而后，燒結(jié)煙氣會增加SO2（二氧化硫）的總排放量且則增加其濃度。原混合料在燒結(jié)過程中會消除其中80%左右的硫，但是在燒結(jié)初始便可見排放量為每噸7kg左右。而且不同的原料含硫量差異性較大，煙氣中二氧化硫濃度通常為每立方米800mg-1500mg，最高可達(dá)到每立方米3000mg-5000mg，和水分子接觸后會形成稀酸，影響大氣污染嚴(yán)重且金屬部件會持續(xù)遭受腐蝕。

1.2 燒結(jié)煙氣的處理情況

近十年國內(nèi)鋼鐵行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展效果明顯，產(chǎn)品需求量加大的情況下燒結(jié)礦工作產(chǎn)量也有了大幅度提升，因此便造成工業(yè)污染物排放量超標(biāo)，形成環(huán)境污染，對于燒結(jié)工廠環(huán)境保護(hù)工作難度也在提升。近些年國家對于燒結(jié)煙塵污染方面提出了除塵策略，但是由于煙氣脫硫技術(shù)在初步發(fā)展階段，因此對于二惡英（1，4-二氧雜環(huán)己二烯）與二氧化氮的脫除效果不佳，國內(nèi)也正在致力于提升活性炭吸附技術(shù)的推進(jìn)。

2 燒結(jié)煙氣活性炭吸附脫硫脫硝研究

2.1 活性炭的氣體吸附作用機(jī)制

對于污染物的控制國內(nèi)外仍舊在沿用單一控制手段，因綜合性的控制技術(shù)融合手段成本價(jià)值過于昂貴，因此可嘗試使用活性炭來達(dá)到污染物吸附作用。因?yàn)榛钚蕴康慕Y(jié)構(gòu)為孔型，表面基團(tuán)非常多且表面積大，因此承載物質(zhì)時(shí)還原性、負(fù)載性與原位氧氣脫除能力較好，即可當(dāng)做載體又能成為還原劑出現(xiàn)反應(yīng)時(shí)的承載環(huán)境?；钚蕴孔鳛榫哂刑厥庑再|(zhì)的物質(zhì)可以將燒結(jié)煙氣中的主要污染物質(zhì)消除，例如硫、硝等物質(zhì)，還可將其他污染氣體同時(shí)適當(dāng)進(jìn)行脫除。吸附作用主要針對氣體中二氧化硫與二氧化氮在溫度變化下進(jìn)行物理吸附，并且對和它產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)煙氣污染物脫除。若在不影響物理、化學(xué)吸附平衡性可在活性炭吸附中添加氨，能同時(shí)將二氧化硫與二氧化氮從燒結(jié)煙氣中分離出來。

目前在生產(chǎn)線上使用的活性炭通常為圓柱形活性炭（直徑約為9mm），不同于常規(guī)活性炭之處在于，脫硫脫硝活性炭的耐壓性、耐磨性比、硫化物容積大等特點(diǎn)決定了它的吸附效果，而且使用過程中在加熱再生相當(dāng)于再次激活了活性炭，處理煙氣中的二氧化硫與二氧化氮時(shí)，效果會更好。

2.2 活性炭的解吸再生

活性炭吸收硫和煙氣中的污染物過程中，會將反應(yīng)下生成的物質(zhì)存留在活性炭表面中，這樣活性炭在脫硫脫硝時(shí)吸附反應(yīng)就會降低，所以在二氧化硫吸附后應(yīng)將其定期加熱，消除硫酸形成，借此形成循環(huán)利用?；钚蕴康慕馕鲂Чc溫度調(diào)整有直接關(guān)系，但是要防止溫度過高而造成活性炭燃燒。而且要注意活性炭在使用時(shí)應(yīng)勤加更換或是重復(fù)處理利用，以免因?yàn)榛钚蕴康奈叫Ч斐晌⒖锥氯?，使用活性下降且磨損嚴(yán)重。

3 活性炭的改性

活性炭因?yàn)槠洳牧系奶厥庑?，在使用的過程中具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性和可加熱性，針對某些環(huán)境的使用還可發(fā)揮其催化能力，其表面結(jié)構(gòu)為孔隙形式同時(shí)可形成表面化學(xué)反應(yīng)，其承載性能、還原性能非常優(yōu)秀，因此可做活化與改性。這種性質(zhì)可以用在類似于燒結(jié)煙氣的污染物質(zhì)吸附工作中，減少有害氣體對于空氣的污染?？梢允褂盟?、堿交替方式處理活性炭達(dá)到改性處理目的，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過碳酸鈉做改性的活性炭硫容量相比常規(guī)的活性炭脫硫劑使用效果提升了30%左右。而經(jīng)用硝酸對活性炭展開改性后其表面官能團(tuán)直接產(chǎn)生作用，所屬堿性增加因此在進(jìn)行煙氣的脫硫脫硝過程中效率顯著提升。

目前國內(nèi)針對燒結(jié)煙氣使用活性炭進(jìn)行脫硫脫硝工作的鋼鐵企業(yè)不多，而配備的燒結(jié)工序幾乎大同小異，故而可針對使用工序的常見類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，觀察燒結(jié)煙氣對于空氣污染所能達(dá)到的凈化指標(biāo)。

4 結(jié)束語

工業(yè)技術(shù)在持續(xù)發(fā)展且逐漸運(yùn)用到生產(chǎn)中，使得國內(nèi)物資生產(chǎn)量與效率飛速提升，國內(nèi)生產(chǎn)力量提升帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境問題也隨之而來。工業(yè)生產(chǎn)造成廢棄污染物生成量顯著提升而造成的環(huán)境問題一直是社會關(guān)注的話題，要解決環(huán)境污染明顯問題首先便要從源頭控制，減少工業(yè)污染源頭出現(xiàn)或生成。針對燒結(jié)煙氣環(huán)節(jié)提出對應(yīng)解決技術(shù)，相比做事后修補(bǔ)工作而言更具前瞻性，減少做“亡羊補(bǔ)牢”低效率工作。依照國家環(huán)保局發(fā)布的環(huán)境狀況公示結(jié)果來看，我國近些年的綠色環(huán)境保護(hù)情況相比前些年較好，環(huán)境問題有所改善，但工業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染情況仍舊存在。因此可妥善利用活性炭技術(shù)同時(shí)處理燒結(jié)煙氣中SO2與NO2等多項(xiàng)有害物質(zhì)，同樣也可適當(dāng)去除煙氣中的二惡英（1，4-二氧雜環(huán)己二烯）或是金屬有毒物質(zhì)，針對活性炭的使用、運(yùn)行成本控制問題制定解決策略，且仍舊有改善、提升空間。未來針對燒結(jié)煙氣的活性炭脫硫脫硝工作，應(yīng)以進(jìn)一步提升工作效率為主，提升副產(chǎn)物的價(jià)值，達(dá)成節(jié)約、環(huán)保生產(chǎn)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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