新形勢下燒結煙氣脫硫脫硝技術的探討

劉海峰

江蘇天立方環保工程有限公司 江蘇 靖江 214500

鋼鐵工業作為我國國民經濟的支柱產業,在促進我國經濟發展的同時,其燒結產出的大量煙氣在大氣中排放了過多二氧化硫、氮氧化物和其他污染粉塵,對環境造成了嚴重的污染。在倡導經濟生態一體化建設下,燒結煙氣脫硫脫銷技術雖然有了一定的進步,在一定程度在減少了重金屬污染物的排放,然而其還存在著一些不足需要去改善。

一、燒結煙氣的概述

燒結,指的是在高溫作用下,將粉狀物體燃燒凝結成固體,主要運用在陶瓷、冶金、鋼鐵等行業。而鋼鐵燒結工藝所燃放出的二氧化硫和氮氧化物是全國排放量占比最大的,因此,當下以鋼鐵燒結工藝為主,對燒結煙氣進行詳細的闡述。

鋼鐵行業燒結是在高溫下,將鐵粉和煤燒結成鋼鐵固體,其燃燒過程產生大量的含有二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、氟化氫、一氧化碳、二氧化碳、二噁英[1]等多種有毒物質和粉塵污染,其中二氧化硫的濃度[1]特別高,會給大氣帶來沉重的污染。燒結煙氣除了會產出多種污染物之外,其煙氣溫度變化大且含濕量大,對大氣生態也會造成不良影響。

二、燒結煙氣脫硫脫硝技術的發展

1、脫硫技術和脫氧技術。燒結煙氣脫硫脫硝,指的是通過一定技術對燒結煙氣中的二氧化硫和氮氧化物進行脫離和除去,從而凈化煙氣,將無污染的煙氣安全地排放到大氣當中去。因此,燒結煙氣脫硫脫硝的工作環節是必不可少的。目前,燒結煙氣的凈化廣泛采取的技術是將煙氣中的污染物一件一件單獨去除,包括二氧化硫和氮氧化物的去除,都是通過脫硫和脫硝[2]兩個獨立的技術進行煙氣凈化。這種被廣泛運用的技術,實際上給煙氣凈化帶來了更高的成本負擔和操作上的負擔。可想而知,我國燒結煙氣凈化的整體工作效率都不高。將脫硫和脫氧技術聯合起來,在凈化中共同作業,是一個有效提高操作程序、減低成本負擔的可行辦法。

2、燒結煙氣脫硫脫銷技術。煙氣脫硫脫硝技術,顧名思義即是聯結脫硫脫硝技術,其工作原理是,在同一系統內同時實現脫硫和脫硝工作。燒結煙氣脫硫脫硝技術主要分為三類,煙氣脫硫和煙氣脫硝[2]的組合技術；利用吸附劑同時脫除二氧化硫和氮氧化物；在現有煙氣脫硫系統改造加上脫硝功能。其同時工作的技術發展很好理解,同時工作,或者將脫硫技術和脫硝技術進行簡單相加。

三、最主要的脫硫脫硝技術

由于傳統煙氣凈化工作將脫硫和脫硝功作業互相獨立,需要兩套工作設備和系統對煙氣進行凈化,因此功效效率不能得到提升的同時操作和管理上也有較大困難。因此,作為當下潮流,脫硫脫硝技術目前已經發展了幾十種可行方式,都能高效地脫除二氧化硫和氮氧化物,以下是目前最主要的脫硫脫氧技術：

1.活性炭纖維煙氣脫硫技術(ACFP)。活性炭纖維煙氣脫硫技術是通過脫硫活性炭纖維[3]的催化作用,經過化學反應可以與二氧化硫進行反應,最后產出硫酸或者硫酸鹽,在有效脫除二氧化碳的同時還能生產出硫酸和硫酸鹽,做到有害物質的二次循環利用,而且活性炭纖維脫硫技術能將煙氣中百分之九十五的二氧化硫轉化為硫酸或者硫酸鹽,其技術應用效率非常高。另外,活性炭可以通過吸附作用將煙氣中的氮氧化物吸收,且其吸附率也很高,能以化學反應和物理作用同一時間做到脫硫脫硝作業。

2.循環流化床脫硫與SCR 脫硝技術相結合。此種技術是將脫硫技術與脫硝技術進行簡單的前后步驟作業,做到脫硫和脫硝共同進行。循環流化床脫硫主要是以循環流化床原理為基礎,以干性石灰粉作為吸收劑,對石灰粉進行對此在循環,延長吸收劑與煙氣的作用時間,提高石灰粉與煙氣中二氧化硫的反應,加強對二氧化硫的吸收,從而促進吸收劑高效地脫除煙氣中的二氧化硫。同時,在脫硫后結合SCR脫硝技術將煙氣中的排除的固體進行再循環處理[3],能夠高效地去除氮氧化物。因此,這種將脫硫技術與脫硝技術相結合的方式,能夠有效脫除氣體中的有害物質的同時,還能促進資源的再生利用。

3.電子束輻射法煙氣脫硫脫硝技術。電子束輻射法煙氣脫硫脫硝技術是一種新型研發的脫硫脫硝技術。將煙氣和氨氣按照一定配比放入反應器中,煙氣受高能電子束照射后,促成其中氮氣與空氣進行反應,將煙氣中的二氧化硫、氮氧化物轉變成硫酸和硝酸,并與先前準備氨氣進行化學反應,最后聲場硝酸銨和硫酸銨。這種脫硫脫硝技術目前得到一定的研究和發展,正在逐步普及到各煙氣處理工藝當中,將會對煙氣凈化產生積極作用。

4.濕法脫硫技術與SCR 脫硝技術相結合。濕法脫硫技術主要是以石膏法或者拋棄法兩種發放對煙氣進行脫除二氧化硫,主要是運用石灰石作為脫硫劑,原理是以化學反應為原理,能夠脫除煙氣中九成的二氧化硫。濕法脫硫技術有一個特點,就是其脫硫工作主要集中在煙氣煙道的末端,脫硫反應的溫度主要保持在50-80℃,而在后面的SCR 脫硝技術中,需要將脫硝作業環境溫度保持在320-450℃[3]之中。因此,在脫硫環節完成之后,需要對煙氣進行加溫后方可進行脫硝處理。

四、結語

綜上所述,雖然煙氣脫硫脫硝技術能夠同時發生,目前世界也研發出了多大60多種的脫硫脫硝技術,各種脫硫脫硝技術都各有千秋,以上四種技術為例,活性炭纖維發煙氣脫硫技術工藝簡單、設變要求不高,并且工程投資不大,因此最適合被廣泛運用到煙氣凈化工程之中；而類似電子束輻射法脫硫脫硝技術這種新型的發展技術卻還未能很大范圍地普及到各工業生產之中,但是其發展前景是可以期待的。