燒結煙氣脫硫脫硝處理技術的對比探究

楊鳳嶺

山東國舜建設集團有限公司 山東 濟南 250000

工業是促進經濟高速發展的重要行業，工業的發展需要大量的能源，再加上我國城市化進程不斷深化，導致大量能源被消耗，特別是鋼鐵工業的發展，排放出大量二氧化硫和氮氧化物，它們對我國大氣環境、生態環境和氣候都造成了極大的影響，同時也嚴重影響到我國居民的生命健康，前些年，我國北方出現灰霾天氣就是大氣污染的真實反映。而二氧化硫和氮氧化物大多來源于鋼鐵生產，因此，要控制好二氧化硫和氮氧化物的排放，就必須對燒結煙氣進行深度治理。

一、燒結煙氣的概述

在燒結機生產過程中，燒結機對鐵礦粉進行高溫燒結過程中，會產生高溫燒結煙氣。鐵礦粉以及配料在燒結過程中發生一系列非常復雜多變的化學反應，會大量生成一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、二噁英、二氧化碳、粉塵等大氣污染物。燒結煙氣的特征有如下幾個方面:

(一)它們都是在高溫作業狀態下產生的，因此，它們本身存在非常高的溫度，溫度一般在一百二十至一百八十度之間。

(二)在燒結過程中，一噸原材料大約產生四千至六千立方米的煙氣，而且在燒結過程中，煙氣量存在較大的波動，幅度占比也高，大約有百分之四十的幅度[1]。

(三)其中燒結過程礦石成分會不斷變化，而二氧化硫的濃度也隨之變化，因此二氧化硫的濃度存在較大的變化，其排放濃度大約在400-5000mg/Nm3的區間內。

(四)在鐵礦粉燒結前，會將一定份量的水摻入到混合料中，以此提高料層的透氣性，煙氣的濕度高、含氧量高，其含氧量在百分之十五至百分之十八之間。

(五)在燒結過程中，燒結料在燒結機頭卸料過程中會產生大量粉塵隨同煙氣一起排放；因此，煙氣中含有大量的粉塵，并且粉塵的濃度也非常高。而且煙氣中也含有大量的鐵和相關的化合物，還可能有少部分的重金屬存在。

(六)煙氣是在高溫作業下產生，其化學性質不穩定，這是因為在燒結過程的原料和工藝有關，原料成分配比和燒結工藝在高溫下的化學反應不穩定，導致煙氣成分容易變化，因此，煙氣中除了二氧化硫、氮氧化物和粉塵，還存在二嗯英和重金屬等物質。并且一旦材料成分和工藝方式變化，燒結煙氣的結構和成分也隨之變化。

二、脫硫脫硝處理技術概述

(一)傳統處理技術。傳統的脫硫脫硝技術注重于燒結煙氣中單項污染物的處理。如石灰石通過處理后變成氨或石膏法，再進行相應處理，則生成硫酸銨，利用氨作為元素的還原劑經過化學反應，生成SCR催化劑，以此來處理煙氣中的氮氧化物。這種方法有其弊端，就是煙氣中的氮氧化物無法利用這種方法直接消除。要先對燒結煙氣作加溫處理，當燒結的溫度符合催化劑的要求時才能夠開展下一步作業[2]。

傳統的脫硫脫硝技術處理流程復雜，這種技術方法要實現脫硫脫硝的效果，必須要用到NH3、溶液脫硫或堿性漿液，但是由于材料間的配合難以高效完成，造成煙氣凈化過程中化學反應非常繁復，大大降低了凈化的效果，而且整體凈化過程需要非常高的成本，成本效益比差。因此，針對傳統脫硫脫硝技術的劣勢，經過加入聯合技術來提高其凈化效率和質量。將傳統技術的單獨凈化變成現時的聯合凈化，將二氧化硫和氮氧化物同時脫離出來，以此保證煙氣的凈化效果。

(二)干法聯合脫硫脫硝技術概述。干法聯合脫硫脫硝技術是多種方法的集合，分別是吸收劑噴射法、固相吸收/再生、高能電子活化氧化法和氣/固催化脫硫脫硝技術。

(1)固體吸附法。通過利用碳質材料的吸附作用，如活性焦炭和活性炭來處理煙氣中的硝和硫，在不存在額外加熱的情況下實現脫硝脫硫，其中脫硝率可達80%，脫硫率達98%。而且整個過程不需要加水，不會制造額外的粉塵，排出的粉塵濃度不超過10mg/m3，并且這種方法不會造成二次污染問題出現。但是這種方法的資金投入大，無法處理高溫產生的問題，而且長時間作業，會造成降低其吸附能力。導致最后成本高。

(2)吸收劑噴射技術。把干粉噴灑到煙道和爐膛，又或者在霧干式洗滌塔內放置尿素和堿，利用相應的技術條件以達到同時脫除氮氧化物和二氧化硫的目的。不過這種技術辦法的效果不太理想，因為在燒結過程中二氧化硫和氮氧化物的情況會影響到凈化效果，如它們之間的含量比、停留時間、吸收劑的粒度和反應溫度都會影響反應的效果，尤其是當二氧化硫處于低濃度狀態時，造成氮氧化物脫除效果差，一般情況下，處理高硫煤煙氣時會用到這種方法[3]。

(3)氣固催法。當燒結的溫度到達三百至五百度時，催化劑會因高溫而活化性降低，以此達到脫除氮氧化物和二氧化硫的效果，相較傳統工藝，這種方法的凈化效果更好，可以達到凈化百分之九十的氮氧化物和大部分的顆粒物。但是這種方法有個劣勢，就是必須高溫才可以實現凈化效果，存在成本大、高能耗、脫硫效果差的問題。從而無法廣泛普及。

(4)電子活化氧化法。充分利用電子束照射的性能，通過陰極發射，利用電場加速的作用，從而將產生的高能電子束輻射到自由基，自由基再和氮氧化物與二氧化硫產生化學反應，變成硝酸和硫酸。然后再將氨氣加入到其中，從而產生新的化合物，以此達到脫硝脫硫的目的。該方法耗電大，成本高。設備資金后期維護成本高。因此，這種方法也不能廣泛普及。

三、濕法聯合脫硫脫硝

該方法利用除塵設備、噴霧干燥塔和石灰漿等材料組成一個凈化機組，通過石灰漿、干燥塔、液體、催化劑等一系列材料之間的化學作用來脫除氮氧化物和二氧化硫。但這種方法凈化效果一般。

四、結語

現今我國越來越重視環保工作，而燒結煙氣中的脫硫脫硝處理技術是有效降低大氣污染的技術方法，企業應該根據自身的實際情況，根據企業的經濟效益、產能情況來決定采取何種凈化技術。通過凈化技術降低燒結煙氣中氮氧化物與二氧化硫，實現除硫除硝除塵的環保效果，減少污染大氣的排放物，以此實現企業與自然環境、國家與自然環境的和諧可持續發展。