燒結機煙氣超低排放技術

趙文波，李小龍

（江蘇科行環保股份有限公司，江蘇 鹽城 224051）

引言

據統計，我國的鋼鐵產量占世界鋼鐵總產量的50%，鋼鐵生產中會出現大量的煙氣和粉塵，其中燒結機的排放量較大，占鋼鐵企業的40%以上。治理燒結煙氣污染，實現超凈排放，對保護環境具有重要的意義。

1 燒結煙氣特點

燒結是指將粉礦、燃料和熔劑按一定比例混合，利用燃料燃燒，產生少量熔融體，使散料黏結成燒結礦塊的過程。在這一過程中，機頭、機尾、原料、成品系統都會產生大量的含塵氣體、粉塵和SO2、NOx及二英等有害物質，具有煙氣量大、成分復雜及煙氣不穩定等特點。燒結機頭煙氣的含塵量為4～6g/m3，溫度100℃～200℃，粉塵比電阻1011～1013?·cm，負壓大，粉塵顆粒細、比重輕、黏度較大、含濕度高，易形成硫酸露點腐蝕。燒結機尾煙氣的含塵量為15～20g/m3、溫度80℃～160℃，粉塵比電阻1010?.·cm，顆粒較粗糙。

2 燒結煙氣超低排放工藝路線

燒結煙氣超低排放工藝主要采用電除塵器進行預收塵，經過S-SCR脫除煙氣中的NOx及二英，再經過半干法脫硫及布袋除塵技術進行脫硫和超凈除塵，最終達到超低排放的要求。具體工藝路線見下圖。

脫硫和超凈除塵工藝路線圖

3 燒結煙氣除塵技術

燒結煙氣預除塵采用電除塵技術，機頭煙氣由于粉塵比電阻高，不易荷電，應采用起暈電壓低、電暈放電性能好的極線，如RS型芒刺線；末電場采用運行電壓高、電暈電流低、電場強的極線，如螺旋線或管狀芒刺線，可使前級電場內產生大量的自由電子和正離子，使高比電阻粉塵充分荷電，在末級強電場的作用下順利被陰、陽極吸附，達到高效除塵的目的。同時可采用寬極距電除塵器或采用脈沖供電的方式，提高極線的放電性能，增加電場內的自由電子和正離子，使高比電阻粉塵荷電的幾率增加，從而提高除塵器的收塵效率。

燒結機尾煙氣由于粉塵比電阻較低且粉塵顆粒大，易于除塵，但由于煙氣中含有較多的鐵等金屬元素，會導致粉塵比電阻過低，使得粉塵被吸附后過快放電，從收塵極上脫落，重新進入氣流，產生二次揚塵。由于比電阻低的粉塵很容易荷電，陰極線應采用兼具放電性和電暈電流好的BS芒刺線，使粉塵荷電后及時被吸附，同時可采用高電阻率收塵極板及采用導電涂料涂敷收塵極板，使極板本身具有一定比電阻，用以調整粉塵層的比電阻，增加荷電粉塵在極板上的放電時間。

由于高比電阻粉塵或低比電阻粉塵都會引起被吸附的粉塵再次回到煙氣中，因而應適當優化除塵器的振打加速度和振打頻次，如對高比電阻粉塵提高振打加速度和振打頻次，對低比電阻粉塵降低振打加速度和振打頻次。同時對于過高或過低的比電阻粉塵均可采用斷電振打技術，使粉塵有足夠的沉降時間，防止粉塵二次荷電而再次被吸附，影響除塵效率和增加電源的工作負荷。

4 燒結煙氣脫硝技術

脫硝采用在電力行業SCR脫硝技術基礎上發展起來的S-SCR技術，在同一反應器和同一催化劑表面，同時脫硝脫二英，利用氨作為還原劑與煙氣中的NOx反應，生成無害的氮氣和水；二英經過催化劑裂解成CO2、H2O及HCl。SCR脫硝在一定溫度范圍內，反應溫度越高，催化劑的脫硝性能越好。但溫度高于300℃時，二英的分解反應會受到抑制，對脫除二英反應不利，故系統需在約280℃的溫度下進行。

燒結煙氣溫度一般在100℃～200℃，S-SCR反應需要在280℃左右進行，為了節約能源，通常采用換熱與加熱系統聯合加熱方式對燒結煙氣進行再加熱，將脫硝脫二英后的熱煙氣與燒結預凈化煙氣進行氣-氣換熱，對排放的高溫尾氣中的熱量進行回收，再通過加熱系統二次升溫至約280℃。這樣可有效減少能量的浪費，只需補充少量的能源維持系統熱量損失，大大降低了系統的總能耗。該技術將NOx和二英分解后無二次衍生污染物，技術成熟、運行可靠。

5 燒結煙氣脫硫除塵一體技術

脫硫除塵一體凈化系統由旋轉噴霧吸收干燥脫硫塔、布袋除塵器組成。煙氣經脫硫塔底部的分布器進入，脫硫塔結構使煙氣成螺旋狀運動，脫硫劑漿液經高速旋轉的霧化器霧化成極細的霧滴對脫硫塔內煙氣進行噴淋，并與螺旋狀運動的煙氣同向旋轉，煙氣中的SO2在脫硫塔內部與脫硫劑霧滴充分接觸并發生反應，從而脫除煙氣中的SO2。漿液霧滴在塔內很容易黏壁，脫硫塔內煙氣在約0.2s時間內將反應物干燥，脫硫塔設計的大小需保證反應以及反應產物被干燥所需要的時間，避免反應產物黏壁、結垢。

為提高脫硫劑的利用率及對脫硫后的煙氣再除塵，脫硫塔的尾部設有布袋除塵器，將布袋除塵器收集的脫硫灰循環利用，脫硫灰定量加入循環脫硫劑，繼續參與脫硫反應。同時脫硫灰經布袋除塵后會均勻分布到濾袋表面，并與煙氣中剩余的SO2發生反應，進一步提高脫硫效率。

低負荷工況下，脫硫塔內煙氣流速下降，脫硫劑與煙氣不能充分接觸，脫硫效率下降，為保證脫硫效率穩定，設置清潔煙氣再循環裝置和清潔風補償技術，使煙氣負荷在35%～110%變化范圍內，均可保證塔內良好的氣固混合及充分接觸，床層穩定，且塔內不會出現堆積死角。當鍋爐負荷降低至小于設定值時，循環風檔自動打開，脫硫塔入口煙氣量穩定，并保證脫硫塔床層穩定。

6 結語

該技術系統集成與自動化程度高，啟停簡便快捷，是實現鋼鐵企業燒結煙氣脫硫、脫硝、除塵一體化的清潔技術，可大大降低投資與運行費用，同時系統占地面積較小，并具有節水、節能等工藝特性，吸收劑和副產物呈干態，無廢水排放，且系統運行產生的脫硫灰具有商用價值，可作為建筑材料外售，為企業創造一定的價值。