探究鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)

王衛(wèi)紅

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司煉鐵廠，山東濟(jì)南 271104）

0 引言

在我國(guó)社會(huì)現(xiàn)代化程度和工業(yè)化進(jìn)程不斷加快的環(huán)境下，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展水平得到了空前的提升，各種新技術(shù)、新思想的運(yùn)用，使鋼鐵行業(yè)的制造質(zhì)量和效果得到了有效提升。但在鋼鐵生產(chǎn)制造過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢棄煙氣，這些煙氣中含有大量的硫、硝等物質(zhì)，不僅對(duì)人們的身體會(huì)造成不同程度的影響，而且還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。因此，鋼鐵行業(yè)必須對(duì)現(xiàn)有的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行深入研究和全面改革，將各種有效措施結(jié)合其中，使鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)具有較高的綜合治理能力，滿足我國(guó)環(huán)保發(fā)展的需求和國(guó)際煙氣治理技術(shù)要求。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性，使之符合我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的特點(diǎn)。從而使燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)具有的作用和價(jià)值充分發(fā)揮出來，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)綜合能力的全面提升。

1 活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)

根據(jù)對(duì)我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)展開的大量調(diào)查研究能夠明確了解，根據(jù)具體的情況，將活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)合理運(yùn)用到鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝工作中，能夠在很大程度上將產(chǎn)生的硫和硝進(jìn)行有效清理，進(jìn)一步降低對(duì)環(huán)境造成的污染。在運(yùn)用活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)的過程中需要注意，由于活性焦相比較于活性炭而言，具有較強(qiáng)的綜合性能，不僅抗沖擊力較高、抗磨損能力較強(qiáng)、抗壓性能較強(qiáng)、表面積比較小，而且，能夠?qū)α蚝拖踹M(jìn)行更加充分的脫離，并且在吸附硫和脫硫的過程中，不會(huì)導(dǎo)致硫活性的降低，在對(duì)其進(jìn)行加熱、解吸、再生的過程中，具有的功能還會(huì)有所提升。與此同時(shí)，活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)不但具有較高的經(jīng)濟(jì)適用性，能降低企業(yè)的投資成本，而且使用時(shí)間比較長(zhǎng)，能有效提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)調(diào)查可知，運(yùn)用在活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)中的活性焦一般是以直徑7 mm 左右的圓柱形炭質(zhì)吸附材料為主要原料，并且根據(jù)作用目標(biāo)的不同分成3 個(gè)部分，即吸附、解吸、硫回。當(dāng)鋼鐵廠生產(chǎn)制造產(chǎn)生的有害煙氣排放到移動(dòng)床中設(shè)有活性焦的吸收塔中時(shí)，此時(shí)煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器的加熱，溫度為120～160 ℃，這也是最適合活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)揮作用的溫度范圍，能夠保證脫硫脫硝效果最大化。對(duì)于活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)而言，使用的吸收塔主要分成2 個(gè)部分，在垂直吸收塔內(nèi)，活性炭在重力的作用下，從第二段的頂端位置下降到第一段的低端位置，這是吸收塔的第一部分，在此過程中，煙氣中的SO2被全部脫除。然后，剩余的煙氣進(jìn)入吸收塔的第二部分，此時(shí)，將適合比例的氨氣加入其中，能夠?qū)煔庵写罅康腘Ox全部除去。具體的反應(yīng)化學(xué)方程式為：

在煙氣進(jìn)入吸收塔的第二部分時(shí)，活性焦又會(huì)以SCR 工藝中催化劑的身份存在，當(dāng)溫度達(dá)到100～200 ℃時(shí)，再次向煙氣中加入適量的氨氣，就能將剩余的NOx全部除去，具體的脫硝反應(yīng)化學(xué)方程式為：與此同時(shí)，還會(huì)伴有以下反應(yīng)發(fā)生：

當(dāng)煙氣進(jìn)入再生產(chǎn)階段時(shí)，已經(jīng)處于飽和狀態(tài)的吸附劑被再次輸送到再生器中，并將溫度加熱到400 ℃。此時(shí)，濃縮的SO2氣體就會(huì)在再生器的作用下被解吸出來，并且1 mol 的再生活性焦能夠?qū)? mol 的SO2氣體解吸出來，接著，在循環(huán)操作的作用下，再生后的活性焦又被再次輸送到反應(yīng)器中[1]。

活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)具有眾多的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)溫度環(huán)境在100～200 ℃時(shí)，能夠使脫硫和脫硝工作同時(shí)開展，不僅能使鋼鐵企業(yè)的工作效率得到有效提升，還能為鋼鐵企業(yè)節(jié)省大量的成本投入。活性焦脫硫技術(shù)屬于干法脫硫技術(shù)中的一種，相比較濕法脫硫技術(shù)而言，可以不再需要煙氣再加熱設(shè)備和排水設(shè)備，設(shè)備的占地面積比較小，不容易受到腐蝕，容易對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理。對(duì)脫硝和脫硫工作具有較高的效率，能保證將煙氣中90%以上的硫消除干凈，50%的硝消除干凈。與此同時(shí)，活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)對(duì)煙氣中的重金屬、粉塵等有害物質(zhì)的祛除能力也極強(qiáng)，能夠在消除硫、硝的過程中，將這些有害物質(zhì)一同祛除。活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)中活性焦具有的除塵作用較強(qiáng)，能夠保證經(jīng)過處理的煙氣排放的粉塵濃度始終在10 mg/Nm3以下。除此之外，煙氣經(jīng)過再生產(chǎn)得到的硫酸以及硫磺等可以作為鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)品進(jìn)行銷售，還可以將已經(jīng)使用過的廢氣活性焦作為燃料進(jìn)行再次使用。另外，由于活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)中使用的吸收塔具有穩(wěn)定的壓力損失，能夠保證在正常工作中不會(huì)發(fā)生堵塞問題，因此，運(yùn)行具有較高的可靠性和穩(wěn)定性[2]。

2 循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)

將循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)合理運(yùn)用于鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝工藝，可以在很大程度上將鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的硫和硝進(jìn)行有效清理，進(jìn)一步增強(qiáng)環(huán)境污染問題的解決力度。循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)主要是由控制系統(tǒng)、公用介質(zhì)、灰渣輸送系統(tǒng)、水系統(tǒng)、輸送及循環(huán)系統(tǒng)、吸收劑儲(chǔ)存、煙氣系統(tǒng)等部分組成，對(duì)燒結(jié)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行電除塵，然后在風(fēng)機(jī)的作用下將催化劑加入到煙氣中，使煙氣中大量的NO 轉(zhuǎn)換成NO2，再將被轉(zhuǎn)化的煙氣輸送到脫硫脫硝反應(yīng)塔的底端位置，煙氣經(jīng)過反應(yīng)塔底端位置設(shè)置的一個(gè)文丘里裝置時(shí)，加快流動(dòng)速度。此時(shí)，將生石灰作為吸收劑，在噴射裝置的作用下，噴入到反應(yīng)塔的底端位置，煙氣中的NO2和SO2會(huì)與生石灰發(fā)生反應(yīng)，從而生產(chǎn)大量的Ca（NO2）2、Ca（NO3）2、CaSO3、Ca（OH）2等固體物質(zhì)，這些固體顆粒上升到反應(yīng)塔頂端位置時(shí)，會(huì)再次落回到反應(yīng)塔低端位置，以此類推、反復(fù)循環(huán)，此過程大約經(jīng)歷150 次左右。其中一部分煙氣會(huì)從反應(yīng)塔上方側(cè)面位置排出，由袋式除塵器將這部分煙氣回收。而少量的脫硫脫硝渣在一個(gè)中間倉的作用下，經(jīng)由輸灰系統(tǒng)輸送到渣倉中，最終，煙氣經(jīng)除塵器通過引風(fēng)機(jī)排入煙囪。由于酸性物質(zhì)被脫除，煙氣的酸露點(diǎn)溫度低，排煙溫度高于露點(diǎn)溫度，無需再加熱煙氣。具體的脫硫脫硝反應(yīng)化學(xué)方程式為：

循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)，對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)生的150 ℃以下燒結(jié)煙氣具有較高處理能力，能將煙氣中的硫和硝同時(shí)處理掉。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床脫硫脫硝一體化技術(shù)不僅對(duì)硫的祛除效率可以達(dá)到98%以上，對(duì)硝的祛除效率可以達(dá)到60%以上，而且投資較少、運(yùn)行成本比較低、操作流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)生的副產(chǎn)品容易處理、不會(huì)造成二次污染。目前，已經(jīng)成為我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣主要使用的脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)之一[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，鋼鐵行業(yè)采取的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)，能夠滿足目前國(guó)際對(duì)大氣污染物治理技術(shù)的發(fā)展方向，也是我國(guó)治理環(huán)境煙氣污染的有效工藝之一。因此，為保證鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)能夠有效滿足不斷嚴(yán)格的環(huán)保制度要求，必須結(jié)合實(shí)際情況對(duì)傳統(tǒng)的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，針對(duì)其中存在的問題，找到問題產(chǎn)生的根源，并運(yùn)用有效措施將這些問題逐一解決，研究出一套對(duì)我國(guó)鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有積極促進(jìn)作用的燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)。