隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，一方面促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，另一方面也造成生態(tài)環(huán)境污染、產(chǎn)能過(guò)剩等問(wèn)題。2018年政府工作報(bào)告提出“推動(dòng)鋼鐵等行業(yè)超低排放改造”任務(wù)要求，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，共創(chuàng)綠水青山。生態(tài)環(huán)境部起草了《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案(征求意見(jiàn)稿)》，明確“燒結(jié)機(jī)頭煙氣、球團(tuán)焙燒煙氣在基準(zhǔn)含氧量16%條件下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時(shí)均值排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3：其他污染源顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時(shí)均值排放濃度分別不高于10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3”。實(shí)施鋼鐵企業(yè)超低排放改造，對(duì)推動(dòng)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、化解鋼鐵行業(yè)過(guò)剩產(chǎn)能具有重要意義。

鋼鐵冶煉是高耗能重污染行業(yè)，而燒結(jié)煙氣又是鋼鐵企業(yè)主要排放的大氣污染物，它約占整個(gè)鋼鐵企業(yè)排放總量的50%以上。隨著國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷收緊和“十三五”期間實(shí)行污染物總量控制政策的影響，對(duì)燒結(jié)煙氣的治理將成為鋼鐵企業(yè)的重點(diǎn)工作，而燒結(jié)煙氣治理也必將朝著污染物協(xié)同治理、實(shí)現(xiàn)超低排放的方向轉(zhuǎn)變。

1燒結(jié)煙氣污染物的產(chǎn)生及排放情況

燒結(jié)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的固體廢物處理中心，大部分含鐵廢物，如除塵污泥、除塵灰等都可作為燒結(jié)原料加以綜合利用。從總體上看，燒結(jié)煙氣比燃煤鍋爐的煙氣成分更復(fù)雜，除含有顆粒物、SO2、NOX外，還含有CO、CO2、二噁英、多環(huán)芳烴、重金屬等氣態(tài)污染物。

1.1煙粉塵

燒結(jié)機(jī)頭煙氣中粉塵濃度可達(dá)10g/m3，且粉塵主要為100μm左右的粗顆粒物和PM2.5，組分主要為SO42-、K、Cl-、Ca、Si、Fe、Al、Na等化合物，這些組分主要是礦石原料及燃料中不完全燃燒物質(zhì)造成的。若不對(duì)其進(jìn)行處理，對(duì)后續(xù)煙氣處理工藝將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

1.2二氧化硫

燒結(jié)原燃料中的S元素在燒結(jié)過(guò)程中形成SO2，燒結(jié)煙氣中SO2濃度因原料種類(lèi)、配比、鋪料方式、工況等差異波動(dòng)較大。中國(guó)大部分地區(qū)燒結(jié)煙氣中SO2濃度在500～2000mg/m3，脫硫裝置脫硫效率達(dá)到90%即可滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，在燒結(jié)原料S含量偏高的地區(qū)，燒結(jié)煙氣中SO2濃度最高可達(dá)到6000mg/m3，這對(duì)脫硫裝置的脫硫效率和工況適應(yīng)能力提出了較高要求。

1.3氮氧化物

燒結(jié)煙氣中的NOX主要來(lái)源于固體燃料燃燒和高溫反應(yīng)，大部分為燃料型NOX，約90%由煤粉、焦粉等燃料燃燒產(chǎn)生，NOX排放濃度一般在200～350mg/m3。

2煙氣脫硫脫硝超低排放技術(shù)淺析

2.1 SCR聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是指以氨作為還原劑、釩鎢鈦等為催化劑，將NOx還原成N2和H2O，從而達(dá)到去除NOx的目的。反應(yīng)方程式如下:

SCR脫硝效率可達(dá)到90%以上，在電廠已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)SCR技術(shù)要求煙氣溫度在350℃以上才能完成催化還原反應(yīng)，燒結(jié)、球團(tuán)煙氣溫度大多在100～180℃，因此，降低催化還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度，成為中低溫SCR技術(shù)亟待解決的難題。

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有燒結(jié)機(jī)采用低溫SCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在280℃下80%以上的脫硝效率。對(duì)于采用濕法、半干法脫硫裝置的已建燒結(jié)機(jī)比較適用，可通過(guò)在現(xiàn)有脫硫設(shè)施前后增設(shè)低溫SCR單元，實(shí)現(xiàn)脫硝目的。目前該方法運(yùn)行成本較高，如何進(jìn)一步降低催化反應(yīng)溫度，降低能耗，關(guān)系著SCR技術(shù)能否在超低排放改造工作中大力發(fā)展?？衫脻穹摿?、半干法脫硫、循環(huán)流化床、活性炭法等聯(lián)合中低溫SCR技術(shù)進(jìn)行脫硫脫硝的超低排放處理。

2.2活性炭法多污染物協(xié)同處理技術(shù)

活性炭吸附法技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，是一種可同時(shí)去除粉塵、NOx、SO2等多污染物的煙氣凈化技術(shù)，且該技術(shù)資源化利用率高，副產(chǎn)物為高濃度SO2氣體，可用于制備濃硫酸或其它高附加值的單質(zhì)硫等，具有良好的發(fā)展前景。活性炭多污染物協(xié)同處理技術(shù)由吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和硫資源化利用系統(tǒng)組成。

煙氣由增壓風(fēng)機(jī)引入吸附塔，氨氣在吸附塔入口加入，SO2、NOx、粉塵、二噁英、重金屬等污染物脫除在吸附塔內(nèi)完成。吸收了污染物的的活性炭通過(guò)輸送系統(tǒng)送往解析塔，在430℃氮?dú)鈿夥障聦?duì)活性炭進(jìn)行加熱解析，產(chǎn)生富含SO2氣體，同時(shí)可以分解約70%的二噁英，活性炭經(jīng)篩分后重新利用，篩下物可送往高爐或燒結(jié)作為燃料使用，工藝流程如圖1所示。

圖1 活性炭法多污染物系統(tǒng)處理技術(shù)工藝流程

目前活性炭法脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)已在寶鋼三燒得到了成功應(yīng)用，并能實(shí)現(xiàn)粉塵、SO2、NOx排放濃度分別低于10、35、50mg/Nm3，達(dá)到了超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，但存在一次投資成本偏高的問(wèn)題。

2.3高效脫硫除塵除霧（塵硫一體化）技術(shù)

采用雙氣旋脫硫增效器+多級(jí)氣旋除塵除霧器相結(jié)合技術(shù)，在空塔噴淋吸收塔內(nèi)加裝雙氣旋脫硫增效氣液耦合器，使?jié){液液滴與煙氣充分混合碰撞，煙氣迅速降溫，為上層噴淋層漿液吸收二氧化硫提供最佳反應(yīng)溫度，從而擴(kuò)大了有效的吸收空間，有效降低液氣比，減少?lài)娏軐蛹友b量，降低改造投入費(fèi)用和運(yùn)行成本，有效解決了煙氣偏流和煙氣降溫的問(wèn)題，使得整個(gè)吸收系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠，避免液滴二次破碎霧化產(chǎn)生氣液夾帶造成漿液二次污染的問(wèn)題。

經(jīng)噴淋處理后的脫硫凈煙氣含有大量的霧滴，霧滴由漿液液滴、凝結(jié)液滴和塵顆粒組成，當(dāng)這部分煙氣進(jìn)入多級(jí)氣旋高效除塵除霧器時(shí)，氣旋板使脫硫凈煙氣在氣旋筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，在氣旋器上方形成氣液兩相的劇烈旋轉(zhuǎn)和擾動(dòng)，從而使得凈煙氣中的細(xì)小液滴、細(xì)微粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物互相碰撞團(tuán)聚成大液滴。

在氣旋板的作用下，脫硫凈煙氣向外做離心運(yùn)動(dòng)，聚合形成的大液滴與氣旋筒壁碰撞，被氣旋筒壁表面液膜捕獲，從而達(dá)到去除微小顆粒物和高效除塵除霧的目的。該技術(shù)對(duì)煙氣污染物含量和負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，負(fù)荷30%～100%均可穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)整體工程量小、簡(jiǎn)單易行、可靠性高。到目前為止，采用該技術(shù)運(yùn)行的脫硫裝置可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定脫硫效率99%以上，除塵效率超過(guò)70%，完全實(shí)現(xiàn)了煙塵和SO2超凈排放，徹底消除了“石膏雨”“酸雨”現(xiàn)象，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高。

3結(jié)論

1)脫硫脫硝的超低排放改造尚處起步階段，成功應(yīng)用的案例不多，相比較之下，超低粉塵的改造相對(duì)技術(shù)難度較小。

2)加強(qiáng)對(duì)脫硫脫硝超低排放技術(shù)的研究與實(shí)際應(yīng)用具有很重要的意義，通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的不斷優(yōu)化，加快鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣的超低排放改造步伐，實(shí)現(xiàn)環(huán)保提標(biāo)改造。

3)采用中低溫SCR工藝和活性炭協(xié)同治理工藝等多種工藝聯(lián)合，是NOx超低排放改造的方向之一。

4)粉塵預(yù)荷電布袋除塵可實(shí)現(xiàn)粉塵的超低排放，適用于新項(xiàng)目和環(huán)保提標(biāo)改造，應(yīng)用前景廣闊。

5)建議鋼鐵企業(yè)加大創(chuàng)新投入，優(yōu)化生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)，淘汰落后設(shè)備與技術(shù)，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推進(jìn)資源綜合利用，將綠色改造升級(jí)作為發(fā)展重點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

目前，燒結(jié)煙氣中粉塵、SO2控制工藝較成熟，通過(guò)提效改造可實(shí)現(xiàn)超低排放。隨國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)提高，選擇技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理且符合清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排要求的燒結(jié)煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)是今后發(fā)展方向。