介紹了榮鋼在燒結(jié)煙氣處理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過脫硫、脫硝、濕法靜電除塵一體化對煙氣進(jìn)行處理，最終煙氣中SO2排放<50 mg/Nm3，NOx 排放<160 mg/Nm3，粉塵排放<10 mg/Nm3，實(shí)現(xiàn)了超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。

1 前言

燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后隨臺(tái)車運(yùn)行，在高溫?zé)Y(jié)成型過程中所產(chǎn)生的含塵廢氣。燒結(jié)煙氣的主要特點(diǎn)：燒結(jié)煙氣量大，固體料循環(huán)率高；煙氣溫度較高；煙氣攜帶粉塵多；含有腐蝕性氣體，產(chǎn)生一定量的氯化氫（HCl）、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、氟化氫（HF）等。目前，燒結(jié)廠治理煙氣排放，主要通過燒結(jié)燃燒后的尾氣處理措施，從而減少二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）和粉塵顆粒物的排放量，從而達(dá)到空氣治理的目的。

2?燒結(jié)煙氣排放治理

2.1 脫硫處理

煙氣中硫主要來自含硫鐵料和固體燃料，燒結(jié)脫硫治理主要從兩個(gè)方面入手。一是優(yōu)化配料結(jié)構(gòu)，減少高硫鐵料的配加量，同時(shí)提高固體燃料的質(zhì)量，即降低焦粉和煤粉的含硫量。二是對燒結(jié)燃燒后尾氣增加脫硫設(shè)備，從而進(jìn)行脫硫處理。

鋼鐵行業(yè)中采用最多的脫硫技術(shù)為濕式鎂法。濕式鎂法脫硫技術(shù)成熟，效率高，Mg/S 低，運(yùn)行可靠，操作簡單。但脫硫產(chǎn)物的處理比較麻煩，煙溫降低不利于擴(kuò)散，傳統(tǒng)濕法的工藝復(fù)雜，占地面積和投資較大。

2.1.1 濕式氧化鈣法脫硫

榮鋼集團(tuán)2011 年安裝除塵及煙氣排放在線監(jiān)測設(shè)備，2012 年在230 m2帶式燒結(jié)機(jī)增加脫硫設(shè)備石灰石—石膏濕法，也稱氧化鈣法。

pH 值一般控制在5.5～6.5。氧化鈣法脫硫優(yōu)點(diǎn)：操作方便，脫硫效率達(dá)到90%，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)：高鈣灰質(zhì)量要求較高，氧化鈣（CaO）含量90%以上，-0.074 mm 細(xì)度95%以上。脫硫塔內(nèi)部易結(jié)塊，漿液循環(huán)池起泡沫；副產(chǎn)品石膏不容易處理，且漿液pH 值控制不當(dāng)易形成“酸雨”。視覺上尾氣排放白色蒸汽量大，可隨風(fēng)飄出2 km。

2.1.2 濕式氧化鎂法脫硫

根據(jù)國家出臺(tái)鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了大氣污染物和特別排放限值：顆粒物一般地區(qū)排放限值為50 mg/m3，特別排放限值為40mg/m3；二氧化硫一般地區(qū)排放限值為200 mg/m3，特別排放限值為180 mg/m3；氮化物一般地區(qū)排放限值和特別排放限值均為300 mg/m3。隨著國家對排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，2015 年，榮鋼集團(tuán)將230 m2燒結(jié)鈣法脫硫改造為濕式氧化鎂法脫硫。

濕式氧化鎂法主要有技術(shù)成熟、適用性強(qiáng)、脫硫率高、脫硫劑來源集中等優(yōu)點(diǎn)。生成產(chǎn)物亞硫酸鎂，經(jīng)氧化后生成七水硫酸鎂。七水硫酸鎂送到流化床加熱，在近1 000 ℃時(shí)煅燒生成MgO 循環(huán)利用，SO2可以回收利用；副產(chǎn)品硫酸鎂回收深加工。

濕法氧化鎂法煙氣脫硫的影響因素有3個(gè)：

1）pH 值。SO2負(fù)荷決定于煙氣體積流量和原煙氣的SO2含量。加入的氫氧化鎂流量取決于SO2負(fù)荷與氫氧化鎂和SO2的摩爾比。隨著氫氧化鎂的加入，吸收塔漿液將達(dá)到某一pH 值。脫硫效率隨吸收塔中pH 的升高而提高，吸收劑達(dá)到臨界濃度時(shí)脫硫效率最高。較低的pH 值可以降低堵塞和結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，因此在濕式鎂法煙氣脫硫中，pH 值控制在5.0～5.6 較適宜。

2）液氣比（L/G）。液—?dú)獗瘸Ｓ脕矸从澄談┝颗c吸收氣體量之間的關(guān)系。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，脫硫率隨L/G 的增加而增加，特別是在L/G 較低的時(shí)候，其影響更加顯著。在實(shí)際運(yùn)行中，對反應(yīng)強(qiáng)的氧化鎂，可適當(dāng)降低液氣比來克服其不利的影響。

3）鎂硫比（Mg/S）。鎂硫比是指脫硫塔內(nèi)煙氣

提供的脫硫劑所含鎂的摩爾數(shù)與煙氣中所含SO2摩爾數(shù)的比例。鎂硫比相當(dāng)于洗滌每摩爾SO2所用的氧化鎂的摩爾數(shù)。鎂硫比高將有利于氫氧化鎂與SO2的反應(yīng)，提高煙氣脫硫效率。但鎂硫比大，則鎂的利用率下降，浪費(fèi)了吸收劑。

通過230 m2燒結(jié)煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)口SO2濃度776 mg/Nm3，出口SO2濃度23.5 mg/Nm3，脫硫效率可達(dá)到97%，比鈣法提高7%左右，SO2排放均值23.5 mg/Nm3，遠(yuǎn)低于200 mg/Nm3國家排放限值。

2.2 脫硝處理

燒結(jié)煙氣的NOx中95%為NO，NO 難溶于水，而高價(jià)態(tài)的NO2、N2O5可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，從而可與后期的SO2同時(shí)吸收，達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的目的。

因此目前鋼鐵行業(yè)在線檢測氮氧化物主要是NO，榮程燒結(jié)廠于2015 年7 月進(jìn)行脫硝設(shè)備投運(yùn)，采用臭氧法，通過O3將NO 氧化成NO2，然后通過堿液吸收生成硝酸鹽，從而脫除煙氣中NOx。影響臭氧脫硝的主要因素：摩爾比（O3/NO）、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、吸收液性質(zhì)等，這些因素對脫硝效率有不同程度的影響。

230 m2燒結(jié)機(jī)脫硝項(xiàng)目正式投入運(yùn)行以來，經(jīng)煙氣檢測，脫硝效率達(dá)到53%以上，出口煙氣NOx的排放濃度降到160 mg/Nm3以下，最低達(dá)到95 mg/Nm3，遠(yuǎn)低于300 mg/Nm3的國家排放限值，年減少NOx排放約550 t。

2.3 粉塵顆粒物的治理

2.3.1 機(jī)頭靜電除塵器升級(jí)改造

針對機(jī)頭電除塵極板的粘灰現(xiàn)象，重點(diǎn)對機(jī)頭靜電除塵做了多次升級(jí)改造。對二、三、四電場更改極板、極線材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，增重振打錘，增加振打頻次，減少粉塵排放，同時(shí)對機(jī)頭電除塵灰取樣檢測分析。對機(jī)頭電除塵灰取樣化驗(yàn)成分分析結(jié)果：堿金屬含量相對較高，尤其是鉀和鈉偏高，且Cl 離子偏高。導(dǎo)致除塵灰黏性強(qiáng)，粘著在極板、極線上，因此操作上對電除塵進(jìn)行斷電振打，同時(shí)將電除塵灰外銷處理（一、二電場含堿金屬偏低且品位高，可循環(huán)利用），減少燒結(jié)機(jī)循環(huán)使用量，從而減少堿金屬富集，同時(shí)適當(dāng)增加燒結(jié)機(jī)鋪底料厚度，提高燒結(jié)透氣性，降低燒結(jié)負(fù)壓，電除塵極板極線的附著粘結(jié)物得到有效控制，除塵器出口含塵量明顯減低，出口粉塵排放<40 mg/Nm3。

2.3.2 增加濕法靜電除塵器

2017 年9 月榮程集團(tuán)在230 m2燒結(jié)機(jī)的脫硫裝置后投運(yùn)濕法靜電除塵器，對經(jīng)過四電場干法電除塵和脫硫脫硝之后的煙氣進(jìn)行二次除塵，從而實(shí)現(xiàn)超低標(biāo)準(zhǔn)排放。濕法電除塵器采用水沖刷集塵極表面來進(jìn)行清灰，可有效收集PM 2.5 以下粉塵、SO3酸霧、氣溶膠等微細(xì)顆粒物。

濕電除塵投運(yùn)后，檢測煙氣進(jìn)口粉塵濃度76.16 mg/Nm3，出口6.55 mg/Nm3，除塵效率91.4%。

處理后的粉塵含量降低到10 mg/Nm3以下，遠(yuǎn)低于國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目投入運(yùn)行后，煙氣問題得到了徹底解決，每年減少煙塵排放約166 t，進(jìn)一步促進(jìn)了區(qū)域空氣質(zhì)量的提升和改善。

2.4 生產(chǎn)過程控制

2.4.1 原料結(jié)構(gòu)控制

減少或停用高硫鐵料，如伊朗鐵粉降低鐵料中含硫量，伊朗鐵粉化學(xué)成分見表1。

2.4.2 固體燃料控制

提高固體燃料的采購標(biāo)準(zhǔn)，降低硫分，控制在1%以內(nèi)，從而降低燃燒過程中釋放的SO2，減少燒結(jié)煙氣的含硫量。降低煤粉揮發(fā)分，從而降低氮氧化物含量。在原料結(jié)構(gòu)不變的前提下，通過對不同揮發(fā)分的無煙末煤實(shí)驗(yàn)得出，燃料中揮發(fā)分直接影響氮氧化物含量，且隨著揮發(fā)分的升高而升高。

2.4.3 溫度控制

通過對燒結(jié)煙道溫度的控制，可少量控制氮氧化物含量。實(shí)踐表明，在同等原料結(jié)構(gòu)下，當(dāng)煙道溫度控制在145～155 ℃時(shí)，氮氧化物含量最低。

生產(chǎn)中一般控制在140～160 ℃。因脫硫設(shè)備進(jìn)口溫度要求，控制在180 ℃以下，煙氣經(jīng)過主抽風(fēng)機(jī)后還會(huì)上升，因此超過165 ℃以上沒有嘗試。不同的燒結(jié)機(jī)對煙道溫度的控制標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。影響煙道溫度的因素很多，如燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率、燒結(jié)的透氣性、配料方案及測溫點(diǎn)位置等，需要實(shí)踐摸索找出最佳區(qū)間。

3 結(jié)語

脫硫、脫硝、濕法靜電除塵器的一體化上線，可以滿足目前國家環(huán)保政策要求。隨著國家環(huán)保要求的提高，限排放越來越嚴(yán)格，目前行業(yè)在線檢測氮氧化物主要是NO。隨著煙氣檢測設(shè)備的升級(jí)，未來檢測的有害氣體的種類也將越來越多，如NO2、二噁英、HCl 等，同時(shí)高質(zhì)量的煤炭資源減少。使用高質(zhì)量的燃料降低煙氣中SO2和氮氧化物，其性價(jià)比不高，從長遠(yuǎn)角度來看，還需要工藝設(shè)備再升級(jí)、先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)等。同時(shí)，增加煙氣消白設(shè)備也勢在必行，對排放的白色煙氣進(jìn)行消白，回收循環(huán)利用。