隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，一方面促進了國民經(jīng)濟的增長，另一方面也造成生態(tài)環(huán)境污染、產(chǎn)能過剩等問題。2018年政府工作報告提出“推動鋼鐵等行業(yè)超低排放改造”任務要求，打贏藍天保衛(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(征求意見稿)》，明確“燒結機頭煙氣、球團焙燒煙氣在基準含氧量16%條件下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時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、氮氧化物小時均值排放濃度分別不高于10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3”。實施鋼鐵企業(yè)超低排放改造，對推動鋼鐵工業(yè)轉型升級、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、化解鋼鐵行業(yè)過剩產(chǎn)能具有重要意義。

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

1燒結煙氣污染物的產(chǎn)生及排放情況

燒結是鋼鐵聯(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原料加以綜合利用。從總體上看，燒結煙氣比燃煤鍋爐的煙氣成分更復雜，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

燒結機頭煙氣中粉塵濃度可達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。若不對其進行處理，對后續(xù)煙氣處理工藝將產(chǎn)生嚴重影響。

1.2二氧化硫

燒結原燃料中的S元素在燒結過程中形成SO2，燒結煙氣中SO2濃度因原料種類、配比、鋪料方式、工況等差異波動較大。中國大部分地區(qū)燒結煙氣中SO2濃度在500～2000mg/m3，脫硫裝置脫硫效率達到90%即可滿足排放標準。但是，在燒結原料S含量偏高的地區(qū)，燒結煙氣中SO2濃度最高可達到6000mg/m3，這對脫硫裝置的脫硫效率和工況適應能力提出了較高要求。

1.3氮氧化物

燒結煙氣中的NOX主要來源于固體燃料燃燒和高溫反應，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淺析

2.1 SCR聯(lián)合脫硫脫硝技術

選擇性催化還原技術(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，從而達到去除NOx的目的。反應方程式如下:

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

目前，國內(nèi)已經(jīng)有燒結機采用低溫SCR技術實現(xiàn)了在280℃下80%以上的脫硝效率。對于采用濕法、半干法脫硫裝置的已建燒結機比較適用，可通過在現(xiàn)有脫硫設施前后增設低溫SCR單元，實現(xiàn)脫硝目的。目前該方法運行成本較高，如何進一步降低催化反應溫度，降低能耗，關系著SCR技術能否在超低排放改造工作中大力發(fā)展?？衫脻穹摿颉敫煞摿?、循環(huán)流化床、活性炭法等聯(lián)合中低溫SCR技術進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

活性炭吸附法技術工藝簡單，占地面積小，是一種可同時去除粉塵、NOx、SO2等多污染物的煙氣凈化技術，且該技術資源化利用率高，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?；钚蕴慷辔廴疚飬f(xié)同處理技術由吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和硫資源化利用系統(tǒng)組成。

煙氣由增壓風機引入吸附塔，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輸送系統(tǒng)送往解析塔，在430℃氮氣氣氛下對活性炭進行加熱解析，產(chǎn)生富含SO2氣體，同時可以分解約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)處理技術工藝流程

目前活性炭法脫硫脫硝除塵一體化技術已在寶鋼三燒得到了成功應用，并能實現(xiàn)粉塵、SO2、NOx排放濃度分別低于10、35、50mg/Nm3，達到了超低排放的標準，但存在一次投資成本偏高的問題。

2.3高效脫硫除塵除霧（塵硫一體化）技術

采用雙氣旋脫硫增效器+多級氣旋除塵除霧器相結合技術，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溫度，從而擴大了有效的吸收空間，有效降低液氣比，減少噴淋層加裝量，降低改造投入費用和運行成本，有效解決了煙氣偏流和煙氣降溫的問題，使得整個吸收系統(tǒng)運行更加穩(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、凝結液滴和塵顆粒組成，當這部分煙氣進入多級氣旋高效除塵除霧器時，氣旋板使脫硫凈煙氣在氣旋筒內(nèi)高速旋轉，在氣旋器上方形成氣液兩相的劇烈旋轉和擾動，從而使得凈煙氣中的細小液滴、細微粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物互相碰撞團聚成大液滴。

在氣旋板的作用下，脫硫凈煙氣向外做離心運動，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，從而達到去除微小顆粒物和高效除塵除霧的目的。該技術對煙氣污染物含量和負荷波動適應性強，負荷30%～100%均可穩(wěn)定運行。系統(tǒng)整體工程量小、簡單易行、可靠性高。到目前為止，采用該技術運行的脫硫裝置可實現(xiàn)穩(wěn)定脫硫效率99%以上，除塵效率超過70%，完全實現(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)運行穩(wěn)定、可靠性高。

3結論

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

2)加強對脫硫脫硝超低排放技術的研究與實際應用具有很重要的意義，通過對反應條件的不斷優(yōu)化，加快鋼鐵企業(yè)燒結煙氣的超低排放改造步伐，實現(xiàn)環(huán)保提標改造。

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)粉塵預荷電布袋除塵可實現(xiàn)粉塵的超低排放，適用于新項目和環(huán)保提標改造，應用前景廣闊。

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)量關鍵技術，淘汰落后設備與技術，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，推進資源綜合利用，將綠色改造升級作為發(fā)展重點。

結語

目前，燒結煙氣中粉塵、SO2控制工藝較成熟，通過提效改造可實現(xiàn)超低排放。隨國家環(huán)保排放標準提高，選擇技術上可行、經(jīng)濟上合理且符合清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排要求的燒結煙氣多污染物協(xié)同控制技術是今后發(fā)展方向。