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烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析

基于我国钢铁工业烧结烟气各污染物的排放标准要求和污染控制技术现状,分析国内外典型钢铁烧结烟气多污染物协同控制技术——活性炭吸附工艺、LJS-FGD多污染物协同净化工艺和催化氧化法综合清洁技术等多种技术的主要特点、存在问题,对其技术经济及减排效果进行比较。

在烧结过程中,在高温燃烧条件下,燃料与烧结混合料发生烧结反应而产生SO2、NO、HC1、HF、CO、CO、二嗯英等多种污染物和粉尘等废气,其主要特l生包括烟气量大、温度波动大、粉尘浓度高、气体腐蚀性高、二氧化硫排放量大等。2012年国家环保部颁布实施了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》,严格要求污染物排放标准。因此,对烧结烟气进行脱硫脱硝处理势在必行。

1烧结烟气 脱硫脱硝处理的现状

我国烧结烟气脱硫早在2004年由广州钢铁厂在24m烧结厂初步实施,于2007年实施。据环保部统计数据,至2014年,全国烧结机脱硫设施共有526台(见表1),已有脱硫设施的烧结机面积达8.7万m,占烧结机面积的63%。从公布的清单分析,干法、半干法占17%,湿法占87%。除部分已建的干法(活性炭法)烧结脱硫脱硝一体化处理设施外,烧结机烟气脱硫脱硝的实例较少。

《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)自2015年10月1日起执行第二时段的排放标准,规定了NOx和二嗯英的排放限值要求,严格要求sO:、颗粒物和氟化物的排放,而现有的烧结烟气脱硫设施无法满足新的排放标准,因此实现烧结烟气多污染物协同处置和一体化处理势在必行。

2烧结烟气脱硫脱硝的分析

目前,对烧结烟气的污染处理主要以脱硫为主。尤其新标准的实施对烟气处理提出了更严格的要求,尤其是对于已建的脱硫设施,由于技术、用地、建设和运行成本等因素的限制,直接导致烟气处理系统变得复杂和处理成本增加。因此,应针对项目建设特点,对新建烧结机、已建成的脱硫设施区别对待,综合考虑一种一体化的处理技术。

由于现有的烧结烟气脱硫工艺主要集中于传统的干法、半干法、湿法,因此分别选取干法、半干法、湿法脱硫脱硝一体化等技术进行分析对比。

2.1活性炭烟气净化技术

20世纪50年代德国开始研发活性炭吸附工艺,20世纪60年代日本也开始研发圆。目前,国内外大型钢铁企业在烧结烟气脱硫脱硝中已取得多项工程应用,包括新日铁名古屋制铁所烧结机(1987年8月投运)、浦项钢铁(POSCO)烧结机(20o4年投运)等。太钢从日本住友株式会社引进相关技术应用于3号、4号烧结机,于2010年建成涪l生炭烟气处理设施。其反应原理包括以下几方面:

1)烧结机排出的烟气经除尘器除尘后,由主风机排出。烟气中的sO:、H:0与0:在排烟温度为120—150℃时,被活性炭吸附富集,然后被催化转化为吸附态的SO。,之后和吸附态的H:0结合生成吸附态的H2SO4。

2)当SO的出口浓度达到排放标准后,将活性焦移动至再生器,在温度达到450oC左右时按照反应式解吸出浓度在20%一25%之间的高浓SO2气体。这种SO气源可以根据市场需求用作生产硫酸、硫磺、硫铵盐、液态SO等硫化工原料。

3)脱硝反应被称之为选择性催化还原(SCR)反应,在活性焦催化作用下将NOx(包括NO、NO2等)和NH4转化为无害的N2和H2O,达到脱除NOx的目的。


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