摘要：随着国家的发展越来越好，对大气污染治理的逐步深入，钢铁行业的大气排放治理已经引起了人们足够的重视。其中烧结烟气以其污染物成分复杂、污染物浓度变化大、烟气量波动大和烟气温度波动范围大等特点尤为难以治理。
关键词：烧结烟气；脱硫脱硝；一体化技术；应用
引言
烧结烟气脱硫脱硝一体化方法解决了脱硫脱硝一体化烟气处理、脱硫脱硝组合剂以及脱硫脱硝产物综合利用的技术问题，该处理方法实现了一塔脱除烧结烟气中的多种污染物，可以达到超低排放目标且无废水产生，可以实现脱硫脱硝产物综合利用、零固废排放。
1烧结烟气的排放特征
（1）由于烧结过程是在高温条件下进行的，且其燃料的配比也会随着烧结生产的的需要进行调整，所以其烟气温度的波动相对较大，一般在120～180℃，瞬时温度可达200℃。（2）烧结生产过程中为了提高料层的透气性会在混匀料中加入适当比例的水，正因为如此其烟气中含湿量较高，一般为10%～13%。（3）由于烧结机的漏风率及固体料循环率高的原因，大部分空气并未参与烧结过程而是直接被抽取进入烟气，造成烧结的烟气量较大，每吨矿产生烧结机头烟气约3600～4000m3，其由于其料层厚度的不均匀也造成其气量波动很大，一般为总气量的30%～40%。（4）由于其污染物的浓度也会随着原料矿粉及燃料的配比而发生变化，以SO2为例，其排放一般约在500～1500mg/Nm3之间，有的可以达到3000～5000mg/Nm3。
2工业烟气脱硫脱硝一体化脱除技术简介
2.1湿法烟气同时脱硫脱硝技术进展
（1）氧化吸收法。氧化吸收法是将烟气先通过强氧化性环境，将NO转化为NOx，进而再将NOx与H2O反应生成NO3－，再用碱性溶液吸收。因为将NO转换为NOx的难度较大，因此此类方法氧化剂的选择和制备是研究核心。目前研究较多的氧化剂有HClO3或Na-ClO2、O3、H2O2和KMnO4等，其中因为H2O2无毒无二次污染，所以对其的研究较多。同时试验证明，H2O2与紫外光协同作用时，其脱硫脱硝性能远远好于单一的H2O2氧化。氧化吸收工艺的同时脱除效率较高，一般此方法获得的脱硫效率可到达98%左右，脱硝效率在80%左右。但是因为以上列出的强氧化剂的造价和运输安全等问题的原因，在开发出新型廉价的氧化添加剂之前，该工艺难以推广应用。（2）还原吸收法。还原吸收法是用液相还原剂将NOx还原为N2，目前研究较多的还原剂主要是尿素。对于尿素为还原剂的工艺，国内岑超平等许多专家学者都对此技术进行了研究。其团队研究的方法大致过程是：烟气通过吸收装置并在其中与尿素溶液接触，其中的NOx被还原生成N2，尿素反应生成CO2和H2O，SO2则与尿素反应生成硫酸铵，净化后的烟气可直接排放，反应后的溶液可回收制成硫酸铵化肥。试验证明，当反应温度为60℃，溶液的pH值为5～9，尿素溶液质量浓度为5%～10%，添加剂（H2O2，NaClO2）添加量约为1%时，能够达到最高的脱除效率；其脱硫效率接近100%，脱硝效率能达到50%以上，该工艺的副产品硫铵可用作肥料，不产生二次污染；吸收液的pH值为5～9，在中性附近，腐蚀性小，设备的造价较低；吸收剂尿素和副产品硫铵易运输和储放，并且尿素在吸收反应时不易挥发；工艺流程简单，投资（为常用湿法脱硫设备的1/3）和运行费用有竞争性。（3）络合吸收法。络合吸收法是向溶液中添加络合吸收剂，将烟气中的NO先进行固定而后再进行吸收的工艺。目前研究较多的为Fe（II）EDTA（EDTA，乙二胺四乙酸）络合物脱硫脱硝一体化工艺。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Fe（Ⅱ）EDTA络合吸收法是在碱性溶液中加入亚铁离子形成氨基烃酸亚铁鳌合物，如Fe（EDTA）和Fe（NTA）；这类鳌合物吸收NO形成亚硝酞亚铁鳌合物，配位的NO能够和溶解的SO2和O2反应生成N2，N2O、硫酸盐、各种N-S化合物以及二价铁鳌合物，然后从吸收液中去除，并使二价铁鳌合物还原成亚铁鳌合物而再生；此法虽然在试验中获得60%以上的脱硝率和近100%的脱硫率，但是铁离子易被 溶解氧化，实际操作中需向溶液中加入抗氧剂或还原剂，再加上Fe（EDTA）和Fe（NTA）的再生工艺复杂、成本高，给工业推广带来一定的困难。
2.2干法烟气脱硫脱硝一体化技术进展
（1）烟气循环流化床脱硫脱硝一体化技术（CFB-FGD）。烟气循环流化床工艺将固体流化技术引入烟气脱硫脱硝领域，是近年来的研究热点。其基本原理是采用消石灰作为吸收剂，将含有SO2，NO的烟气从烟气循环流化床反应器的底部进入，向上与塔内经过增湿活化的Ca（OH）2反应，吸收剂与烟气中的SO2发生气液固三相反应，在反应的同时，水分被吸收和蒸发，最终得到干态脱硫产物。经过旋风除尘收集以后，大部分固体返回流化床继续循环。向该体系中加入高活性氧化剂（以湿水形式加入液相脱硝添加剂或以吸收剂形式加入固相脱硝添加剂，在与Ca（OH）2混合后喷入床体），将NO氧化为NOx，而后使得NOx被Ca（OH）2经过三相反应吸收，来达到脱硝的目的，从而实现了SO2和NO的一体化脱除。与传统的石灰石－石膏法脱硫装置相比，CFB-FGD具有系统简单、工程投资和运行费用低、占地面积小等特点。更适于对现有设备的改造，且其具有吸收剂循环利用率高、气固接触时间长、控制灵活、产物无废水等优点；但是CFB-FGD的最大缺点是其脱硫副产物难以被利用，同时该技术的脱硫效率不高，只有90%左右，难以达到湿法FGD的脱硫效率，这给它的推广和应用带来了一定困难。（2）高能电子氧化法。高能电子氧化法包括电子束法（EBA），脉冲电晕等离子体技术（PCDP），流光放电（coronadischar-ges）等离子体技术等，其核心原理基本上都是利用电子加速器或高压脉冲电源或高电位差的流光头来产生强氧化性的自由基•O2、H2O2、•OH等活性物质，进而把烟气中的SO2和NO氧化为SO3和NO2，这些高价的硫氧化物和氮氧化物与水蒸汽反应生成雾状的硫酸和硝酸，并与加入的NH3反应生成硫铵和硝铵，脱硫、脱硝同时完成。尽管一直致力于该工艺的降低电压、降低电耗、减少辐射的研究，但是其高能耗和强辐射一直是其发展的最大瓶颈。（3）固相吸附再生技术。在固相吸附再生技术中，活性炭法研究的较多。活性炭法工艺设置有两个移动床，在一个床中以活性炭吸收SO2，另一个床中用活性炭作为催化剂，加入NH3使NO转变为N2。在烟气中有氧和水蒸气的条件下，脱硫反应在脱硫床中进行，使SO2转变为H2SO4；在脱NO床中加入NH3使NO、NO2转变为N2和水。在再生阶段，饱和态的活性炭被送入再生器中加热到400℃，解吸出SO2气体。再生后的活性炭送回反应器中循环，而浓缩后的SO2或去制备H2SO4，或 在冶金焦炭作还原剂的反应器中被转化为硫元素。活性炭吸附工艺流程简单、投资少、占地面积小，而且能得到副产品硫酸。
结语
目前，烧结烟气的治理处于关键阶段，标准的不断提升也推动着技术的不断完善，但由于烧结烟气污染物种类多、含量大、烟气变化幅度大等特点，给其脱硫脱硝一体化治理造成了相对较大的困难，当下应用较多的技术也存在着不同的问题亟待解决。
参考文献：
[1]王旭.烧结烟气脱硝工艺的探讨[J].资源节约与环保，2019（9）：7-8.
[2]胡松.烧结烟气污染物尾端控制技术概述[J].科技风，2019（3）：7-8.
论文作者:刘胜杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
标签：烟气论文; 尿素论文; 技术论文; 亚铁论文; 溶液论文; 活性炭论文; 还原剂论文; 《基层建设》2019年第31期论文;