鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)探討

文/劉翠翠，江蘇愛(ài)爾沃特環(huán)?？萍加邢薰?/p>

1 前言

鋼鐵生產(chǎn)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著重要的基礎(chǔ)地位，包含了采礦、燒結(jié)、煉鋼、煉鐵等很多內(nèi)容。鋼鐵生產(chǎn)在我國(guó)的“十一五”期間發(fā)展最為迅速，同時(shí)在節(jié)能減排方面做得也非常好，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)大助力。但鋼鐵行業(yè)在不斷發(fā)展的過(guò)程中不僅消耗了大量資源，同時(shí)在燒結(jié)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，每噸的燒結(jié)礦會(huì)排出4000m3左右的高濃度煙氣，煙氣中蘊(yùn)含了大量二氧化硫等會(huì)破壞環(huán)境的物質(zhì)，因此為了保證鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，必須要做好煙氣的處理工作。

2 鋼鐵廠燒結(jié)煙氣

2.1 特點(diǎn)

燒結(jié)煙氣的排出方式共有兩種，第一種來(lái)自燒結(jié)機(jī)頭的抽風(fēng)箱，第二來(lái)自機(jī)尾的礦料處理，這些燒結(jié)煙氣都有著共同的特點(diǎn)，具體有以下幾個(gè)方面：第一是較大的溫度波動(dòng)，通常都會(huì)在150°C左右波動(dòng)，但也有可能出現(xiàn)超過(guò)200°C的劇烈波動(dòng)。第二是水分高，以體積為參考，水分量大約在10%左右。第三是密度大，每立方米干燒結(jié)煙氣的質(zhì)量大約為1.3kg，濕燒結(jié)煙氣大約為1.2kg。第四是構(gòu)成比較復(fù)雜，煙氣中有二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、氧氣你等多種物質(zhì)。第五是具有腐蝕性，煙氣中的二氧化硫和氧化氮等和水分融合會(huì)產(chǎn)生具有腐蝕性的物質(zhì)，很容易腐蝕設(shè)備。第六是擴(kuò)散性，燒結(jié)煙氣非常容易向空氣中擴(kuò)散，進(jìn)而因?yàn)槠渲械挠泻ξ镔|(zhì)而引發(fā)各種環(huán)境問(wèn)題。

2.2 治理難點(diǎn)

火電廠等在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)煙氣，但鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)煙氣比較特殊，如果使用火電廠等行業(yè)的煙氣處理方式無(wú)法獲得良好的處理效果，尤其在脫硫和脫硝技術(shù)上還存在以下的操作難點(diǎn)。第一是鋼鐵生行業(yè)的燒結(jié)煙氣溫度波動(dòng)性強(qiáng)，使用石灰石、SCR等常規(guī)處理方式會(huì)影響實(shí)際的處理效果。第二是燒結(jié)煙氣中氧氣含量比較高，因此無(wú)論是脫硫還脫硝都會(huì)受到很大影響。第三是二氧化硫和氧化氮等物質(zhì)在煙氣中的平均濃度不高，同時(shí)還在不斷變化，導(dǎo)致傳統(tǒng)處理失去了有效參考。第四除了二氧化硫等物質(zhì)，燒結(jié)煙氣中還有很多其他的物質(zhì)，目前很難對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行協(xié)同處理。

3 鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)

3.1 脫硫技術(shù)

燒結(jié)尾氣中的二氧化硫含量特比高，對(duì)這部分二氧化硫進(jìn)行處理目前經(jīng)常使用的方式有吸收控制、吸附控制、使用低硫燃料等三種方式。目前國(guó)際上對(duì)燒結(jié)尾氣進(jìn)行脫硫處理的方式有十幾種，對(duì)這些脫硫的方式進(jìn)行分類可從脫硫產(chǎn)物的形態(tài)出發(fā)，分別為濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫。在實(shí)際的脫硫處理中，濕法脫硫的石灰石脫硫和氨法脫硫的應(yīng)用最為廣泛，將這些處理方式應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的有歌山燒結(jié)廠、千葉燒結(jié)廠等，這些燒結(jié)廠95%以上的煙氣脫硫處理都使用了石灰石。具體的過(guò)程是配制濃度為10左右的碳酸鈣溶劑或者是濃度為12%左右的氫氧化鈣溶劑，然后將溶劑通過(guò)噴淋塔對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋，從而提升煙氣的濕度，最后再使用石灰石等物質(zhì)吸收煙氣中的二氧化硫，在處理完畢后還會(huì)出現(xiàn)石膏等附屬物，可以回收再利用。除了石灰石，氨法脫硫在實(shí)際脫硫處理中也比較常見(jiàn)，比如日本的京濱制鐵，其在煙氣脫硫過(guò)程中使用的為焦化氨水，這種吸收劑對(duì)煙氣中二氧化硫的吸收作用非常明顯，并且在吸收過(guò)后會(huì)出現(xiàn)反映而得到亞硫酸銨或者硫酸銨等附屬物，這些附屬物可以用在造紙或制造化肥等領(lǐng)域，從而令煙氣中的有害物質(zhì)得到了充分利用。我國(guó)對(duì)這種煙氣脫硫的方式非常重視，在2007年柳鋼第一次使用了這種方式進(jìn)行燒結(jié)煙氣脫硫，并逐推廣到了其他的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，通過(guò)回收煙氣處理過(guò)程中的附屬物，明顯降低了鋼鐵生產(chǎn)的成本。但使用這種方式需要重視一點(diǎn)，那就是必須重視氨水供給以及脫硫消耗的平衡。

3.2 脫硝技術(shù)

氧化氮對(duì)空氣的污染性比較嚴(yán)重，很多發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開(kāi)始研究相應(yīng)的處理辦法，因此在剛鐵生產(chǎn)過(guò)程中氧化氮的處理技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。日本和一些歐洲的發(fā)達(dá)在此項(xiàng)領(lǐng)域具有代表性，都使用了催化還原的方式處理氧化氮，并且實(shí)際的處理效果也非常明顯，幾乎能夠去除煙氣中70%的氧化氮。后來(lái)美國(guó)對(duì)這種技術(shù)做了改進(jìn)，在氧化氮的處理中使用了非催化還原的方式，使去除率提升到了80%。這種處理方式讓氧化氮的處理效率得到了再一次提升。

3.3 脫硫脫硝一體化

一體化脫硫脫硝技術(shù)也有干法和濕法的區(qū)別，其中的干法一體化技術(shù)主要有電子照射和活性焦吸附兩種，濕法一體化技術(shù)主要有液體吸收和液膜兩種，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都對(duì)干法一體化技術(shù)比較重視，因此本次主要對(duì)干法一體化進(jìn)行介紹。首先是電子照射，這種技術(shù)最早在上世紀(jì)70年代由日本提出，我國(guó)在80年對(duì)開(kāi)始進(jìn)行研究，我國(guó)目前有一套每小時(shí)煙氣處理量為12000m3試驗(yàn)裝置，其建設(shè)單位為工程物理研究院。其次是活性焦吸附，這種技術(shù)最早由德國(guó)提出，其具體方式為令承載吸附劑的裝置在煙氣塔中緩慢的上下移動(dòng)，當(dāng)裝置穿過(guò)煙氣的時(shí)候吸附劑就會(huì)吸附煙氣中的二氧化硫和氧化氮，二氧化硫會(huì)因此和氧氣反映而生成三氧化硫，三氧化硫會(huì)和水反映變成硫酸并儲(chǔ)存在吸附中。吸附劑會(huì)率先吸收二氧化硫，當(dāng)吸收完畢時(shí)才開(kāi)始脫硝，此時(shí)需要向煙氣塔內(nèi)輸送氨氣，使氨氣和吸附劑中的氧化氮反映生成無(wú)害的氮?dú)?。?dāng)吸附劑無(wú)法再吸收任何物質(zhì)的時(shí)候可通過(guò)卸料器送到再生塔，從而實(shí)現(xiàn)吸附劑的重復(fù)使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，為了對(duì)環(huán)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也為了保證鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，本文對(duì)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中燒結(jié)煙氣的脫硫和脫硝處理做了簡(jiǎn)單介紹，希望對(duì)我國(guó)的相關(guān)處理有一定參考價(jià)值。