燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫脫硝技術(shù)比較分析

摘要：本文提出了目前常見(jiàn)的兩種燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫脫硝超低排放工藝技術(shù)：CFB脫硫+SCR脫硝工藝和活性焦脫硫脫硝一體化工藝，并對(duì)兩種脫硫脫硝技術(shù)的工藝過(guò)程和工藝特點(diǎn)進(jìn)行了比較和分析。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)頭;脫硫脫硝;CFB脫硫+SCR脫硝工藝;活性焦脫硫脫硝一體化工藝

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.063

Abstract：In this paper， two common ultra-low emission technologies of flue gas desulfurization and denitrification at the head of sintering machine are put forward： CFB desulfurization + SCR denitrification process and active coke desulfurization and denitrification integrated process， and the technological process and characteristics of the two desulfurization and denitrification technologies are compared and analyzed.

Key words：Sintering head;Desulfurization and denitrification;CFB desulfurization + SCR denitrification process;Activated coke desulfurization and denitrification integrated process

目前河北大部分地區(qū)鋼廠對(duì)燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫脫硝超低排放技術(shù)進(jìn)行改造，常見(jiàn)的工藝選擇主要為CFB脫硫+SCR脫硝技術(shù)和活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)兩種工藝，本文對(duì)兩種工藝路線選擇進(jìn)行分析和比較。

1 燒結(jié)工序煙氣特點(diǎn)

由于燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣受燒結(jié)工藝、燒結(jié)原料的成分和配比等影響因素導(dǎo)致高溫?zé)Y(jié)過(guò)程煙氣成分復(fù)雜，且煙氣的含濕量大與含氧量高等特點(diǎn)都會(huì)增加燒結(jié)煙氣的脫硫脫硝難度。

燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣主要有以下特點(diǎn)：煙氣量比較大。每生產(chǎn)1t燒結(jié)礦大約產(chǎn)生1500～6000m3的燒結(jié)煙氣;煙氣溫度變化較大。燒結(jié)煙氣溫度多在120～160℃之間;煙氣含塵量較大;含濕量大，露點(diǎn)較高。煙氣體積含濕量為10%左右，露點(diǎn)溫度為65～100℃;煙氣含氧量高，一般為15%～18%，對(duì)于污染物處理有較大的影響; SO2和NOx濃度變化較大。SO2濃度范圍為300～4000 mg/m3。NOx濃度范圍為150～600 mg/m3;煙氣中含有多種污染物成分，如HCl、HF、CO、二噁英和重金屬等。

2 兩種超低排放工藝比較和分析

2.1 CFB脫硫+SCR脫硝工藝簡(jiǎn)介

2.1.1 工藝過(guò)程

CFB脫硫：燒結(jié)機(jī)原煙氣引出后經(jīng)煙氣管道進(jìn)入CFB脫硫塔，與CFB脫硫塔中消石灰粉接觸發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)后可起到脫硫的作用，干燥后含粉塵煙氣的除塵還可以進(jìn)一步脫硫，煙氣引至回轉(zhuǎn)式GGH（原煙氣段）[1]。

SCR脫硝：在100%負(fù)荷工況下，對(duì)煙氣進(jìn)行升溫至250℃后，再將煙氣補(bǔ)燃加熱至280℃進(jìn)入脫硝SCR反應(yīng)器。在280℃的煙氣溫度下，煙氣中NOx和氨氣進(jìn)行混合后在催化劑的作用下完成預(yù)定的脫硝過(guò)程。脫硝后的凈煙氣再次進(jìn)入GGH。凈煙氣經(jīng)過(guò)GGH（凈煙氣段）后通過(guò)與起始階段的低溫?zé)煔饨佑|，冷卻至100-130℃，最終通過(guò)系統(tǒng)增壓引出排放。

2.1.2 工藝特點(diǎn)

工藝要求：要確保脫硫脫硝裝置能夠在煙氣SO2、NOx排放濃度區(qū)間內(nèi)安全運(yùn)行，脫硝系統(tǒng)在煙溫270℃-350℃區(qū)間內(nèi)安全運(yùn)行，且不能對(duì)燒結(jié)機(jī)負(fù)荷產(chǎn)生沖擊。

工藝適用條件：適合處理煙氣溫度較高、SO2濃度較低的煙氣。

工藝優(yōu)點(diǎn)：①該工藝要求對(duì)燒結(jié)機(jī)負(fù)荷有一定的調(diào)節(jié)和適用空間，因此脫硫劑及脫硝催化劑用量可以適當(dāng)過(guò)量;②CFB脫硫技術(shù)采用循環(huán)流化床理論，可實(shí)現(xiàn)吸收劑與煙氣中的充分接觸，脫硫效率可高達(dá)80%-99%;③脫硫系統(tǒng)不易腐蝕，無(wú)廢水排放;④脫硝產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害;⑤SCR技術(shù)成熟可靠。

工藝缺點(diǎn)：①副產(chǎn)物灰渣以CaSO3成分為主，不穩(wěn)定，容易分解，應(yīng)用價(jià)值有限;②脫硫過(guò)程需引入除塵技術(shù)對(duì)粉塵二次污染物進(jìn)行處理;③脫硝工藝需要加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，增加能耗;④脫硝工藝催化劑會(huì)增加系統(tǒng)阻力，造成壓力損失，從而增加能耗;⑤凈化能力單一。

2.2 活性焦脫硫脫硝一體化工藝簡(jiǎn)介

2.2.1 工藝過(guò)程

活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)：主要由吸收、解吸和硫回收三部分組成。

吸收：吸收塔內(nèi)由上、下兩段組成，活性焦在重力作用下，從上段的頂部下降到下段的底部，煙氣流經(jīng)吸收塔下端時(shí)主要為脫硫工序，煙氣流經(jīng)吸收塔上端時(shí)主要為脫硝工序[2]。脫硫工序是利用活性焦的變溫吸附性能，在低溫時(shí)將氣體中SOx（SO2、SO3）吸附，吸附態(tài)的SO2在煙氣中氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為H2SO4，并被儲(chǔ)存在活性焦孔隙內(nèi)。脫硝工序是在煙氣流經(jīng)上段時(shí)噴入氨，在活性焦催化作用下，氨與NOx（NO、NO2）發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，?shí)現(xiàn)煙氣高效脫硝，活性焦通過(guò)物理吸附作用還可以進(jìn)一步脫除煙氣中低濃度的NOx[3]。

解吸和硫回收工序：吸附飽和的活性焦在解吸塔中采用高溫條件（400℃）進(jìn)行再生，解吸出來(lái)的SOx氣體用高溫離心風(fēng)機(jī)抽出，可以用于生產(chǎn)硫酸或者硫磺等副產(chǎn)物。一般解吸過(guò)程需要氮?dú)獗Ｗo(hù)。

2.2.2 工藝特點(diǎn)

工藝要求：對(duì)吸附溫度條件要求嚴(yán)格。主要是因?yàn)榛钚越沟蜏貢r(shí)，主為物理吸附，吸附量受限，隨著溫度升高，吸附會(huì)轉(zhuǎn)為化學(xué)吸附為主，且吸附效率降低。最佳吸附脫硝溫度為130-150℃。

工藝適用條件：適合處理煙氣成分復(fù)雜的煙氣。

工藝優(yōu)點(diǎn)：①煙氣中的SO2通過(guò)解吸過(guò)程釋放可用于生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸，利用價(jià)值高;②活性焦法由于具有比表面積大，吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可兼具多種污染物的協(xié)同脫除能力，除脫硫脫硝外，兼有去除煙塵、二噁英和重金屬等優(yōu)點(diǎn)[4];③活性焦再生后可以循環(huán)使用，且加熱再生反應(yīng)相當(dāng)于對(duì)活性焦進(jìn)行再次活化，在活性焦再次投入使用時(shí)，吸附和催化活性會(huì)有一定程度的提高;④活性焦除了通過(guò)氨與NOx（NO、NO2）發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)生成氮?dú)夂退畬?shí)現(xiàn)脫硝效果外，活性焦還可以通過(guò)物理吸附脫除煙氣中低濃度的NOx，從而實(shí)現(xiàn)煙氣高效脫硝;⑤該工藝技術(shù)廢氣中SO2可以用于制取硫酸等副產(chǎn)品，破損的活性焦可做燃料。

工藝缺點(diǎn)：①脫硝時(shí)噴射氨會(huì)增加活性焦的粘附力，易造成吸收塔內(nèi)氣體分布不均勻，并對(duì)管道進(jìn)行堵塞腐蝕，且活性焦脫硝效率受活性焦解吸效果影響較大;②投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)高;③控制系統(tǒng)中控制點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)脫硝工藝，控制系統(tǒng)復(fù)雜，易發(fā)生故障進(jìn)而影響效率;④當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)活性焦易被氧化甚至自燃;⑤副產(chǎn)品硫酸具有腐蝕性和危險(xiǎn)性，對(duì)其生產(chǎn)制備過(guò)程設(shè)備的抗腐蝕性、安全控制、人員素質(zhì)等要求較高。

3 結(jié)論

通過(guò)以上對(duì)比分析，兩種超低排放工藝各自具有優(yōu)缺點(diǎn)：（1）CFB脫硫+SCR脫硝工藝系統(tǒng)技術(shù)成熟可靠，具有良好的調(diào)節(jié)特性，可保證在燒結(jié)機(jī)運(yùn)行的條件下能連續(xù)、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，但需額外配套除塵單元，凈化能力相對(duì)單一，脫硫副產(chǎn)物的利用價(jià)值不高。（2）活性焦脫硫脫硝一體化工藝可以同時(shí)去除煙氣中的多種污染物，副產(chǎn)物利用價(jià)值高，不會(huì)產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染物，但系統(tǒng)對(duì)溫度條件要求相對(duì)嚴(yán)格，投資和運(yùn)行成本相對(duì)較高。

參考文獻(xiàn)

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[3]董文進(jìn).燒結(jié)煙氣脫硝技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國(guó)資源綜合利用，2017，35（11）：74-77.

[4]付俊清.鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)探析[J].低碳世界，2018（6）：23-24.

收稿日期：2020-02-01

作者簡(jiǎn)介：程芳芳（1985-），女，滿族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保咨詢。