王 飛   張 奇   閆小燕   榮 宜

(中冶北方工程技術有限公司，遼寧 大連 116600)

摘要: 介紹了目前國內幾種燒結球團煙氣超低排放技術，分析了各技術的優缺點，提出了技術選擇的建議。

關鍵詞: 燒結球團煙氣; 脫硫; 脫硝; 除塵; 超低排放

0 引言

隨著鋼鐵行業的快速發展，目前中國已是世界上鋼鐵產量最多的國家，而燒結球團作為鋼鐵生產過程中的工序，大量的煙氣排放，造成了嚴重的大氣污染。2019 年 4 月，生態環保部、國家發展和改革委員會、工業和信息化部、財政部和交通運輸部五部委聯合印發 《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》 ( 環大氣 〔2019〕35 號) ， 意見中要求 “燒結機機頭、球團焙燒煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時均值分別不高于 10、35、50 mg /m³ ”，針對該意見中超低排放的要求，并結合目前國內燒結球團煙氣脫硫脫硝技術現狀，介紹幾種燒結球團煙氣超低排放技術工藝路線。

1 燒結球團煙氣超低排放工藝路線

根據當前階段國內煙氣凈化技術發展現狀及應用 情 況，針對燒結球團煙氣超低排放可采用的煙氣凈化工藝有: 1 ) 活性焦干法; 2) 半干法脫硫+布袋除塵+中溫 SCR; 3 )濕法脫硫+ 濕式電除塵+中溫 SCR，以上 3種工藝路線均有工程實際應用，可以實現超低排放。

2 活性焦干法工藝

活性焦干法工藝在脫硫的同時，能夠實現NO_X、重金屬、二噁英類、顆粒物一體化脫除， 是一種多污染物協同處理的煙氣凈化技術，已在鋼鐵行業廣泛應用，經處理后的燒結球團煙氣可以實現超低排放的要求。

脫硫是通過活性焦的吸附性能，低溫時將氣體中 SO_X ( SO₂、SO₃ ) 吸附，在高溫時，活性焦發生脫附反應，二氧化硫回收利用生產商品濃硫酸，既可實現硫資源的有效回收利用，又能產生良好的經濟效益，降低或抵消一部分脫硫裝置的運行費用，同時活性焦恢復吸附性能，循環使用。

脫硝包括物理吸附和催化還原兩部分，通過物理吸附可脫除約 15% 的 NO_x ; 活性焦還具有催化活性，向煙氣中噴入氨后，在活性焦的催化作用下，氨與 NO_x ( NO、NO₂ ) 發生選擇性催化還原反應生成氮氣和水，正常燒結球團煙氣溫度即可滿足催化反應溫度要求，不需要對煙氣進行升溫，節省能耗。

活性焦干法工藝流程見圖 1。

活性焦干法工藝可實現 SO₂、NO_x、顆粒物、二噁英、重金屬等污染物一體化脫除，并將 SO₂ 轉化為副產物硫酸等化工原料外銷。但該工藝的系統復雜、運行操作要求高、工程投資較高，由于活性焦的消耗量較大，運行成本主要取決于活性焦的品質和市場價格。

半干法脫硫 + 布袋除塵 + 中溫 SCR脫硝工藝半干法脫硫 + 布袋除塵 + 中溫 SCR脫硝工藝是一種組合工藝，其中半干法脫硫工藝比較典型的是旋轉噴霧法 ( SDA 工藝) 和循環流化床法 ( CFB 工藝) ，脫硝為中溫 SCR ( 選擇性催化還原法) ，脫硝反應溫度區間為 280 ～ 290 ℃。

該組合工藝近年來在鋼鐵行業得到越來越多的應用，經處理后的燒結球團煙氣可以實現超低排放的要求。

半干法脫硫工藝是將氫氧化鈣漿液噴入脫硫塔內，脫硫劑蒸發干燥的同時，與煙氣中的SO₂ 發生反應生成亞硫酸鈣為主的脫硫灰，脫硫灰隨氣流進入袋式除塵器，回收的顆粒物經過循環利用后外排。SCR脫硝主要是在一定溫度和催化劑存在的情況下，向煙氣中通入還原劑NH₃，將煙氣中的 NO_x 還原為無害的氮氣 ( N₂ ) 和水 ( H₂O) ，同時將煙氣中的二噁英轉化為CO₂、H₂O、HCl，它是目前國內外應用最為成熟的煙氣脫硝工藝，脫硝效率最高，應用廣泛。

半干法脫硫 + 布袋除塵 + 中溫 SCR 脫硝工藝流程見圖 2。

該組合工藝運行穩定、設備無需防腐處理、工程投資適中，尤其適用于已配套半干法脫硫的項目，僅需要新建脫硝部分。但該組合工藝脫硝部分需要二次升溫，消耗大量的燃氣，且整個系統的阻力較活性焦工藝偏大，使得系統運行的能耗較高，此外脫硫副產物為脫硫灰， 無法再利用時，只能堆置處理，易造成二次污染。

4 濕法脫硫 + 濕式電除塵 + 中溫 SCR脫硝工藝

濕法脫硫 + 濕式電除塵 + 中溫 SCR 脫硝工藝也是一種組合工藝，其中濕法脫硫應用最多的是石灰石/石灰 － 石膏法，是國內應用最早、 技術最成熟、應用最為廣泛的脫硫工藝，由于濕法脫硫后煙氣中含水率較高，需配濕式電除塵器進行除塵，脫硫除塵后的燒結球團煙氣再進行脫硝，脫硝為中溫 SCR ( 選擇性催化還原法) ，脫硝反應溫度區間為 280 ～ 290 ℃。濕法脫硫工藝脫硫效率高，適合于處理 SO₂ 濃度較高 ( SO₂ 濃度≥5 000 mg /Nm³ ) 的煙氣，該組合工藝在煙氣 SO₂ 濃度較高的燒結球團項目中有較多的應用，經處理后的燒結球團煙氣可以實現超低排放的要求。

濕法脫硫 + 濕式電除塵 + 中溫 SCR 脫硝工藝流程見圖 3。

該組合工藝運行穩定、脫硫脫硝效率高，但系統較復雜、設備發生腐蝕風險高，需要考慮消白的問題，且會產生大量的脫硫副產物石膏和廢水，石膏雜質較多，品質較低，不易利用，易造成二次污染。此外，該工藝系統阻力也偏大，脫硝部分也需要二次升溫，電耗、煤氣消耗和水耗高。

5 3 種超低排放工藝對比分析

以上 3 種燒結球團煙氣超低排放工藝對比分析見表 1。

6  結語

目前國內已有很多燒結球團煙氣超低排放工藝得到應用，但都存在一定的缺點，需要繼續進行相應的改進和研發。針對上述 3 種燒結球團煙氣超低排放工藝對比情況，若考慮副產物的處置，項目周邊無可靠的可消納脫硫灰或石膏的建材等企業，推薦采用活性焦干法工藝; 若考慮工程投資省、運行維護方便，推薦采用半干法脫硫+布袋除塵+中溫SCR 脫硝工藝; 若燒結球團煙氣 SO₂ 濃度較高 ( SO₂ 濃度≥5 000 mg /Nm³ ) ，推薦采用濕法脫硫 + 濕式電除塵+中溫 SCR 脫硝工藝。