摘要： 隨著生態(tài)環(huán)境部對(duì)鋼鐵行業(yè)大氣污染物的排放濃度要求越來越嚴(yán)格,2020年球團(tuán)煙氣要滿足《鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》的超低排放要求.球團(tuán)現(xiàn)有的環(huán)保設(shè)施無法滿足超低排放的要求,全面分析現(xiàn)有條件下的脫硝技術(shù),提高球團(tuán)煙氣的脫硝效率,保證球團(tuán)煙氣達(dá)標(biāo)排放,提高環(huán)境空氣質(zhì)量.

1?球團(tuán)煙氣凈化概述

在當(dāng)前的燒結(jié)球團(tuán)煙氣凈化過程中，主要是對(duì)其的二氧化硫含量以及煙塵等有效降低，防止排放到大氣中的煙氣內(nèi)二氧化硫濃度超標(biāo)。早期，在對(duì)燒結(jié)球團(tuán)進(jìn)行煙氣凈化時(shí)，主要采用的是石灰石膏濕法脫硫技術(shù)。這種技術(shù)能夠有效地進(jìn)行脫硫。但對(duì)煙氣中的氮氧化物的去除基本沒有效果。隨著鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，球團(tuán)排放煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、粉塵的排放濃度都要達(dá)到超低排放的要求。超低排放要求二氧化硫35mg/m3、氮氧化物50mg/m3、粉塵10mg/m3。現(xiàn)有的球團(tuán)生產(chǎn)條件下，鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣中含有的氮氧化物含量一般在160~400mg/m3之間，遠(yuǎn)高于超低排放的要求，因此，有必要對(duì)球團(tuán)煙氣進(jìn)行超低排放技術(shù)研究，提高脫硝效率，保證凈化后的煙氣符合超低排放的要求。

2 球團(tuán)煙氣超低排放技術(shù)

2.1 對(duì)源頭氮氧化物（NOx）的控制技術(shù)

煙氣脫硝技術(shù)主要有有催化還原法（選擇性催化還原和非選擇性催化還原）、物理吸附法、氧化吸收法、循環(huán)流化床法、高能電子氧化法等，球團(tuán)煙氣具有流量大、成分復(fù)雜、溫度低、煙氣成分波動(dòng)大的明顯特征，各種脫硝技術(shù)在球團(tuán)領(lǐng)域的應(yīng)用還不太成熟，活性碳脫銷和選擇性催化還原脫銷工藝脫硝效率高，但存在前期投資和運(yùn)行成本費(fèi)用太高，企業(yè)很少采用末端治理的技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硝。企業(yè)必須加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制，從源頭上降低氮氧化物含量。

熱力條件和生成途徑的差異可能會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)煙氣內(nèi)的氮氧化物類型不同，一般可以分為熱力型、燃料型、瞬時(shí)型。在球團(tuán)生產(chǎn)工藝過程中，燃料型以及瞬時(shí)型的氮氧化物生成量比較少，主要是熱力型的氮氧化物，一般受生產(chǎn)過程中溫度的影響，其排放量與球團(tuán)燒結(jié)的溫度相關(guān)。根據(jù)一些研究發(fā)現(xiàn)，鐵礦球團(tuán)內(nèi)部的含氮量很少，在球團(tuán)燒結(jié)過程中，用等離子點(diǎn)火噴煤燃燒供熱的，每天的用煤量很少。球團(tuán)燒結(jié)過程中，鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯溫度達(dá)到800℃~1600℃時(shí)氮氧化物生成比較多，通過優(yōu)化燃料配比、優(yōu)化燃燒過程控制，在滿足球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯供熱的同時(shí)，避免燃燒火焰局部高溫產(chǎn)生較多的熱力型氮氧化物。特別是固體燃料中揮發(fā)性氮含量較多時(shí)，燒結(jié)球團(tuán)煙氣內(nèi)的氮氧化物含量也比較高。如果選擇使用100%焦粉代替50%無煙煤+50%焦粉，能夠在很大程度上降低氮氧化物的排放濃度，其降低程度能達(dá)到40%左右。而在運(yùn)行投資方面可以，以球團(tuán)運(yùn)行過程為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)，一噸成品球團(tuán)礦需要消耗的焦粉為26.5kg，無煙煤消耗量為26.5kg，對(duì)運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行折合計(jì)算，可以得出每噸球團(tuán)礦大約為40.5元。而完全使用焦粉作為固體燃料，充分考慮焦粉熱值，其折算下來的運(yùn)行費(fèi)用為每噸球團(tuán)礦費(fèi)用大約為42 元，每一噸球團(tuán)僅會(huì)增加1.5元。但是球團(tuán)煙氣的處理成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新增脫硝設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。因此，在選擇球團(tuán)固體燃料時(shí)，可以考慮全部采用焦粉作為固體燃料。而使用無煙煤可以選擇揮發(fā)性氮含量比較低的無煙煤，這樣可以降低燒結(jié)煙氣內(nèi)氮氧化物排放量濃度。除此之外，在燃燒過程中要嚴(yán)格控制固體燃料的用量，可以使用厚料層燒結(jié)或者煙氣循環(huán)技術(shù)，能夠有效降低固體燃料用量，從而降低燒結(jié)煙氣內(nèi)氮氧化物排放濃度。從源頭上對(duì)氮氧化物含量進(jìn)行控制，能夠極大提高脫銷效率[2]。

2.2?低溫SCR脫硝技術(shù)

通常情況下，球團(tuán)煙氣排放的溫度要控制在100℃~180℃之間，而在燒結(jié)煙氣凈化過程中使用的V-Ti 催化劑的使用溫度最低規(guī)定為280℃，如果使用脫硫+脫銷或者脫銷+脫硫的聯(lián)合凈化技術(shù)，就需要對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行加熱處理，才能夠使用催化劑。但是對(duì)燒結(jié)煙氣加熱處理的成本比較高。為了解決低溫脫硝的問題，使用低溫SCR催化劑對(duì)其進(jìn)行處理。目前開發(fā)出來的低溫催化劑能夠適應(yīng)130℃~260℃的溫度。但是對(duì)進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)的燒結(jié)煙氣組成成分要求比較嚴(yán)格。例如，必須保證二氧化硫的濃度低于10ppm，并且要確保進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣水分含量比較低。而在當(dāng)前的脫硫工藝使用過程中，因?yàn)檫M(jìn)入SCR 反應(yīng)器內(nèi)的煙氣內(nèi)二氧化硫已經(jīng)基本脫除，能夠滿足二氧化硫濃度低于10ppm 的要求，但是脫硫過后的煙氣水分含量比較高，這樣也會(huì)對(duì)低溫催化劑的效果產(chǎn)生一定影響。而煙氣在進(jìn)行脫硝過程中，需要加入NH3，其會(huì)與進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)二氧化硫反應(yīng)產(chǎn)生硫酸氨。因此在使用SCR 處理技術(shù)時(shí)，將低溫SCR脫硝放在石灰石膏濕法脫硫之前，煙氣溫度和濕度都能達(dá)到低溫SCR脫銷技術(shù)要求。并且濕法脫硫?qū)η驁F(tuán)煙氣內(nèi)的氮氧化物濃度影響比較小。煙氣經(jīng)過脫硫吸收塔處理后，基本能夠去除95%以上的二氧化硫，經(jīng)過濕法脫硫后的煙氣濕度較大，后續(xù)再加濕電除塵去除煙氣里面的水分、粉塵，煙氣達(dá)標(biāo)排放。

2.3 碳材料改性技術(shù)

一般情況下，活性炭是很多污染物凈化工藝過程中的吸附劑以及催化劑，活性炭的質(zhì)量好壞會(huì)直接影響燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)對(duì)工程設(shè)計(jì)的成本和投資運(yùn)行的成本造成一定影響。在選擇活性炭時(shí)，必須對(duì)活性炭的耐壓強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度、硫容以及脫銷值等參數(shù)進(jìn)行檢查。通常情況下，在保證活性炭的脫硝效率的基礎(chǔ)上，可以降低活性炭循環(huán)的循環(huán)下料量，從而有效地降低投資和運(yùn)行成本，現(xiàn)階段，在一些工程實(shí)踐過程中，對(duì)活性炭的脫硝能力進(jìn)行了比較多的研究和試驗(yàn)。同時(shí)也對(duì)改變活性炭表面以及附著金屬離子進(jìn)行了改性研究，能夠?qū)钚蕴康幕瘜W(xué)吸附特性以及表面官能團(tuán)種類進(jìn)行有效的改變，這樣可以增強(qiáng)活性炭的效用。需要注意的是在對(duì)活性炭材料進(jìn)行改性時(shí)，必須保證其能夠滿足脫硫脫硝能力，在此基礎(chǔ)上可以盡量提高活性炭的耐磨與耐壓強(qiáng)度，提高球團(tuán)煙氣凈化效益[3]。

3 結(jié)語

隨著我國對(duì)鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)，對(duì)氮氧化物的排放有了更加明確和具體的限制，在一些地方對(duì)氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)有更加嚴(yán)格的要求?，F(xiàn)階段，對(duì)球團(tuán)煙氣進(jìn)行凈化時(shí)，主要以是脫硫設(shè)備主完成。球團(tuán)煙氣超低排放中，提高脫硝技術(shù)水平是當(dāng)前球團(tuán)煙氣凈化技術(shù)面臨的難點(diǎn)問題。其中，對(duì)氮氧化物的源頭進(jìn)行控制是一種比較好的控制方法。采取氮氧化物源頭控制方法，能夠保證球團(tuán)煙氣排放達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，源頭控制方法對(duì)氮氧化物的生成能力控制比較有限，不能適應(yīng)越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求。因此，必須輔助以其他的氮氧化物末端治理技術(shù)才能夠確保燒結(jié)球團(tuán)煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)。使用活性炭脫硝和低溫SCR脫硝技術(shù)對(duì)燒結(jié)煙氣氮氧化物進(jìn)行末端治理。對(duì)燒結(jié)煙氣凈化技術(shù)進(jìn)行改造時(shí)，可以使用煙氣循環(huán)以及專用脫硝煙道的綜合技術(shù)，這樣能夠有效的降低煙氣系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本?？傊鶕?jù)球團(tuán)煙氣的具體情況，選擇最佳的煙氣凈化技術(shù)，保證球團(tuán)煙氣凈化能夠達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。才能夠有效地降低有害氣體的排放對(duì)空氣質(zhì)量的不利影響。