1 燒結(jié)煙氣特征分析
燒結(jié)是將不同的含鐵原料以及其他必須組分，混合后投入到燒結(jié)機(jī)中進(jìn)行高溫反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程，該過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。燒結(jié)煙氣中含有大量的SO2、NOx、HCl、二噁英等多種污染物和粉塵，燒結(jié)煙氣的排放會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，燒結(jié)煙氣主要成分與重度表如表1所示。
表1 燒結(jié)煙氣主要成分與重度表


1.1 SO2和NOx變化范圍大
因燒結(jié)原料及配比的變化，不同燒結(jié)煙氣的 SO2濃度一般在400~5 000mg/m3波動(dòng)，NOx濃度一般在150~600mg/m3。
1.2 具有較高溫度
因燒結(jié)是在高溫條件下發(fā)生的，導(dǎo)致在該過(guò)程中煙氣的排放溫度相對(duì)偏高，煙氣整體溫度維持在120~180℃。
1.3 具有較大含濕量及含氧量
主要是因?yàn)闊Y(jié)工藝的需要，在燒結(jié)前，出于提升材料自身的透氣性，會(huì)增加其中的水分含量，燒結(jié)煙氣通常含濕量為9%~15%，燒結(jié)煙氣的含氧量一般為15%~18%。
1.4 具有較高粉塵濃度并含有多種污染物
燒結(jié)過(guò)程中鐵及相關(guān)化合物隨著煙氣逸出，形成高濃度粉塵。燒結(jié)煙氣中除含有 SO2、NOX、粉塵外，還含有重金屬、HCl、二噁英等。
2 有關(guān)工藝技術(shù)分析
2.1濕法脫硫+SCR脫硝組合工藝
傳統(tǒng)的脫硫工藝較多，其中應(yīng)用最廣的主要有鈣法和氨法脫硫，目前燒結(jié)廠現(xiàn)有的單獨(dú)脫硫工藝中多采用鈣法，其占比可達(dá)72.4%。鈣法脫硫的效率一般為90%~98%，能夠滿足燒結(jié)煙氣對(duì) SO2的脫除要求。但是也存在系統(tǒng)組成復(fù)雜、能耗較高、設(shè)備易腐蝕等問題。
目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的脫硝工藝，主要是 SCR 脫硝和 SNCR 脫硝。SNCR 雖然系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資較少，但是脫硝效率一般只有30%~50%，不能滿足燒結(jié)煙氣高濃度 NOx脫除的要求。SCR 脫硝工藝的脫硝效率較高，一般可達(dá) 70%~90%，但是對(duì)溫度要求較高，一般需要溫度在320~420℃。采用濕法脫硫 +SCR 脫硝組合工藝，需要將脫硫后50~80℃ 的低溫?zé)煔?，通過(guò) MGGH、GGH 及熱風(fēng)爐等設(shè)備進(jìn)行組合升溫至320~420℃，進(jìn)一步增大了投資和系統(tǒng)的能耗。此種組合工藝，僅適用于燒結(jié)廠已經(jīng)配套有脫硫裝置，但根據(jù)環(huán)保要求，需新增脫硝裝置的狀況。
2.2 高能輻射–化學(xué)脫硫脫硝工藝
該項(xiàng)技術(shù)是最近幾年才出現(xiàn)，從屬于脈沖電暈等離子體脫硫脫氮技術(shù)。具體原理是借助高壓脈沖將放電產(chǎn)生等離子體電暈，從而形成數(shù)量較大的氧化性粒子，將煙氣當(dāng)中的氧分子與水分子等進(jìn)行裂解，NOx與 SO2等氧化形成 NO2與 SO3等，之后在 NH3的環(huán)境下送入氧化產(chǎn)物，形成硫酸銨、硝酸銨等有關(guān)微粒，然后通過(guò)電除塵器進(jìn)行收集，達(dá)到清除排放尾氣含有的有毒有害物質(zhì)，這項(xiàng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)脫除效率的提升，也是未來(lái)基于燒結(jié)煙氣聯(lián)合脫硫脫硝工藝的主要研究?jī)?nèi)容。
2.3 干法聯(lián)合脫硫脫硝工藝
2.3.1 電子活化氧化
煙氣通過(guò)冷卻塔冷卻后，借助電子束照射，通過(guò)陰極發(fā)射而且經(jīng)過(guò)電場(chǎng)高速匯成高能電子束，當(dāng)煙氣受到電子束輻照時(shí)會(huì)形成自由基，然后同 SO2、NOx發(fā)生反應(yīng)形成硫酸與硝酸，送入氨氣環(huán)境中，會(huì)生成（NH4）2SO4氨鹽等產(chǎn)品。雖然脫硫脫硝效果較為理想，可是實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用高昂而且用電量極高，加之脫硫設(shè)備價(jià)格昂貴，維護(hù)及運(yùn)行系統(tǒng)具有較大工作量這些都是其阻礙因素。
2.3.2 固體吸附工藝
利用活性炭等碳質(zhì)材料吸附煙氣當(dāng)中硫與硝的功能，煙氣處理不必進(jìn)行額外加熱也可以達(dá)到較高的脫硫、脫硝率，不僅不會(huì)生產(chǎn)額外粉塵而且其排出濃度低于10mg/m3。另外，固相吸附法還可以有效處理 SO2、HCl、汞等有害物質(zhì)，碳物質(zhì)在進(jìn)行吸附后還能回收再次進(jìn)行深度處理，十分適合將煤炭、天然氣作為燃料的電力企業(yè)?？墒沁@一方案短時(shí)間內(nèi)難以克服高溫，并且需要較大的一次性投入，若是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)降低吸附能力。
2.3.3 活性焦脫硫脫硝一體化工藝
活性焦工藝的基本原理為 ：燒結(jié)煙氣進(jìn)入吸附塔后，煙氣均勻地穿過(guò)活性焦吸附層，在吸附層內(nèi) SO2、NOx等污染物被脫除，在脫硫脫硝反應(yīng)中，是物理吸附和化學(xué)吸附的結(jié)合的復(fù)合反應(yīng)。該工藝同時(shí)還能兼有脫二噁英及重金屬的 作用。
具體工藝為 ：煙氣通過(guò)活吸附裝置后被凈化，吸附飽和的活性焦靠重力沉降至運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)至解吸再生裝置，通過(guò)高溫使活性焦再生，釋放出的高濃度 SO2混合氣體用于制備副產(chǎn)品硫酸，降低脫硫裝置的運(yùn)行費(fèi)用。再生后的活性焦經(jīng)篩選后由活性焦輸送系統(tǒng)送入活性焦吸附裝置循環(huán)使用，篩下的少量小顆粒活性焦及焦粉收集后排入煙塵罐，可作為燃料送至燒結(jié)廠進(jìn)行處理使用，同時(shí)也避免了活性焦中微量重金屬的富集。
活性焦脫硫技術(shù)的特點(diǎn)有 ：工藝簡(jiǎn)單、流程流暢、布局緊湊 ；只需要一個(gè)系統(tǒng)就可以同時(shí)除去 SO2和 NOx，實(shí)現(xiàn)了脫除 SO2、NOx的一體化 ；可節(jié)省大量水資源，煙囪無(wú)明顯水汽外排；副產(chǎn)品為硫酸，有較高的利用價(jià)值；基本無(wú)廢水的產(chǎn)生，無(wú)自產(chǎn)固體廢物，因而無(wú)二次污染；設(shè)備運(yùn)行維護(hù)方便，維護(hù)成本低。
2.4 濕法聯(lián)合工藝
將強(qiáng)氧化性與絡(luò)合劑等添加劑加入液相中，主要目的是處理一氧化氮難溶于水的問題，顯著提升脫硝率。氨 – 硫銨祛濕法脫硫是當(dāng)前常見的處理工藝，該項(xiàng)脫硫工藝具備一定脫硝能力，通常情況下便脫硝效率能達(dá)到20%~40%，針對(duì) NOx的預(yù)處理可實(shí)現(xiàn)50% 左右的脫硝，依據(jù)氨法脫硫特征和現(xiàn)有氨法脫硫裝置相結(jié)合實(shí)現(xiàn)聯(lián)合脫硫脫硝處理，不僅投資少而且運(yùn)行費(fèi)用投入偏低，市場(chǎng)發(fā)展前景較為廣闊。