新形势下烧结烟气脱硫脱硝技术的探讨

刘海峰

江苏天立方环保工程有限公司 江苏 靖江 214500

钢铁工业作为我国国民经济的支柱产业,在促进我国经济发展的同时,其烧结产出的大量烟气在大气中排放了过多二氧化硫、氮氧化物和其他污染粉尘,对环境造成了严重的污染。在倡导经济生态一体化建设下,烧结烟气脱硫脱销技术虽然有了一定的进步,在一定程度在减少了重金属污染物的排放,然而其还存在着一些不足需要去改善。

一、烧结烟气的概述

烧结,指的是在高温作用下,将粉状物体燃烧凝结成固体,主要运用在陶瓷、冶金、钢铁等行业。而钢铁烧结工艺所燃放出的二氧化硫和氮氧化物是全国排放量占比最大的,因此,当下以钢铁烧结工艺为主,对烧结烟气进行详细的阐述。

钢铁行业烧结是在高温下,将铁粉和煤烧结成钢铁固体,其燃烧过程产生大量的含有二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、一氧化碳、二氧化碳、二噁英[1]等多种有毒物质和粉尘污染,其中二氧化硫的浓度[1]特别高,会给大气带来沉重的污染。烧结烟气除了会产出多种污染物之外,其烟气温度变化大且含湿量大,对大气生态也会造成不良影响。

二、烧结烟气脱硫脱硝技术的发展

1、脱硫技术和脱氧技术。烧结烟气脱硫脱硝,指的是通过一定技术对烧结烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行脱离和除去,从而净化烟气,将无污染的烟气安全地排放到大气当中去。因此,烧结烟气脱硫脱硝的工作环节是必不可少的。目前,烧结烟气的净化广泛采取的技术是将烟气中的污染物一件一件单独去除,包括二氧化硫和氮氧化物的去除,都是通过脱硫和脱硝[2]两个独立的技术进行烟气净化。这种被广泛运用的技术,实际上给烟气净化带来了更高的成本负担和操作上的负担。可想而知,我国烧结烟气净化的整体工作效率都不高。将脱硫和脱氧技术联合起来,在净化中共同作业,是一个有效提高操作程序、减低成本负担的可行办法。

2、烧结烟气脱硫脱销技术。烟气脱硫脱硝技术,顾名思义即是联结脱硫脱硝技术,其工作原理是,在同一系统内同时实现脱硫和脱硝工作。烧结烟气脱硫脱硝技术主要分为三类,烟气脱硫和烟气脱硝[2]的组合技术；利用吸附剂同时脱除二氧化硫和氮氧化物；在现有烟气脱硫系统改造加上脱硝功能。其同时工作的技术发展很好理解,同时工作,或者将脱硫技术和脱硝技术进行简单相加。

三、最主要的脱硫脱硝技术

由于传统烟气净化工作将脱硫和脱硝功作业互相独立,需要两套工作设备和系统对烟气进行净化,因此功效效率不能得到提升的同时操作和管理上也有较大困难。因此,作为当下潮流,脱硫脱硝技术目前已经发展了几十种可行方式,都能高效地脱除二氧化硫和氮氧化物,以下是目前最主要的脱硫脱氧技术：

1.活性炭纤维烟气脱硫技术(ACFP)。活性炭纤维烟气脱硫技术是通过脱硫活性炭纤维[3]的催化作用,经过化学反应可以与二氧化硫进行反应,最后产出硫酸或者硫酸盐,在有效脱除二氧化碳的同时还能生产出硫酸和硫酸盐,做到有害物质的二次循环利用,而且活性炭纤维脱硫技术能将烟气中百分之九十五的二氧化硫转化为硫酸或者硫酸盐,其技术应用效率非常高。另外,活性炭可以通过吸附作用将烟气中的氮氧化物吸收,且其吸附率也很高,能以化学反应和物理作用同一时间做到脱硫脱硝作业。

2.循环流化床脱硫与SCR 脱硝技术相结合。此种技术是将脱硫技术与脱硝技术进行简单的前后步骤作业,做到脱硫和脱硝共同进行。循环流化床脱硫主要是以循环流化床原理为基础,以干性石灰粉作为吸收剂,对石灰粉进行对此在循环,延长吸收剂与烟气的作用时间,提高石灰粉与烟气中二氧化硫的反应,加强对二氧化硫的吸收,从而促进吸收剂高效地脱除烟气中的二氧化硫。同时,在脱硫后结合SCR脱硝技术将烟气中的排除的固体进行再循环处理[3],能够高效地去除氮氧化物。因此,这种将脱硫技术与脱硝技术相结合的方式,能够有效脱除气体中的有害物质的同时,还能促进资源的再生利用。

3.电子束辐射法烟气脱硫脱硝技术。电子束辐射法烟气脱硫脱硝技术是一种新型研发的脱硫脱硝技术。将烟气和氨气按照一定配比放入反应器中,烟气受高能电子束照射后,促成其中氮气与空气进行反应,将烟气中的二氧化硫、氮氧化物转变成硫酸和硝酸,并与先前准备氨气进行化学反应,最后声场硝酸铵和硫酸铵。这种脱硫脱硝技术目前得到一定的研究和发展,正在逐步普及到各烟气处理工艺当中,将会对烟气净化产生积极作用。

4.湿法脱硫技术与SCR 脱硝技术相结合。湿法脱硫技术主要是以石膏法或者抛弃法两种发放对烟气进行脱除二氧化硫,主要是运用石灰石作为脱硫剂,原理是以化学反应为原理,能够脱除烟气中九成的二氧化硫。湿法脱硫技术有一个特点,就是其脱硫工作主要集中在烟气烟道的末端,脱硫反应的温度主要保持在50-80℃,而在后面的SCR 脱硝技术中,需要将脱硝作业环境温度保持在320-450℃[3]之中。因此,在脱硫环节完成之后,需要对烟气进行加温后方可进行脱硝处理。

四、结语

综上所述,虽然烟气脱硫脱硝技术能够同时发生,目前世界也研发出了多大60多种的脱硫脱硝技术,各种脱硫脱硝技术都各有千秋,以上四种技术为例,活性炭纤维发烟气脱硫技术工艺简单、设变要求不高,并且工程投资不大,因此最适合被广泛运用到烟气净化工程之中；而类似电子束辐射法脱硫脱硝技术这种新型的发展技术却还未能很大范围地普及到各工业生产之中,但是其发展前景是可以期待的。