烧结烟气脱硫脱硝处理技术的对比探究

杨凤岭

山东国舜建设集团有限公司 山东 济南 250000

工业是促进经济高速发展的重要行业，工业的发展需要大量的能源，再加上我国城市化进程不断深化，导致大量能源被消耗，特别是钢铁工业的发展，排放出大量二氧化硫和氮氧化物，它们对我国大气环境、生态环境和气候都造成了极大的影响，同时也严重影响到我国居民的生命健康，前些年，我国北方出现灰霾天气就是大气污染的真实反映。而二氧化硫和氮氧化物大多来源于钢铁生产，因此，要控制好二氧化硫和氮氧化物的排放，就必须对烧结烟气进行深度治理。

一、烧结烟气的概述

在烧结机生产过程中，烧结机对铁矿粉进行高温烧结过程中，会产生高温烧结烟气。铁矿粉以及配料在烧结过程中发生一系列非常复杂多变的化学反应，会大量生成一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、二噁英、二氧化碳、粉尘等大气污染物。烧结烟气的特征有如下几个方面:

(一)它们都是在高温作业状态下产生的，因此，它们本身存在非常高的温度，温度一般在一百二十至一百八十度之间。

(二)在烧结过程中，一吨原材料大约产生四千至六千立方米的烟气，而且在烧结过程中，烟气量存在较大的波动，幅度占比也高，大约有百分之四十的幅度[1]。

(三)其中烧结过程矿石成分会不断变化，而二氧化硫的浓度也随之变化，因此二氧化硫的浓度存在较大的变化，其排放浓度大约在400-5000mg/Nm3的区间内。

(四)在铁矿粉烧结前，会将一定份量的水掺入到混合料中，以此提高料层的透气性，烟气的湿度高、含氧量高，其含氧量在百分之十五至百分之十八之间。

(五)在烧结过程中，烧结料在烧结机头卸料过程中会产生大量粉尘随同烟气一起排放；因此，烟气中含有大量的粉尘，并且粉尘的浓度也非常高。而且烟气中也含有大量的铁和相关的化合物，还可能有少部分的重金属存在。

(六)烟气是在高温作业下产生，其化学性质不稳定，这是因为在烧结过程的原料和工艺有关，原料成分配比和烧结工艺在高温下的化学反应不稳定，导致烟气成分容易变化，因此，烟气中除了二氧化硫、氮氧化物和粉尘，还存在二嗯英和重金属等物质。并且一旦材料成分和工艺方式变化，烧结烟气的结构和成分也随之变化。

二、脱硫脱硝处理技术概述

(一)传统处理技术。传统的脱硫脱硝技术注重于烧结烟气中单项污染物的处理。如石灰石通过处理后变成氨或石膏法，再进行相应处理，则生成硫酸铵，利用氨作为元素的还原剂经过化学反应，生成SCR催化剂，以此来处理烟气中的氮氧化物。这种方法有其弊端，就是烟气中的氮氧化物无法利用这种方法直接消除。要先对烧结烟气作加温处理，当烧结的温度符合催化剂的要求时才能够开展下一步作业[2]。

传统的脱硫脱硝技术处理流程复杂，这种技术方法要实现脱硫脱硝的效果，必须要用到NH3、溶液脱硫或碱性浆液，但是由于材料间的配合难以高效完成，造成烟气净化过程中化学反应非常繁复，大大降低了净化的效果，而且整体净化过程需要非常高的成本，成本效益比差。因此，针对传统脱硫脱硝技术的劣势，经过加入联合技术来提高其净化效率和质量。将传统技术的单独净化变成现时的联合净化，将二氧化硫和氮氧化物同时脱离出来，以此保证烟气的净化效果。

(二)干法联合脱硫脱硝技术概述。干法联合脱硫脱硝技术是多种方法的集合，分别是吸收剂喷射法、固相吸收/再生、高能电子活化氧化法和气/固催化脱硫脱硝技术。

(1)固体吸附法。通过利用碳质材料的吸附作用，如活性焦炭和活性炭来处理烟气中的硝和硫，在不存在额外加热的情况下实现脱硝脱硫，其中脱硝率可达80%，脱硫率达98%。而且整个过程不需要加水，不会制造额外的粉尘，排出的粉尘浓度不超过10mg/m3，并且这种方法不会造成二次污染问题出现。但是这种方法的资金投入大，无法处理高温产生的问题，而且长时间作业，会造成降低其吸附能力。导致最后成本高。

(2)吸收剂喷射技术。把干粉喷洒到烟道和炉膛，又或者在雾干式洗涤塔内放置尿素和碱，利用相应的技术条件以达到同时脱除氮氧化物和二氧化硫的目的。不过这种技术办法的效果不太理想，因为在烧结过程中二氧化硫和氮氧化物的情况会影响到净化效果，如它们之间的含量比、停留时间、吸收剂的粒度和反应温度都会影响反应的效果，尤其是当二氧化硫处于低浓度状态时，造成氮氧化物脱除效果差，一般情况下，处理高硫煤烟气时会用到这种方法[3]。

(3)气固催法。当烧结的温度到达三百至五百度时，催化剂会因高温而活化性降低，以此达到脱除氮氧化物和二氧化硫的效果，相较传统工艺，这种方法的净化效果更好，可以达到净化百分之九十的氮氧化物和大部分的颗粒物。但是这种方法有个劣势，就是必须高温才可以实现净化效果，存在成本大、高能耗、脱硫效果差的问题。从而无法广泛普及。

(4)电子活化氧化法。充分利用电子束照射的性能，通过阴极发射，利用电场加速的作用，从而将产生的高能电子束辐射到自由基，自由基再和氮氧化物与二氧化硫产生化学反应，变成硝酸和硫酸。然后再将氨气加入到其中，从而产生新的化合物，以此达到脱硝脱硫的目的。该方法耗电大，成本高。设备资金后期维护成本高。因此，这种方法也不能广泛普及。

三、湿法联合脱硫脱硝

该方法利用除尘设备、喷雾干燥塔和石灰浆等材料组成一个净化机组，通过石灰浆、干燥塔、液体、催化剂等一系列材料之间的化学作用来脱除氮氧化物和二氧化硫。但这种方法净化效果一般。

四、结语

现今我国越来越重视环保工作，而烧结烟气中的脱硫脱硝处理技术是有效降低大气污染的技术方法，企业应该根据自身的实际情况，根据企业的经济效益、产能情况来决定采取何种净化技术。通过净化技术降低烧结烟气中氮氧化物与二氧化硫，实现除硫除硝除尘的环保效果，减少污染大气的排放物，以此实现企业与自然环境、国家与自然环境的和谐可持续发展。