燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

背景及政策（1）

文章簡介

        隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對鋼鐵需求量的日益增加，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)中鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)，2014 年我國粗鋼產(chǎn)量達(dá) 8.2 億噸，同比增長 0.9%，占全球粗鋼產(chǎn)量49.3%。隨著產(chǎn)量的不斷攀升，鋼鐵企業(yè)的大氣污染問題日益嚴(yán)重。鋼鐵行業(yè)排放的大氣污染物主要包括：顆粒物、SO 2 、NO x 、重金屬元素和二惡英等。鋼鐵工業(yè)是我國工業(yè)領(lǐng)域主要排污大戶之一，根據(jù)2015 年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報，二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放量分別為 173.6 萬噸、104.3 萬噸、357.2萬噸、占重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)排放量的比例分別為12.4%、9.6%、32.2%。燒結(jié)作為鋼鐵生產(chǎn)過程中污染最嚴(yán)重的工藝環(huán)節(jié)之一，其煙氣中的顆粒物、SO 2 、NO x 和二惡英排放量分別約占鋼鐵生產(chǎn)總排放量的 20%、60%、50% 和 90%，燒結(jié)煙氣的治理已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)環(huán)保達(dá)標(biāo)的重中之重。

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超低排放改造工程

國家政策

       2017 年 6 月，環(huán)保部發(fā)布了《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（修改單（征求意見稿）），將燒結(jié)機(jī)和球團(tuán)焙燒設(shè)備特別排放限值的顆粒物限值調(diào)整為 20mg/m 3 、二氧化硫限值調(diào)整為 50mg/m 3 、氮氧化物限值調(diào)整為 100mg/m 3 ，絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)將面臨二氧化硫和氮氧化物排放超標(biāo)的問題，并且隨著十二五期間火電廠脫硝技術(shù)的廣泛應(yīng)用，鋼鐵行業(yè)氮氧化物排放所占的比重將會增加，國家對燒結(jié)煙氣氮氧化物減排力度將更加重視。《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》已于 2016年 12 月 25 日通過，自 2018 年 1 月 1 日起施行。環(huán)境保護(hù)稅法對 SO2 和 NOx 的排放制定了相關(guān)收費(fèi)和稅收政策。同時，對超標(biāo)排放等環(huán)境違法行為，還將受到“按日計(jì)罰、上不封頂”、“治安拘留、刑事責(zé)任”等處罰。截至 2014 年，全國現(xiàn)有各種規(guī)模燒結(jié)機(jī)1240 余臺，粗略估計(jì)燒結(jié)脫硫脫硝市場容量約為700 億元。鋼鐵企業(yè)普遍未采取脫硝措施，NOx 具有較大減排潛力。

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燒結(jié)機(jī)頭煙氣污染物治理方向

       燒結(jié)過程煙氣量大，污染物種類多，含量波動大，煙氣溫度低。目前燒結(jié)機(jī)頭煙氣污染物的

治理措施主要分為三個方向：源頭減排、過程控

制和末端治理。

源頭減排

       源頭減排是通過對燒結(jié)原料成分的控制，來

減少燒結(jié)后煙氣中污染物的含量。燒結(jié)煙氣中的

SO2 、NOx 主要來自于燒結(jié)原料中的 S、N；粉塵顆粒主要以鐵及其化合物顆粒為主，還有硅、鈣等鐵礦伴生成分以及不完全燃燒物質(zhì)等；重金屬如鉛、砷、鎘、鉻、汞等，也主要來自于燒結(jié)礦。可以看出燒結(jié)煙氣中的污染物基本都是來自于燒結(jié)原料。同時，一些燒結(jié)工藝主要參數(shù)，如混合料的含水量、燃料配比、料層厚度、生石灰配比等，對煙氣中 SO2 、NOx 排放也有重要影響。因此，源頭減排主要是在保證燒結(jié)礦性能不受影響的前提下，改變燒結(jié)原料的成分配比或添加不同的成分，調(diào)整優(yōu)化燒結(jié)工藝參數(shù)，從源頭上減少煙氣中多種污染物的排放濃度，降低末端處理設(shè)備的凈化壓力。

過程控制

       過程控制是在燒結(jié)生產(chǎn)過程中進(jìn)行污染物減

排，主要方法是采用煙氣循環(huán)技術(shù)，利用燒結(jié)過

程的特點(diǎn)，將部分廢氣中的有害成分再進(jìn)入燒結(jié)

層中被熱分解或轉(zhuǎn)化，二惡英和 NOx 會部分消除，抑制 NOx 的生成；粉塵和 SO2 會被燒結(jié)層捕獲，減少粉塵、SO2 的排放量；煙氣中的 CO 作為燃料使用，可降低固體燃耗。因此該類型技術(shù)在去除循環(huán)煙氣中的多種污染物，顯著減少煙氣和污染物的排放總量的同時，能夠回收循環(huán)煙氣中的余熱，節(jié)省能量消耗。目前煙氣循環(huán)技術(shù)主要包括能量優(yōu)化燒結(jié)技術(shù)（EOS）、環(huán)境型優(yōu)化燒結(jié)（EPOSINT）、低排放能量優(yōu)化燒結(jié)工藝（LEEP）、區(qū)域性廢氣循環(huán)技術(shù)，但由于設(shè)備改造復(fù)雜，國內(nèi)成功實(shí)施的案例較少。

 末端治理

       末端治理則是采用專門的凈化設(shè)備來脫除燒

結(jié)機(jī)頭煙氣中的各種污染物，如電除塵器、脫硫

塔、布袋除塵器等，多為單一的污染物脫除設(shè)備，各單元協(xié)同配套使用，是燒結(jié)煙氣處理的最后也是最實(shí)用的手段。煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電行業(yè)已有成熟和廣泛的應(yīng)用，但燒結(jié)煙氣與火電廠燃煤鍋爐煙氣有很大不同。燒結(jié)煙氣溫度比較低，負(fù)荷波動較大，不適合采用火電廠鍋爐煙氣脫硝常用的選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)。若采用選擇性非催化還原（SNCR）脫硝，受燒結(jié)機(jī)工作條件所限，無合適的煙溫條件，脫硝的效率較低，所以燒結(jié)煙氣需要采用和燃煤電站不同的脫硝技術(shù)。