銳意自控|煙氣紫外分析儀燒結煙氣超低排放中的作用分析

導語：

鋼鐵冶煉是高耗能重污染行業(yè)，而燒結煙氣又是鋼鐵企業(yè)主要排放的大氣污染物，它約占整個鋼鐵企業(yè)排放總量的50%以上。隨著國家環(huán)保排放標準的不斷收緊和“十三五”期間實行污染物總量控制政策的影響，對燒結煙氣的治理將成為鋼鐵企業(yè)的重點工作。

一、燒結煙氣治理的行業(yè)背景

2018年5月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案》（征求意見稿），對國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的大氣污染治理提出更為嚴格的標準。其中重新規(guī)劃了對燒結煙氣污染物的排放限制規(guī)定，將燒結機頭煙氣、球團焙燒煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值由特別排放限制20 mg/m³、50 mg/m³、100 mg/m³修改為10 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³，并規(guī)定所有具備條件的鋼鐵企業(yè)按區(qū)域分別于2020 年、2022年、2025年完成超低排放改造。

《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案》對鋼鐵企業(yè)污染排放限值進行了詳細規(guī)定，更有部分地區(qū)將該征求意見直接變?yōu)榈胤接残砸螅?/span>完成改造日期比國家規(guī)定時限提前。針對此類要求，各企業(yè)對超低排放改造工作的實施紛紛加快進程。但在改造工作具體實施過程中，燒結煙氣的治理技術也會面臨困擾。

二、國內(nèi)燒結煙氣治理現(xiàn)狀

燒結是鋼鐵生產(chǎn)的重要工序，一方面，高質(zhì)量的燒結礦能夠提高高爐的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；另一方面，燒結是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的固體廢物處理中心，鐵、磷、除塵污泥、除塵灰等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的絕大多數(shù)含鐵廢物都能作為燒結生產(chǎn)原料重新回到生產(chǎn)流程中。

由于燒結過程中使用多種原燃料，因此，燒結煙氣成分比燃煤鍋爐煙氣復雜。燒結煙氣中含有SO₂、NO_x、HF、二英等多種有害氣態(tài)污染物及含鐵粉塵、重金屬等固態(tài)污染物，對環(huán)境危害極大。其中燒結機頭煙氣污染物排放量占比大，顆粒物、SO₂、NO_x排放量分別占鋼鐵廠排放總量的40%，70%，50%以上。因此，全面控制燒結煙氣中的顆粒物、SO₂、NO_x等污染物排放已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)控制污染的重點工作。

三、燒結煙氣超低排放技術路線

鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工序復雜，污染源數(shù)量多，針對燒結煙氣的特殊性，要想實現(xiàn)燒結煙氣超低排放，必須結合鋼鐵企業(yè)的實際情況，采用的治理方案對塵、硫、硝進行綜合治理，實現(xiàn)多污染物的協(xié)同處理，才能從根本上解決燒結煙氣的超低排放問題。

對于燒結煙氣來說，無論是除塵技術，還是脫硫工藝，都已十分成熟，也形成了一整套的技術路線，只要技術選用合理、設計規(guī)范、工程質(zhì)量過關，可以實現(xiàn)鋼鐵燒結煙氣的超低排放，降低企業(yè)大氣污染物排放量。

1.除塵技術

靜電除塵器技術以其安全、可靠、除塵效率高的特點作為各行業(yè)煙氣治理技術的選擇。目前，國內(nèi)大多數(shù)燒結煙氣除塵采用電除塵器，隨著時間的推移，除塵器的形式也發(fā)生了變化，由電除塵器替代了效率較為低下的旋風除塵器和多管除塵器。隨著環(huán)保排放標準的不斷提升和各地非電行業(yè)超低排放政策的相繼出臺，電除塵技術，特別是提效改造技術仍有較大的發(fā)展空間，電除塵器技術將在包括鋼鐵燒結在內(nèi)的非電行業(yè)，實現(xiàn)技術全面提升和市場全面拓展。

2.脫硫技術 

①石灰石-石膏濕法脫硫技術

石灰石-石膏濕法脫硫是目前國內(nèi)外應用范圍廣、技術成熟的脫硫技術。濕法脫硫工藝的性、可靠性在火電燃煤鍋爐煙氣治理中已經(jīng)得到充分證明。目前，在我國已有燒結煙氣脫硫裝置中，石灰石-石膏法工藝系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，效率高，一般可達90%以上，工業(yè)化應用廣泛，煙氣處理量大，系統(tǒng)適應負荷變化能力強，吸收劑價格便宜，易得且利用率高，副產(chǎn)品為二水石膏，可回收再利用。

②脫硫除塵除霧（塵硫一體化）技術 

采用雙氣旋脫硫增效器＋多級氣旋除塵除霧器相結合技術，在空塔噴淋吸收塔內(nèi)加裝雙氣旋脫硫增效氣液耦合器， 使?jié){液液滴與煙氣充分混合碰撞，煙氣迅速降溫，為上層噴淋層漿液吸收二氧化硫提供反應溫度，從而擴大了有效的吸收空間，有效降低液氣比，減少噴淋層加裝量，降低改造投入費用和運行成本，有效解決了煙氣偏流和煙氣降溫的問題，使得整個吸收系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、可靠。到目前為止，采用該技術運行的脫硫裝置可實現(xiàn)穩(wěn)定脫硫效率99%以上，除塵效率超過70%，*實現(xiàn)了煙塵和SO₂超凈排放，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠性高。

3.SCR脫硝和活性炭吸附技術 

目前，燒結機頭煙氣脫硝工藝主要有：氧化法脫硝、中低溫SCR脫硝、中高溫SCR 脫硝和活性炭脫硝。根據(jù)燒結煙氣的特點，一般中高溫SCR脫硝和活性炭脫硝是較為可行的燒結煙氣脫硝技術。

①中高溫SCR脫硝技術

氧化法脫硝和中低溫SCR脫硝技術都存在著一些弊端，使其應用受到一定的影響。中高溫SCR脫硝，即在催化劑的作用下，向溫度320~450℃的煙氣中噴入NH₃，利用NH₃將NO和NO₂還原成N₂和H₂O的工藝過程，是迄今為止比較成熟、應用廣的脫硝技術，具有較高的脫硝效率，其脫硝效率可達 80%~90%。中高溫SCR脫硝是在火電燃煤鍋爐煙氣脫硝中應用十分成熟的脫硝工藝，*可以將其移植至燒結煙氣上。另外，中高溫SCR脫硝還需將反應溫度區(qū)間控制在300℃以下，避免二英在分解后再次合成。

②活性炭吸附技術 

活性炭吸附技術是目前*的、適用于鋼鐵燒結煙氣多污染物的協(xié)同治理技術?；钚蕴繜煔鈨艋夹g以物理-化學吸附和催化反應原理為基礎，以活性炭為吸附劑，吸附煙氣中的S0₂，完成吸附后的活性炭再通過加熱的方式再生，解吸出高濃度S0₂混合氣體可用來制取98%商品硫酸，脫硫率可達95%。

由于活性炭的催化作用，加入適量的氨可將煙氣中的NO_x還原成N₂和H₂O，脫硝效率可達到50%。除了脫硫和脫硝，該技術可同步脫除碳氫化合物，如二英，重金屬及其他有毒物質(zhì)，整個反應過程無廢水、廢渣排放，無需煙氣再熱，無二次污染，在實現(xiàn)煙氣綜合治理的同時使廢物得到資源化利用。

此外，超低排放實施效果在相關動態(tài)數(shù)據(jù)指標體現(xiàn)方面，除技術、管理等因素外，還與現(xiàn)場監(jiān)測設備、信息的傳輸?shù)认嚓P，與不同的監(jiān)測設備，不同的監(jiān)測時段，不同的監(jiān)測位置及其周圍環(huán)境也有關，想要進一步規(guī)范污染物排放的監(jiān)測，就必須要確監(jiān)測設備是否能滿足超低排放標準，以保證數(shù)據(jù)的可靠信。

針對燒結煙氣在內(nèi)的大型工業(yè)煙囪等固定污染源廢氣濃度檢測，四方光電（武漢）儀器有限公司自主研發(fā)的便攜煙氣分析儀Gasboard-3800系列產(chǎn)品，基于自主知識產(chǎn)權的紫外差分光譜氣體分析技術微流紅外雙氣室傳感器技術，配備一體化采樣及伴熱裝置和進口便攜式預處理裝置，可同時測量煙氣中SO₂、NO、CO、CO₂、O₂等氣體體積濃度，檢測下限低，分辨率達0.1mg/m³，無水分吸收，不受水分、粉塵干擾，滿足超低排放監(jiān)測市場需要，是專門針對環(huán)境監(jiān)測、節(jié)能監(jiān)測、能效檢測以及環(huán)境科學研究推出的高性能便攜式產(chǎn)品。

結語：

燒結煙氣作為鋼鐵企業(yè)大氣污染的主要來源，一直都將是鋼鐵企業(yè)環(huán)保治理的重點，各鋼鐵企業(yè)可根據(jù)企業(yè)具體情況，選擇適合的煙氣凈化工藝，在粉塵治理的基礎上兼顧SO₂、NO_x、二英等多污染物的治理，加大監(jiān)控力度，減少燒結煙氣污染給經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境帶來的消極影響，促進鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（來源：工業(yè)過程氣體監(jiān)測技術）