鋼鐵企業燒結機煙氣治理脫硫脫硝

隨著環保排放標準的不斷提高,燒結煙氣脫硝已成為鋼鐵企業環境治理的重dian.對3種常見燒結煙氣脫硝工藝的工作原理、優缺點進行對比,對比國內某鋼鐵企業同等型號燒結機的不同脫硝工藝,從運行成本考慮,提出SCR法可作為燒結煙氣脫硝改造的shou選工藝.

鋼鐵工業排放的典型污染物包括顆粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等。2015 年鋼鐵冶煉企業的SO2、NOX排放量分別為136.7 萬t、55.1t，約占工業源總排放量的9.7%、5%。在鋼鐵行業排放的污染物中，其中約78.8%SO2、52.8%NOX來自燒結工序，燒結工序為鋼鐵企業大氣污染防治的一個重要環節，燒結煙氣脫硝已成為鋼鐵企業煙氣治理的重中之重，選擇可行的脫硝工藝對鋼鐵企業穩定實現超低排放至關重要。

 燒結機頭NOX形成機理

燒結過程產生的NOX主要包括NO 和NO2，90%以上為NO，5%～10% 為NO2，還有微量N2O。NOx來源主要有兩部分：一是燒結點火階段；二是固體燃料燃燒和高溫反應階段。NOX產生途徑主要有3種：在燃燒條件下，空氣中的N2和O2反應生成熱力型NOX；燃燒過程中，空氣中的N2和燃料中的碳氫基團反應生成的HCN、CN 等NOx前驅物又被進一步氧化成為NOX，為快速型NOX；燃料中的氮在燃燒過程中被氧化成為燃料型NOx。

已有研究表明，燒結過程產生的NOX有80%～90% 來源于燃料中的氮，為燃料型NOX，熱力型和快速型NOX生成量很少。＜1 500 ℃時，熱力型NOX的生成量很少；＞1 500 ℃時，隨著反應溫度升高，其生成速率按指數規律增加，生成量升高。

燃料中氮的熱分解溫度低于煤粉燃燒溫度，在600～800 ℃時生成燃料型NOX。NOX生成量受到燃料氮含量、氮的存在形態、燃料粒度、空氣過剩系數、燒結混合料中金屬氧化物等成分的影響。根據燒結生產測算，每生產1 t 燒結礦約產生0.43～0.57 kgNOX，燒結煙氣中NOX的濃度一般在200～300 mg/m3。

常見燒結煙氣脫硝工藝：由于燒結煙氣具有成分比較復雜（含顆粒物、SO2、NOX、重金屬，等）、煙氣量大、溫度變化大等特征，在脫硝工藝選擇上與火力發電也有所不同。燒結煙氣中的NO2 由于可與水反應生成HNO3，經濕法脫硫段洗滌留在漿液中，故燒結煙氣脫硝的難點在于脫除或降D煙氣中的NOx。SCR（選擇性催化還原）脫硝工藝的原理是在脫硝催化劑作用下向溫度在250～400 ℃的煙氣中噴入還原劑NH3，將煙氣中的NO 和NO2 還原成N2 和H2O。該技術于20 世紀70 年代末首先在日本開發成功，80、90 年代以后，歐洲和美國相繼投入工業應用。其反應方程式為：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；

6NO+4NH3→5N2+6H2O；

6NO2+8NH3→7N2+12H2O；

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O。

SCR 脫硝工藝具有以下特點：1）該工藝是當前燃煤發電行業脫硝的主流工藝，市場應用率約93%～95%，有運行方便、轉動設備少、無副產品、脫硝效率高、技術成熟、穩定可靠等優點。2）由于燒結煙氣溫度一般在80～180 ℃，屬于低溫煙氣。若達到SCR 反應溫度需通過加熱或換熱先將煙氣升溫，溫升越高能耗就越大。