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烧结烟气的超低排放工艺的发展趋势

2020-03-23 09:20:41      点击:
随着环保的要求越来越严格,烧结烟气除了脱硫还需要脱硝,目前仅仅脱硫工艺已经不适用当前的环保要求。文章对目前应用的氧化法脱硝,SCR脱硝,活性焦脱硝的工艺的优点缺点进行分析,指出其工艺的优点及不足,并对未来最适合烧结烟气脱硫脱硝的工艺提出一些看法。


关键词:烧结烟气;脱硫;脱硝;脱硫脱硝


国家生态环境部于2018年5月颁布了《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》意见,该方案对于钢铁行业大气污染物达到的超低排放标准提出了明确的要求[1-3]。排放的烧结烟气中尘质量浓度需低于10mg/m3,二氧化硫质量浓度低于35 mg/m3,氮氧化物质量浓度低于50 mg/m3。


目前在运行的烧结机中脱硫已经属于常态化,运行的主要有以下三种工艺:针对高浓度二氧化硫的湿法脱硫工艺,不产生废水和液体脱硫副产物的半干法脱硫,预留脱硝接口的活性焦脱硫工艺。


烧结烟气脱硝的典型工艺


将现有烧结脱硫设施拆掉重新建同时脱硫脱硝设施是得不偿失的,因此在现有的脱硫工艺后添加脱硝工艺是最可行的方法。


目前国内企业工业应用的脱硝法主要有三大种类,氧化法脱硝,SCR脱硝,活性焦脱硝。


氧化法脱硝


低温氧化脱硝技术泛指采用强氧化剂将NO氧化成为NO2,并将NO2氧化成更高价态的氮氧化物,然后被脱硫剂吸收,从而脱除NOx的工艺路线[4,5]。目前,常见的低温氧化剂有氯酸、亚氯酸钠、高锰酸钾、过氧化氢、臭氧等,从机理上讲,该工艺适用于配合各种脱硫技术,且投资低,运行成本较低,但存在的主要争议在于臭氧逃逸对大气环境的影响以及强氧化剂的腐蚀等问题。


现在已经有成功应用案例,采用的是氧化镁湿法脱硫工艺,通过塔内氧化技术,将大多数亚硫酸镁氧化成硫酸镁,无结垢和堵塞情况,脱硫液体的ph值在6.5-7,大大减少对设备的腐蚀。另外产生的脱硫脱硝废液会形成碱式硫酸镁母液,废水进行冲洗,导致整个工艺基本不产生废水,生成的脱硫副产物浓缩后制备成碱式硫酸镁水泥。与钙法脱硫副产物大多数采用抛弃法处理相比,该方法的最大优点是将脱硫脱硝副产物得到了应用,同时降低了脱硫脱硝的运行成本,并且副产物得到了真正的应用,从长远角度来看,该工艺有望得到一定范围的应用。该方法的不足在于:该方法属于湿法脱硫,与现在流行的半干法脱硫相比,湿法脱硫的一些弊端都无法避免,比如烟气含湿量较大,从烟囱排出时容易形成烟囱雨造成局部污染。在脱硫运行过程中容易造成跑冒滴漏现象,对设备的腐蚀磨损现象也比干法严重。对工人的劳动强度也比干法脱硫的大。湿法脱硫以后,烟气温降大,如果升温采用SCR脱硝更不划算,因此采用臭氧等氧化脱硝,该工艺脱硝稳定性没有SCR稳定性好,效率也较低。


天津荣程、宝钢韶关、唐钢中厚板等多家企业采用了此类技术。从运行情况来看,一般脱硝效率在50%左右。


个人认为氧化法脱硝最适宜湿法脱硫,因为湿法脱硫在管路,烟囱等防腐处理上比干法,半干法更细致到位,氧化法脱硝的防腐成本大大降低。对于SCR脱硝催化剂的烟气升温成本巨大,以及烟气含湿量大加速催化剂失效的问题在氧化法脱硝上都不需要解决。


该方法的优点在于不需要脱硫后烟气进行加热,这样可以使脱硝成本大大降低。不足之处在于:氧化剂在使用安全性上需要注意,氧化法脱硝的脱硝效率较低,如果想广泛应用氧化法脱硝,需要改进氧化剂。因此,安全高效的复合脱硝氧化剂是氧化法脱硝的研究主要方向。