钢铁行业烟气污染物控制技术(2)

2 钢铁产业多污染物协同控制技术

与燃煤电厂烟气相比，烧结球团烟气更容易出现污染物处理不够彻底以及二次污染的问题，投入与设定目标不一致的处理结果更是比比皆是。传统电力行业的污染物控制技术并不能完美照搬至钢铁行业的污染物治理。目前钢铁企业大部分采用单污染物控制技术，由于处理目标单一化，传统的单污染物控制技术会导致设备扩建及后续资金的大量投入，也会使整个污染物控制系统复杂化。寻找协同一体化污染物治理技术，实现多污染物同时、高效控制的目标势在必行。

2.1 活性炭吸附联合脱硫脱硝工艺

该工艺是目前世界范围内应用较为广泛的工艺之一，以物理-化学吸附作为基础，利用活性炭吸附能力强的特点，协同脱除烟气中的多种污染物[7]。依据活性炭的自身特点，其表面微孔具有良好的催化作用，烟气中的二氧化硫经催化氧化变为三氧化硫，生成的三氧化硫又由于烟气含湿量较大，与水蒸气结合成硫酸。活性炭去除氮氧化物的方式主要分为2种：1）利用催化脱除。由于活性炭表面官能团自身的特点，在有氨喷入的情况下，氮氧化物利用外加活性炭的催化作用，实现催化还原脱除氮氧化物的目的；2）对于无氨的环境，活性炭可以利用自身的吸附能力，脱除氮氧化物。具体反应如下：

图1 活性炭吸附法联合脱硫脱硝工艺流程

活性炭吸附工艺的优缺点明显。一方面，活性炭能利用自身特点，高效协同脱除多污染物，达到烟气净化的目的；另一方面，活性炭吸附工艺由于其自身特点，占地面积较大，在实际工程中所需投入的成本及后续维护费用较高。另外，为避免大量颗粒物进入吸收塔内，堵塞活性炭表面，导致活性炭活性降低，该工艺严格要求前端除尘工艺平稳且高效，并且在处理过程中还要进行活性炭再生，以实现重复利用，能源消耗也较大。

2.2 半干法脱硫+SCR选择性催化还原协同技术

传统电力行业中，半干法烟气脱硫与SCR脱硝技术的联用已经达到相当成熟的地步[17]，两者联用的效果也较为理想( 95%的脱硫效率以及80%以上的脱硝效率)。在非电行业，氮氧化物的排放标准形成较晚，大多数钢铁厂并未设有独立脱硝工艺。

以SDA法脱硫+低温SCR脱硝工艺为例，除尘后的烟气首先进入SDA吸收塔，雾化的浆液与二氧化硫结合，达到脱硫目的，并且SDA雾化碱液能够有效去除烧结球团烟气中的氟化物。

经SDA脱硫后的烟气进一步除尘后，进行烟气升温，达到SCR所需反应温度后，进入低温SCR反应器。不断地向反应器内注入氨气，以氨气作为还原剂，经过一系列氧化还原反应，最终产物生成氨气和水，从而实现联合脱硫脱硝。

两种脱硫脱硝技术的联用虽然可以实现主要污染物的协同脱除，但是在实际过程中，仍然需要面对诸多问题。首先是烧结球团烟气污染物的浓度波动较大，会对SCR脱硝催化剂的正常工作产生比较明显的影响，增大后期维护成本；另外经过半干法或湿法脱硫处理过的烟气，温度一般在140℃以内，不能满足SCR反应的温度要求，还需进行烟气二次升温处理，增大了过程能耗。反之，若先进行脱硝处理，高硫烟气也会对SCR催化剂的活性产生影响，大大降低脱硝效率，同样也会提高后续维护成本。

2.3 臭氧氧化法

臭氧氧化法利用的是其自身的强氧化能力[18]。臭氧发生器产生的臭氧在与烟气中一氧化氮接触的瞬间，将其氧化为高价化合物，不仅是一氧化氮，烟气中的气态汞、二氧化硫等都会被臭氧氧化。具体反应如下：

过量的臭氧也会引发副反应：

控制好臭氧的加入量，可保持较高的脱硝效率并避免副反应的发生。

脱硫（金属汞）：

氧化后的混合气体一同进入碱液中进行洗涤，三氧化硫以及氮氧化物同时被碱性吸收液吸收，达到同时脱硫脱硝的效果。

臭氧氧化法具有反应产物无污染、在整个处理过程中不需要引入氨气、工艺简单等优势，并且烟气温度能够满足臭氧的氧化过程，不需要进行烟气二次升温处理。但该工艺所需的臭氧需采用电离发生装置，因此额外增加了运行费用。同时，该工艺本身只能做到氧化，后续还需另外加入脱硫脱硝设备，增加了反应流程的运行费用。

3 结论

目前，我国钢铁行业大部分的大气污染控制技术，依旧以单一污染物控制技术为主。但随着国家对包括钢铁行业在内的一些非电力领域污染物排放标准的施行，原有的钢铁行业污染物控制技术已有明显缺陷，钢铁行业低排放的改造空间远比电力行业广阔。烧结球团烟气更是钢铁行业环保治理的重中之重。针对多污染物协同控制技术的研究将是今后的一个主要方向。传统的单一串联污染物控制模式，已不能满足高效低耗的发展理念。我国未来钢铁行业寻求新的污染物控制技术的基本理念，是降低投资运行成本，保持设备稳定持续运行，以及多污染物协同脱除，最终达到绿色可持续发展的目的。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0709/526.html