钢企环保治理技术面面观

气的“混战”———烟气综合治理技术

新环保法实施以来，钢铁企业最头疼、首当其冲的就是烟气治理，不光要去除二氧化硫、氮氧化物甚至二噁英等有害气体，还要保证颗粒物排放时刻达标。然而，烟气综合治理也是各种技术工艺层出不穷的领域，选对适合自己的技术工艺，烟气综合治理才能走上正轨。

焦化煤气脱硫技术。宝钢在这方面进行了有益的实践。宝钢焦炉煤气中含H2S4g/m3~6g/m3，HCN1.5g/m3~2.0g/m3，萘0.9g/m3~1.2g/m3。煤气先进行初冷(包括直接和间接两部分)，温度由42℃~55℃降到25℃;然后经排风机、电捕焦油器输入煤气精制系统的中间冷却脱萘塔，进一步除萘和焦油等杂质。脱萘塔出口煤气温度为36℃，含萘≤0.36g/m3。

在宝钢一期工程中，煤气从脱萘塔出来后进入脱硫脱氰吸收塔，为保证脱硫效率，脱硫吸收液定量抽送到湿式氧化的希洛哈克斯装置，将H2S、HCN的吸收液氧化成含3%游离硫酸的硫铵母液，送下一道工序硫铵工段生产硫铵。脱硫脱氰后的煤气去氨吸收塔，吸氨后进终冷塔，最后进吸萘塔。该塔为空塔，顶部喷淋洗油吸苯后，煤气中含H2S小于200mg/m3、HCN小于150mg/m3，进入总煤气柜。

在宝钢二期工程中，煤气经中间冷却除萘后，进入吸氨装置，用75%的磷酸二氢铵((NH4)2HPO4)做吸收液，富液为磷酸二氢铵((NH4)2HPO4)，进解吸塔获得18%的氨水，进一步加压浓缩生产99.8%的无水氨，解吸氨后的磷酸二氢铵循环使用。吸氨后的煤气进入终冷塔，脱酚脱氰后的煤气进吸苯塔，吸收粗苯后再进入脱硫脱氰工艺，脱硫后去煤气柜储存，供全厂使用;脱硫富液去解吸装置，在111℃~112℃、58800Pa(0.6kg/cm2)条件下解吸，解吸出的H2S、HCN、CO2进燃烧炉生成SO2/NOX，再经过冷却、减湿、干燥、触媒作用等制备硫酸。尾气经氨水除害塔排入大气。

烧结烟气综合治理技术。国家提出要对烧结烟气进行综合治理，即脱硫、脱硝、脱二噁英、除尘联合进行，不能再单一进行脱硫了。烧结点火器后约1/3风箱处的烟气含硫不高，且温度高，这部分废气可不必脱硫，直接返回烧结作热风烧结，既节能又能降低脱硫运行费。

烧结烟气脱硫技术。烧结烟气脱硫技术分为干法、半干法和湿法。湿法主要有石灰—石膏法、硫铵法、氧化镁法、双碱法、离子液法等。干法主要有LJS循环流化床法、ENS法、密相干塔法、GSCA双循环流化床法、MEROS烟道喷射法、活性炭吸附法、NID烟道循环法等。半干法主要有SDA旋转喷雾法等。总体来看，干法脱硫效率偏低，脱硫副产物主要成分为亚硫酸钙，其物理化学性质不稳定，直接应用困难。湿法脱硫效率高，但是易造成低温腐蚀和烟囱雨，是PM2.5的主要产生源，很难实现多污染物的协同控制。以SDA旋转喷雾干燥法为代表的半干法有湿法的制浆系统，而副产物的成分和状态类似干法。目前，我国已有480多套烧结烟气脱硫装置，约有80%是湿法。总体效果湿法比干法要好些，但尚没有一种方法为最优的脱硫方法。已建成的设施约有一半以上没有达到设计水平，有工艺设计缺陷、设备选型不合理、施工质量不合格(施工单位资质不合规定)等问题。

二噁英治理技术。二噁英形成的前提是有氯元素存在。烧结生产具备形成二噁英的所有条件(不要再对烧结和焦炭喷洒氯化钙了)。烧结烟气中二噁英浓度在30ng-TEQ/Nm3~60ng-TEQ/Nm3，占总量的17.6%，仅次于垃圾焚烧。

降低二噁英的技术措施包括：降低烧结烟气中氯元素含量，高效强化除尘(除去细小的含二噁英尘颗粒)，对收集的二噁英气体进行加热分解(加热温度大于850℃)或急速冷却，采用活性炭吸附或有机溶剂溶解吸收等。在废气中添加尿素颗粒、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙，使烟气温度急冷到200℃以下，均有利于降低二噁英产生。

烧结烟气脱硝技术。烧结烟气的温度和氧、水含量较高，产生的NOX主要是NO2。在烧结烟气中,NO含量≤160mg/m3。烟气脱硝技术有湿法和干法之分，主要有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。其中脱硝效率最高、技术最为成熟的是选择性催化还原(SCR)法。但目前得到广泛商业应用的钒钛系SCR催化剂反应温度一般在300℃~400℃，故反应器需布置在除尘器之前，因粉尘等杂质的毒害作用，导致催化剂的使用寿命严重缩短。低温烟气脱硝催化剂的研究和开发是脱硝技术应用的关键。此外，可以将NOX进行焚烧，使之成为水和氮气;也可对NOX进行吸附、减量化处理。

烟气除尘技术。新环保法对大气中固体颗粒物的控制标准严格，除尘自然成为钢企环保的重中之重。

高炉出铁场除尘技术。出铁场烟尘排放点包括出铁口、撇渣器、摆动流嘴的3处，3处烟尘量约占总尘量的70%。出铁场排风量占系统总量的50%，巨型高炉3个以上出铁口的烟尘量占总尘量的80%~90%。应在各排烟点设排烟罩，除尘效果好，又节电。出铁口排烟罩有上吸、侧吸、吹吸多种形式，上吸效果好。由于铁口上方容纳不下罩子必要的容积，应加大风速，加大排风量。撇渣器排烟罩多数为低拱型方罩。摆动流嘴排烟罩普遍采用矩形伞形上吸式。罩子可设多个排烟管，由上部接出烟气。排烟管道不许架空敷设，为免影响天车行走，只能埋在平台楼板层内。每个排风点均安装手动和电动阀各一个，安装在沟道旁的阀门井内，手动阀调节平衡风量用，电动阀在出铁口交替使用。

烧结电除尘技术。电除尘技术装备分为湿式静电除尘器(没有二次粉尘飞扬，清灰、废水要处理，易腐蚀设备)、干式静电除尘器(有二次粉尘飞扬)、雾状粒子电除尘器(尘捕集后呈液体流下)、半湿式静电除尘器(湿式除尘室的洗涤水可循环使用，排出的泥浆在浓缩池用泥浆泵送入干燥机烘干，再从干式除尘室的灰斗排出)。

电除尘技术设装备的优点是阻力小，耗能少;除尘效率高(可捕集PM2.5以下的灰尘，布袋除尘只能捕集大于10ppm的粉尘)效率可在99%;使用范围广范，允许通过300℃~400℃高温烟气;处理烟气量大，自动化程度高，维修量小等。

其存在的问题主要是烧结除尘效率不稳定，难以实现排放浓度控制在50mg/m3。主要原因是烧结原燃料质量波动大，含有害杂质高;振打系统刚度不够，安装质量差，高压电源不能满足工况要求，极板和极线被腐蚀等。

提高电除尘效率的措施是，烟气温度在150℃以下，除尘器本体密封好，在除尘器顶部和灰斗上安装声波清灰器，加大烧结主降尘管直径。

高炉煤气除尘技术。过去，重力除尘器可除去85%大颗粒的尘，文式管除去细颗粒的尘。现在，布袋干法除尘得到推广使用，效果好，节水又节电，可提高TRT发电量30%。高炉煤气干法除尘技术已比较普及，有节水和节电效果。但废布袋的处理成为难点之一，TRT的叶片易结白色晶体，影响发电能力。

转炉煤气净化技术。OG法湿式除尘在国内外被广泛使用。将OG系统与转炉炉口的连接活动裙罩改为密封式，燃烧率降低到3%，煤气回收量提高100m3/t。LT法干式除尘技术在宝钢250吨转炉上应用，炉口烟气温度为1600℃，经冷却烟道间接冷却到1000℃，经蒸发冷却后进圆形电除尘器除尘。烟(煤)气在蒸发冷却器内由雾状喷水直接冷却，喷水烟气始终为干的。伴随喷水降温，烟气在蒸发冷却器内产生了一个调质过程，使粉尘的比电阻发生变化，这对于干式除尘器的除尘效果是非常有利的。烟气在蒸发冷却器内的流速低，有40%的粗颗粒会沉降到底部，经链式输送机和滑动卸灰阀排出。烟气出蒸发冷却器时的温度为170℃，排烟含尘量可达10mg/m3。