烧结烟气氮氧化物减排技术路径探讨

催化氧化脱硝工艺目前在烧结行业尚未投入工业性应用，但从实验室试验及烧结现场短暂实际工况试验的情况说明，催化氧化工艺具有比较明确的脱硝功效，图1是在已建有循环流化床脱硫设施的450m2烧结机上进行催化氧化脱硝试验的情况，标阴影时间段为脱硝剂喷入的时间段(共分4次喷入)，图中显示脱硝剂的喷入可比较明显的降低排放烟气中氮氧化物的浓度，脱硝效率与脱硝剂的喷入量直接相关。

催化氧化脱硝工艺的主要特点:

1)催化氧化脱硝系统一般与脱硫系统配套成烟气综合治理设施进行应用，而钙基吸收剂可同时进行

硫与氮的吸收。

2)系统简单，占地少，建设投资省，较适合于现有烧结机控制氮氧化物达标排放的应用。

3)长期连续大量的采用催化氧化工艺进行烟气脱硝，会导致脱硫脱硝副产物中产生大量的硝酸钙，对副产物的综合利用会产生一定的影响，其影响程度以及相应的对策途径还需作进一步的研究。

2.4脱硝技术路线的比较

目前国外烧结烟气脱硝所采用的技术路线各不相同，并没有形成一种绝对主流技术统领市场的局面，这主要是由于烧结烟气脱硝技术路径的选择不仅与烧结烟气自身特性有关，与企业对其建设与运行成本的承受能力有关，与原料及副产物的来源及出路有关，更是与该烧结企业所处国家及地区的环保法规及标准的控制要求有关，没有一种烧结烟气脱硝技术可以在脱除烧结烟气氮氧化物的同时不产生其他的环境、能源、设备等问题，每一种烧结脱硝技术都或多或少地存在着它的明显的缺陷和不足。本文将对上述三种脱硝方式的优劣进行比较。由于每一种脱硝技术在实际应用中由于附加功能、装备水平、控制要求、配套设施等的不同在建设投资、运行成本方面存在较大的差异，很难以准确的量化指标进行比较，只能在总体上进行相对的定性比较。脱硝技术路线的比较见表2。

3烧结烟气氮氧化物排放控制技术途径选择的思路

烧结烟气氮氧化物排放量的控制与减少，不能仅仅局限于对已产生的氮氧化物采取末端治理措施，单纯依靠建设脱硝设施来实现氮氧化物的减排，同时还应从烧结生产的源头入手，通过对生产工况的调整和采取合理的烧结配矿技术来减少烧结工序氮氧化物的产生，从而实现减少烧结工序向大气环境排放氮氧化物的目的。在选择烧结工序氮氧化物控制与减排技术路径时，必须在满足《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》及政府相关氮氧化物排放总量限额及脱硝设施建设等具体要求的前提下，根据自身烧结工艺及设备的实际状况、烧结烟气的具体特点、企业的承受能力和所追求的主要目标等，并充分考虑到在脱硝的同时所必然发生的能源的消耗、新的污染物的产生以及其他一系列的问题，在经过必要的技术经济比较后，确定适合于本企业的、能够保持持续稳定运行的技术方案。本文将就烧结烟气氮氧化物控制与减排中必须考虑的几个问题提出如下的思路与建议。

3.1如何确定适宜的氮氧化物控制与减排目标

烧结烟气中的氮氧化物，主要是由烧结固体燃料及含铁原料中的氮和空气中的氧在高温烧结时产生的，每生产一吨烧结矿约产生0.4～0.65kg氮氧化物。烧结烟气中氮氧化物浓度波动范围较大，可从几十mg/m3到500mg/m3以上，但大多在200～300mg/m3范围内。

根据2012年颁布施行的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》:现有烧结机氮氧化物排放浓度限值在2014年底前为500mg/m3，自2015年起为300mg/m3;新建烧结机氮氧化物排放浓度限值均为300mg/m3。在国家及地方政府制定的相关的“十二五”规划中明确提出:新建烧结机应同步配套建设脱硫脱硝设施。

从目前国内烧结机实际的氮氧化物排放情况来看，绝大部分烧结机已能满足2014年底前的500mg/m3的排放限值要求，其中有相当一部分还能满足2015年300mg/m3的排放限值要求。即使那些尚不能达到300mg/m3排放限值的烧结机，其超限的频度及幅度也并不很大。

基于上述国家标准及烧结机氮氧化物实际的排放状况，综合考虑钢铁企业的经济承受能力及运行维护水平，因时因地制宜制定不同的烧结机氮氧化物控制与减排的目标是必要的。确定氮氧化物控制与减排目标的原则如下:

1)所有烧结机均应满足《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》规定的300mg/m3排放限值的基本要求。

2)对于政府已下达氮氧化物排放总量限额的烧结企业，必须将总量指标分解到每台烧结机，并根据每台烧结机所分解到的排放量指标折算到其必须达到的排放浓度，将该烧结机实际排放浓度与必须达到的排放浓度进行比较，以确定是否必须采取减排措施以及确定必须达到的减排效率。

3)对于建设脱硝设施的烧结机，其氮氧化物的减排目标应与其所采用的脱硝技术相一致。切忌盲目单纯追求脱硝效率指标的先进，高的脱硝效率往往意味着在脱除氮氧化物的同时将有较高的能源消耗及次生污染物的产生。如以某钢铁企业为例，其欲为一台450m2烧结机建设脱硝装置，设定脱硝效率为80%，

拟采用在火电脱硝行业应用最广、最为成熟的SCR脱硝技术，该脱硝设施设计平均烟气量为130×104m3/h，入口烟气平均氮氧化物浓度300mg/m3，入口烟气温度为80℃(脱硫后烟气温度)，由于烧结烟气温度较低，需要加热至适宜脱硝的温度约320℃，虽然设置了原烟气与净烟气之间的热回收装置GGH，但原烟气的年升温能耗依然将达到2.43万t标煤，加之脱硝设施每年所需电耗7400t标煤，脱硝所需总能耗达到每年3.17万t标煤，虽然脱硝设施每年可以减少氮氧化物的排放量2596t，但由于脱硝设施所需能源的消耗所附带产生的各类污染物分别是:二氧化硫567t，氮氧化物238t，二氧化碳82420t，等等。

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