烧结烟气氮氧化物减排技术路径探讨

3.2如何从源头控制及减少氮氧化物的产生

如上例所示，对任何已产生的氮氧化物进行末端治理都必须付出能源消耗及次生污染物产生的代价，影响企业的经济效益。最经济、合理、有效的减少氮氧化物排放的方法是通过采取清洁生产及最佳可行技术(即BAT技术)，从烧结生产工艺的源头减少氮氧化物的产生。

表3为某大型钢厂三台450m2烧结机全年排放烟气中氮氧化物浓度实时在线监测数据的汇总对照，该表显示:三台烧结机所排放烟气中氮氧化物的浓度水平存在较大差异，其年平均浓度最高者为最低者的19倍，超标率最高者为最低者的9倍，其中2号烧结机的氮氧化物排放浓度已基本达到2015年起国家标准规定的排放限值要求。造成三台烧结机氮氧化物排放水平差异的主要原因还是在于烧结生产工艺及其参数、原燃料及配矿方面存在差异。

从烧结生产工艺源头控制并减少氮氧化物的产生与排放主要可从以下几方面采取措施:

1)调整烧结料层中固体燃料(焦粉、煤粉)的配比、烧结矿的配矿结构，控制烧结矿二元碱度、SiO2、MgO、Al2O3的含量以及混合料的粒径。

2)采用烧结机头烟气循环使用技术进行废气循环烧结，可充分利用烧结机头高温烟气的热能，减少使用环境空气所消耗的热量，达到减少烧结过程能源消耗及能源燃烧过程氮氧化物产生量的目的;此外，由于循环烟气中的含氧量较低，可降低燃料周围的氧浓度，使燃料中的氮不易生成氮氧化物。烟气循环利用技术可减少30%的氮氧化物产生量。值得注意的是，该技术的采用将会减少最终废气的排放量，可减少后续废气治理设施的规模，但有可能会使排放废气中的氮氧化物浓度有所提高。

3)控制烧结料层温度场的分布，降低燃烧温度峰值，减少热力型氮氧化物的产生。

3.3如何针对不同情况制订氮氧化物控制及脱除技术方案

正确制订烧结氮氧化物控制及脱除技术方案，不但能保证烧结烟气所排放的氮氧化物满足国家标准及总量限额要求，而且可有效控制并减少建设投资及长期运行成本，以较小的能源消耗及次生污染为代价取得较好的氮氧化物减排效果。各种现状下可采取的氮

氧化物控制及减排技术路线概述如下:

1)对于烟气中氮氧化物排放浓度尚不能达到300mg/m3排放限值但已建成或在建脱硫设施的现有烧结机，宜采取上述源头控制的方法，通过烧结工艺及运行参数的调整、原燃料及配矿的改变等措施降低生产过程氮氧化物的产生，使其排放基本满足排放标准的限值要求，做到达标排放。

2)对于新建烧结机应根据国家规划要求，配套建设脱硫脱硝脱二恶英设施，并控制二恶英达到《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》所规定的排放限值。要一体化解决烧结烟气的脱硫脱硝脱二恶英问题，可以有以下几种途径:

1)配套建设脱硫脱硝脱二恶英一体化综合治理

设施，目前实施该途径最为现实的工艺技术即为活性炭联合脱硫脱硝工艺，该工艺目前在日韩应用较广，在中国太钢也已成功应用，从实际运行效果来看，其脱硫效率可达90%以上，脱硝效率约为30%，二恶英排放浓度可控制在0.5ng-TEQ/m3以内，粉尘排放浓度低于20mg/m3，符合国家的排放标准及规划要求，该技术路径的最大优势是可以以相对较低的建设投资取得一揽子的治理效果，略显不足的是脱硝效率不高(系按实际应用业绩显示，现也有厂商表示可达到80%以上，但无实绩证明)。

2)配套分别建设脱硫设施、脱硝设施、脱二恶英设施。就目前各种较为现实、成熟的烧结减排技术来看，实施该途径可采用的工艺技术可以是任何形式的脱硫工艺+选择性催化还原脱硝工艺(SCR)+二恶英减排工艺，该工艺路径的优势是脱硝效率高，可达80%，但缺点是建设投资及运行成本高，设备多，系统复杂。

3)工艺源头控制+配套治理设施。实施该途径可采用的工艺技术是上述3.2所示的工艺源头控制技术+催化氧化脱硝工艺+循环流化床脱硫技术，工艺源头控制技术可保证烧结排放烟气的氮氧化物浓度基本达标，催化氧化脱硝工艺主要是用于当各种原因造成排放烟气的氮氧化物浓度短时或偶然超标时进行临时性的脱硝治理以保证达标排放，之所以采用循环流化床脱硫技术不但是因为其具有良好的脱硫效果，更是由于其同时具有一定的脱除二恶英的效果(高效除尘器技术为二恶英减排的最佳可行技术之一)。

该工艺路径的优点是从源头控制，可以以相对较低的建设投资及运行成本达到符合国家法律法规及标准要求的目标，不足之处在于对烧结配矿及生产控制的要求较高，生产操作难度有所增加。

4)对于氮氧化物排放总量超过政府下达的排放总量限额，必须要实现总量减排的已建有脱硫设施的烧结机，可通过建设选择性催化还原脱硝设施(SCR)来达到减排的目的;对于面临氮氧化物减排要求又尚未建设脱硫设施的烧结机，宜采用建设活性炭联合脱硫脱硝工艺或循环流化床与SCR相配套的复合脱硫脱硝工艺。

4结语

随着科学技术和经济发展水平的提高，国家对污染物控制的范围和严格程度都在同步提高，对烧结污染物的控制范围已从最初仅对烟粉尘颗粒物的控制，扩大到现在对包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、二恶英、氟化氢等一系列污染物的综合控制。虽然控制范围和要求已经大幅提高，但成熟有效、经济实用的治理技术还处在不断的探索当中，目前尚未形成一种可被广泛推广应用的主流技术路径。

基于目前的现状，一方面各钢铁企业必须结合自身的实际状况和控制目标，选择适合自己的氮氧化物控制技术路线;另一方面政府和行业协会也应牵头组织进行产学研技术攻关，研发经济、有效、实用的氮氧化物减排技术。如适合于电厂高温烟气脱硝的选择性催化还原技术(SCR)，其应用于烧结低温烟气脱硝的最大障碍即是其催化剂的反应温度过高，若应用于烧结烟气脱硝势必要提高烧结烟气温度，从而导致整个烧结脱硝系统的能耗和运行成本过大，而低温催化剂的研发则是SCR技术应用于烧结低温烟气脱硝的关键，因此通过科研协同攻关研发产生低温催化剂技术，则可打通烧结低温烟气经济高效脱硝的瓶颈，对烧结氮氧化物减排极为有利。只有通过政府、行业协会、企业及社会的共同努力，才能使烧结工序氮氧化物控制与减排工作得以顺利进行。

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