臭氧氧化+循环流化床法烧结烟气净化技术的应用

为进一步分析烟气中NO、NO2的分布及NOx氧化、吸收情况，通过德图350便携式分析仪对入口 (氧化前) 、塔底 (氧化后) 、出口 (吸收后) 处烟气NOx浓度进行检测 (检测结果见表4) ，并委托安徽工业大学对脱硫灰成分进行了检测 (检测结果见表5) 。同时，邀请多家检测机构多次对出口烟气成分进行检测，均未检测出O3含量，可见，不会发生O3逃逸情况。

表4 烟气氧化前后及出口NOx浓度 (mg/m3)

表5 脱硝系统投用前后脱硫灰成分 (%)

从表4、表5可以看出，塔底烟气 (氧化后) NO浓度降至60.22mg/m3，NO2浓度增至156.08mg/m3，说明原烟气中70%以上NO被氧化，NO被氧化效果良好；出口 (吸收后) 烟气中仅有少量NO2存在，吸收反应达97%以上；同时，脱硫灰中硝酸钙和亚硝酸钙含量提高了3.08%，亚硫酸钙含量降低了29.09%，硫酸钙含量增加了29.10%。其结果说明大部分亚硫酸钙转化为硫酸钙，脱硫石膏品质得到改善。脱硫灰中含有一定的亚硝酸钙，在混凝土中能起到阻锈剂作用。目前，脱硫灰主要用于水泥、制砖等建材行业。

由以上分析可知，烟气中NO的脱除是一个预氧化后并在吸收塔内完成固化脱除的过程。

4.2 运行成本

基于2018年上半年梅钢三号烧结机脱硫脱硝系统消耗指标，主要包括生石灰 (脱硫剂-吸收剂) 消耗、脱硫引风机电耗、氧气消耗、臭氧发生器电耗等，按梅钢财务成本价格测算，加上水费、压缩空气费用及蒸汽费用等，三号烧结机脱硫脱硝系统运行成本为11元/t左右 (详见表6) 。与活性炭烟气净化技术、循环流化床+SCR工艺技术相比 (两种工艺运行成本一般在15~18元/t左右) ，该工艺技术运行成本具有一定的优势。

表6 三号烧结机脱硫脱硝系统运行成本构成

4.3 问题及对策

三号烧结机脱硫脱硝系统投用后，运行效果良好，出口烟气中SO2、NOx、粉尘浓度分别降至35mg/m3、100mg/m3、5mg/m3以下，污染物排放指标均达到设计要求。系统正常运行时，氮氧化物排放浓度在60~80mg/m3左右，低于南京二级环保管控排放限值，但与国家生态环境部2018年5月关于征求《钢铁企业超低排放改造工作方案 (征求意见稿) 》意见的函 (环办大气函[2018]242号) 中“氮氧化物小时均值排放浓度不高于50mg/m3”的要求还存在差距。因此，为稳定实现氮氧化物小于50mg/m3的超低排放要求及进一步降低系统运行成本，经与设计单位共同商议论证，拟从以下几方面开展工作：

(1) 在机头电除尘器前烟道中喷入碱性熔剂 (如氢氧化钙粉) ，以去除烟气中的HCl，降低脱硫运行温度，提高NO2的吸收效率。

(2) 在目前现场配置的两台臭氧发生器基础上，增设第三台臭氧发生器，提高臭氧发生量。

(3) 添加改性复合剂 (钠基弱氧化性溶液) ，对工艺水进行改性，改变吸收反应环境，增加吸收剂亲水性，创造高效脱硝超离子型反应条件。

(4) 优化系统运行工况和运行参数 (床层压降、吸收剂品质、吸收剂加入量等) ，建立氮氧化物超低排放模型，实现稳定的高效氧化和高效吸收。

(5) 加快调试臭氧催化 (生成OH自由基)系统，该系统投用后将会降低臭氧发生器电耗，有利于进一步降低系统运行成本。

5 结论

梅钢三号烧结机“臭氧氧化+循环流化床”于一体的烧结烟气综合治理技术工艺设计及生产实践表明：

(1) 系统简洁，占地面积小，投资小，可靠性高，负荷适应性好。

(2) 系统控制简单，运行稳定，效果良好，脱硫、脱硝、除尘效率高，出口烟气中二氧化硫、氮氧化物、粉尘浓度分别降至35mg/m3、100mg/m3、5mg/m3以下，排放指标均达到设计要求，且均低于南京二级环保管控排放限值，具备超净排放能力。

(3) 系统运行成本较低，与活性炭烟气净化技术、循环流化床+SCR工艺技术相比具有一定的优势；后续将对系统工艺参数进一步优化，以实现氮氧化物超低排放。

(4) 该系统的成功运行，对烧结烟气的综合治理提供了较好地示范作用。

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