隨著生態(tài)環(huán)境部對鋼鐵行業(yè)大氣污染物的排放濃度要求越來越嚴格,2020年球團煙氣要滿足《鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》的超低排放要求.球團現(xiàn)有的環(huán)保設(shè)施無法滿足超低排放的要求,全面分析現(xiàn)有條件下的脫硝技術(shù),提高球團煙氣的脫硝效率,保證球團煙氣達標排放,提高環(huán)境空氣質(zhì)量.

　　1 球團煙氣凈化概述

　　在當前的燒結(jié)球團煙氣凈化過程中，主要是對其的二氧化硫含量以及煙塵等有效降低，防止排放到大氣中的煙氣內(nèi)二氧化硫濃度超標。早期，在對燒結(jié)球團進行煙氣凈化時，主要采用的是石灰石膏濕法脫硫技術(shù)。這種技術(shù)能夠有效地進行脫硫。但對煙氣中的氮氧化物的去除基本沒有效果。隨著鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放標準的不斷提高，球團排放煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、粉塵的排放濃度都要達到超低排放的要求。超低排放要求二氧化硫35mg/m3、氮氧化物50mg/m3、粉塵10mg/m3。現(xiàn)有的球團生產(chǎn)條件下，鏈篦機回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣中含有的氮氧化物含量一般在160~400mg/m3之間，遠高于超低排放的要求，因此，有必要對球團煙氣進行超低排放技術(shù)研究，提高脫硝效率，保證凈化后的煙氣符合超低排放的要求。

　　2 球團煙氣超低排放技術(shù)

　　2.1 對源頭氮氧化物（NOx）的控制技術(shù)

　　煙氣脫硝技術(shù)主要有有催化還原法（選擇性催化還原和非選擇性催化還原）、物理吸附法、氧化吸收法、循環(huán)流化床法、高能電子氧化法等，球團煙氣具有流量大、成分復(fù)雜、溫度低、煙氣成分波動大的明顯特征，各種脫硝技術(shù)在球團領(lǐng)域的應(yīng)用還不太成熟，活性碳脫銷和選擇性催化還原脫銷工藝脫硝效率高，但存在前期投資和運行成本費用太高，企業(yè)很少采用末端治理的技術(shù)進行煙氣脫硝。企業(yè)必須加強生產(chǎn)過程控制，從源頭上降低氮氧化物含量。

　　熱力條件和生成途徑的差異可能會導(dǎo)致燒結(jié)煙氣內(nèi)的氮氧化物類型不同，一般可以分為熱力型、燃料型、瞬時型。在球團生產(chǎn)工藝過程中，燃料型以及瞬時型的氮氧化物生成量比較少，主要是熱力型的氮氧化物，一般受生產(chǎn)過程中溫度的影響，其排放量與球團燒結(jié)的溫度相關(guān)。根據(jù)一些研究發(fā)現(xiàn)，鐵礦球團內(nèi)部的含氮量很少，在球團燒結(jié)過程中，用等離子點火噴煤燃燒供熱的，每天的用煤量很少。球團燒結(jié)過程中，鏈篦機回轉(zhuǎn)窯溫度達到800℃~1600℃時氮氧化物生成比較多，通過優(yōu)化燃料配比、優(yōu)化燃燒過程控制，在滿足球團回轉(zhuǎn)窯供熱的同時，避免燃燒火焰局部高溫產(chǎn)生較多的熱力型氮氧化物。特別是固體燃料中揮發(fā)性氮含量較多時，燒結(jié)球團煙氣內(nèi)的氮氧化物含量也比較高。如果選擇使用100%焦粉代替50%無煙煤+50%焦粉，能夠在很大程度上降低氮氧化物的排放濃度，其降低程度能達到40%左右。而在運行投資方面可以，以球團運行過程為研究對象發(fā)現(xiàn)，一噸成品球團礦需要消耗的焦粉為26.5kg，無煙煤消耗量為26.5kg，對運行費用進行折合計算，可以得出每噸球團礦大約為40.5元。而完全使用焦粉作為固體燃料，充分考慮焦粉熱值，其折算下來的運行費用為每噸球團礦費用大約為42 元，每一噸球團僅會增加1.5元。但是球團煙氣的處理成本遠遠低于新增脫硝設(shè)備的運行費用。因此，在選擇球團固體燃料時，可以考慮全部采用焦粉作為固體燃料。而使用無煙煤可以選擇揮發(fā)性氮含量比較低的無煙煤，這樣可以降低燒結(jié)煙氣內(nèi)氮氧化物排放量濃度。除此之外，在燃燒過程中要嚴格控制固體燃料的用量，可以使用厚料層燒結(jié)或者煙氣循環(huán)技術(shù)，能夠有效降低固體燃料用量，從而降低燒結(jié)煙氣內(nèi)氮氧化物排放濃度。從源頭上對氮氧化物含量進行控制，能夠極大提高脫銷效率[2]。

　　2.2 低溫SCR脫硝技術(shù)

　　通常情況下，球團煙氣排放的溫度要控制在100℃~180℃之間，而在燒結(jié)煙氣凈化過程中使用的V-Ti 催化劑的使用溫度最低規(guī)定為280℃，如果使用脫硫+脫銷或者脫銷+脫硫的聯(lián)合凈化技術(shù)，就需要對燒結(jié)煙氣進行加熱處理，才能夠使用催化劑。但是對燒結(jié)煙氣加熱處理的成本比較高。為了解決低溫脫硝的問題，使用低溫SCR催化劑對其進行處理。目前開發(fā)出來的低溫催化劑能夠適應(yīng)130℃~260℃的溫度。但是對進入SCR反應(yīng)器內(nèi)的燒結(jié)煙氣組成成分要求比較嚴格。例如，必須保證二氧化硫的濃度低于10ppm，并且要確保進入SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣水分含量比較低。而在當前的脫硫工藝使用過程中，因為進入SCR 反應(yīng)器內(nèi)的煙氣內(nèi)二氧化硫已經(jīng)基本脫除，能夠滿足二氧化硫濃度低于10ppm 的要求，但是脫硫過后的煙氣水分含量比較高，這樣也會對低溫催化劑的效果產(chǎn)生一定影響。而煙氣在進行脫硝過程中，需要加入NH3，其會與進入SCR反應(yīng)器內(nèi)二氧化硫反應(yīng)產(chǎn)生硫酸氨。因此在使用SCR 處理技術(shù)時，將低溫SCR脫硝放在石灰石膏濕法脫硫之前，煙氣溫度和濕度都能達到低溫SCR脫銷技術(shù)要求。并且濕法脫硫?qū)η驁F煙氣內(nèi)的氮氧化物濃度影響比較小。煙氣經(jīng)過脫硫吸收塔處理后，基本能夠去除95%以上的二氧化硫，經(jīng)過濕法脫硫后的煙氣濕度較大，后續(xù)再加濕電除塵去除煙氣里面的水分、粉塵，煙氣達標排放。

　　2.3 碳材料改性技術(shù)

　　一般情況下，活性炭是很多污染物凈化工藝過程中的吸附劑以及催化劑，活性炭的質(zhì)量好壞會直接影響燒結(jié)球團煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)質(zhì)量，同時也會對工程設(shè)計的成本和投資運行的成本造成一定影響。在選擇活性炭時，必須對活性炭的耐壓強度、耐磨強度、硫容以及脫銷值等參數(shù)進行檢查。通常情況下，在保證活性炭的脫硝效率的基礎(chǔ)上，可以降低活性炭循環(huán)的循環(huán)下料量，從而有效地降低投資和運行成本，現(xiàn)階段，在一些工程實踐過程中，對活性炭的脫硝能力進行了比較多的研究和試驗。同時也對改變活性炭表面以及附著金屬離子進行了改性研究，能夠?qū)钚蕴康幕瘜W吸附特性以及表面官能團種類進行有效的改變，這樣可以增強活性炭的效用。需要注意的是在對活性炭材料進行改性時，必須保證其能夠滿足脫硫脫硝能力，在此基礎(chǔ)上可以盡量提高活性炭的耐磨與耐壓強度，提高球團煙氣凈化效益[3]。

　　3 結(jié)語

　　隨著我國對鋼鐵燒結(jié)球團工業(yè)大氣污染物的排放標準的改進，對氮氧化物的排放有了更加明確和具體的限制，在一些地方對氮氧化物的排放標準有更加嚴格的要求。現(xiàn)階段，對球團煙氣進行凈化時，主要以是脫硫設(shè)備主完成。球團煙氣超低排放中，提高脫硝技術(shù)水平是當前球團煙氣凈化技術(shù)面臨的難點問題。其中，對氮氧化物的源頭進行控制是一種比較好的控制方法。采取氮氧化物源頭控制方法，能夠保證球團煙氣排放達到排放標準。但是，源頭控制方法對氮氧化物的生成能力控制比較有限，不能適應(yīng)越來越嚴格的環(huán)保要求。因此，必須輔助以其他的氮氧化物末端治理技術(shù)才能夠確保燒結(jié)球團煙氣超低排放標準。使用活性炭脫硝和低溫SCR脫硝技術(shù)對燒結(jié)煙氣氮氧化物進行末端治理。對燒結(jié)煙氣凈化技術(shù)進行改造時，可以使用煙氣循環(huán)以及專用脫硝煙道的綜合技術(shù)，這樣能夠有效的降低煙氣系統(tǒng)的投資和運行成本。總之根據(jù)球團煙氣的具體情況，選擇最佳的煙氣凈化技術(shù)，保證球團煙氣凈化能夠達到國家要求的排放標準。才能夠有效地降低有害氣體的排放對空氣質(zhì)量的不利影響。