烧结烟气脱硫脱硝技术进展

增刊（1）

2019年9月HEBEI METALLURGY Suppl No.1 Sep.2019

烧结烟气脱硫脱硝技术进展

竹涛V,伊能静王礼锋2,牛文凤】‘2

（1•中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083；2.中国矿业大学（北京）大气环境管理与污染控制研究所，北京100083）

摘要:烧结过程是钢铁行业SO?和NO’的主要排放源，随着我国“十三五”期间节能减排工作的开展，对烧结烟气脱硫脱硝工艺的研究进展变得尤为重要。总结了我国近几年SO2和NO’的排放情况,分析了目前主流的烧结烟气脱硫和脱硝工艺技术的优缺点，探讨了烧结烟气气态污染物治理的发展方向，指出随着环保要求的日益严格，烧结烟气协同脱硫脱硝将是烧结烟气气态污染物治理的主流方向。

关键词:烧结烟气;脱硫;脱硝;脱硫脱硝一体化

中图分类号：X756 文献标识码：A 文章编号：1006-5008（2019）S1-0007-04 doi：10.13630/ki.13一1172.2019.S102

PROGRESS IN SINTERING FLUE GAS DESULFURIZATION AND DENITRIFICATION TECHNOLOGY Zhu Tao1,2,Yi Nengjing1,2,Wang Lifeng1,2,Niu Wenfeng1,2

(1.School of Chemical and Environmental Engineering,China University of Mining and Technology, Beijing,100083；2.Institute of Atmospheric Environmental Management and Pollution Control,China University of Mining and Technology,Beijing,100083)

Abstract:The sintering process is the main source of SO2and NO*emission in steel industry.With the devel­opment of energy saving and emission reduction during the13th Five-Year Plan period,the progress of the desulfurization and denitrification process of sintering flue gas has become particulsirly important.This paper summarized the recent emission situation of SO2and NO*in China,briefly introduced the current mainstream sintering flue gas desulfurization and denitration technology,analyzed the advantages and disadvantages of various processes,and discussed the development direction of gaseous pollutants control of sintering flue gas. With the continuous improvement of environmental protection requirements,the synergistic desulfurization and denitrification of sintering flue gas will be the mainstream direction of the treatment of gaseous pollutants in sintering flue gas.

Key words:sintering flue gas；desulfurization；denitrification；desulfurization and denitrification integration

0引言

随着城市化进程的加快,我国钢铁行业正迅速发展。同时烧结矿产量也迅速增加,2017年产量即达到&20亿t,有力地支撑了我国钢铁工业的发展。烧结工序不仅承担着为高炉生产提供原料的任务，还具有消纳各种返回料的功能，同时也是烟气污染

收稿日期：2019-08-15

基金项目：山西省•科技重大专项（20181102017）；中央高校基本科研业务费专项（2009QH03）

作者简介:竹涛（1979-）,男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为大气污染控制,E-mail:bamboozt@ 排放的主要工序。在钢铁工业的各种工艺中，烧结过程中SO2和NO”的排放量分别占整个钢铁生产流程对应污染物排放量的60%和50%以上,在长流程生产工艺中SO2占总排放量的85%以上,且伴有碱重金属等污染物这些气体是对人类及其他生物有害的主要污染物，减少其生成是钢铁生产企业的一项重要工作。

目前,湿法烟气脱硫（FGD）技术是钢铁工业控制SO2排放的一项较为成熟和应用最广泛的技术。然而，由于来自烧结烟气的NO*主要以NO的形式存在，其难溶于水，因此对于NO”的吸收效果不是

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很好⑵。燃煤电厂用于反硝化的常用技术是选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)方法⑶。与火电行业不同，钢铁工业的烧结烟气具有大且不稳定的流速，高的排气温度和可变的水分和氧气含量。另外，烧结烟气中存在许多粗颗粒和有毒物质。这些特征大大增强了从烧结烟气中除去SO?和NO”的难度。同时建立全新的设备和技术去除SO2和NO*需要太多的经济预算，因此很难被大多数钢铁工业所接受。

随着我国节能减排工作的开展，钢铁烧结工序面临的环保压力日益加重，而目前我国对烧结烟气污染物的治理仍处于以SO2和烧结粉尘为主，逐渐向N0”和二噁英过度的阶段。当前的治理工艺普遍存在对协同治理认识不足，加强对烧结烟气污染物协同治理技术的开发对烧结烟气污染物的治理具有重要意义。

1烧结过程SO2和NO,的排放形势

1.1烧结SO?的排放形势

2008年我国重点钢铁企业SO2排放量约110万t,其中烧结工序排放约80万t,占比72.73%[4]。2009年钢铁工业环境保护协会统计的钢铁企业SO2排放量为78万t,其中烧结工序排放62万t,占比79.42%02012年我国钢铁行业SO2排放240.6万t,烧结工序排放144万t,占比60%[5]。2015年钢铁行业SO2排放量为136.8万t,较2012年减少63.2万t,降幅31.6%，表明烧结烟气脱硫工艺在我国全面推广的实施效果显著。

1.2烧结NO”的排放形势

2010年我国钢铁行业NO,排放量为93.1万t,其中烧结工序排放约51万t,占比54.66%2012年我国钢铁行业NO*排放97.2万t,烧结工序排放47万t,占比50%"〕。我国烧结烟气中NO”浓度一般为200~310mg/m3，最高可达700mg/m3,由于烧结烟气量较大,NO”的排放量也较大国内目前除宝钢、太钢及日钢等少数企业利用活性炭或SCR工艺进行烧结NO”治理外，其他企业并未配套相应烧结脱硝设备，同时活性炭工艺的脱硝率也仅为30%-50%，烧结NO”减排形势非常严峻。

2烧结烟气SO2和NO,减排技术概况

烧结工序的脱硫脱硝是钢铁工业环境治理急需解决的重要问题。随着环境标准的提高，烟气脱硫的技术也在日渐完善的同时，钢铁企业必须控制NO”的排放。而多数企业只安装了脱硫装置，脱硝才刚起步，形势非常紧迫和严峻。协同治理应注意在脱除SO2和NO”等污染物的同时,合理处理副产物，防止二次污染。

2.1烧结烟气SO?减排技术

烧结烟气硫含量较大，可以通过原料控制、烧结过程控制和烧结烟气脱硫3种方法降低SO2排放。原料控制通常采用低硫原料配入，而国内企业烧结原燃料种类相对固定。同时过程控制多采用高烟囱稀释法，其中末端控制即烧结烟气脱硫被认为是控制SO2排放最有效、应用最广的技术。

目前，烧结烟气脱硫技术可分为湿法、半干法、干法3类，其中湿法脱硫技术较为成熟，湿法约占82.7%。常用的湿法烟气脱硫技术主要是石灰石/石灰-石膏法，约占比72.4%，脱硫率可达到90%以上，但存在成本、能耗较高，设备容易腐蚀等难题。表1为我国2014年钢铁企业烧结烟气脱硫的工艺及应用情况

表1几种典型烧结烟气脱硫工艺及应用

分类脱硫工艺数量脱硫效率/%脱硫副产物

石灰石-石膏法31590~98石膏

氧化镁法32>90MgSO4>MgSO3湿法

氨-硫讓法4090-98(NH4)2SO4

双碱法47>90SO2^Na2 SO3

离子液法199.5so2

钢渣脱硫法->80CaSO3、CaS()4

循环流化床法40>90CaSO4-l/2H2O,CaSO3•1/2H2O 半干法旋转喷雾法17>80CaSO3、CaSO4、CaCl2

密相干塔法380CaSO3^CaSO4干法活性炭吸收法2>95SO2

2-2烧结烟气NO”减排技术控制和末端控制3类方法去除。通过原料控制最宜烧结烟气NO*同样也可以通过原料控制、过程接的方式是使用较低氮含量的焦粉作为燃料，但选8