钢铁企业超低排放改造：烧结烟气治理应被重点关注!

国产烟气分析仪在钢铁企业超低排放改造中的应用烧结是炼钢过程中的一个重要环节，烧结烟气是烧结混料在高温条件下烧结成型过程中形成的，烧结烟气含有大量的烟尘、NO x和SO2。NO x和SO2是酸性气态污染物，这种物质遇水后形成稀酸，对环境危害很大。据统计，烧结过程的污染物的排放量约占钢铁企业排放总量的60%~70%，控制烧结过程的污染物排放是钢铁企业减排工作中的重点。随着国家环保政策的日益严格，为达到国家环保目标，钢铁行业烧结减排技术研究已成为各钢铁厂迫在眉睫的任务，也是各个钢铁企业发展与环境污染治理和谐发展的必经之路。

一、环保减排政策

1、国家生态环境部

2018年5月，生态环境部发布《钢铁企业超低排放改造工作方案（征求意见稿）》。《意见稿》明确，新建(含搬迁)钢铁项目要全部达到超低排放水平。到2020年10月底前，京津冀及周边、长三角、汾渭平原等大气污染防治重点区域具备改造条件的钢铁企业基本完成超低排放改造；到2022年底前，珠三角、成渝、辽宁中部、武汉及其周边、长株潭、乌昌等区域基本完成;到2025年底前，全国具备改造条件的钢铁企业力争实现超低排放。此次生态环境部出台全国性的钢铁超净排放改造征求意见稿，吹响了钢铁行业全面超净排放改造的号角。

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2、河北省

2018年9月，河北省印发《钢铁工业大气污染物超低排放标准》，该标准自2019年1月1日起正式实施。

标准提出，烧结机头（球团焙烧）烟气在基准含氧量16%条件下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值分别为10mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3。其他工序颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值分别为10 mg/m3、50 mg/m3、150 mg/m3。

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3、陕西省

2018年12月，陕西省印发《关中地区重点行业大气污染物排放标准》，该标准自2019年1月29日起正式实施。标准指出，烧结、球团烟气颗粒物排放标准为20~40mg/m3、二氧化硫排放限值为50~180 mg/m3、氮氧化物排放限值为100~300 mg/m3。

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上述排放限值远低于国家相关标准中40 mg/m3、180 mg/m3、300 mg/m3的大气污染物特别排放限值。钢铁超低排放的重锤落定了。至此钢铁超低排放迎来了行业的春天，钢铁超低排放终于走到了前台，成为了工业烟气治理的主角。

二、我国钢铁行业烧结烟气特点

1、烟气量大

在较高的漏风率(40%～50%)和较高固体循环率的影响下，有相当一部分空气没有通过烧结料层，导致烧结烟气量激增，每生产1t的烧结矿可产生4000～6000m3的烟气。

2、烟气成分复杂

含有多种腐蚀性气体如HCl、SO x、NO x、HF等，含有重金属物质如铅、汞、锌等以及含有有毒气体二恶英。同时烟气中还夹带大量粉尘，粉尘主要以铁及其化合物为主，浓度可达10g/m3。

3、二氧化硫浓度变化较大

受原料中硫含量的影响，烟气中SO2浓度一般为1000～1500mg/m3，有的也可达3000～5000mg/m3。

4、烟气温度波动范围大

受操作条件的影响，烧结烟气温度一般在120～180℃，采用低温烧结技术时也可达到80℃。

5、含湿量高和含氧量高

由于混合料在烧结前必须加适量的水以提高烧结混合料的透气性，因此烧结烟气中的含湿量比较大，可达到7%～13%；含氧量一般可达到15%～18%。

三、烧结烟气治理

烧结烟气超低排放治理方面主要有3种不同的技术方案：活性焦法、SCR法和氧化法。

1、活性焦法

当前活性焦法受到大多数大型钢铁企业的推崇。

活性焦法工艺流程

其优点主要有：

1）该方法能够达到多污染物(如SO2、NO x、二噁英和重金属等)协同治理的效果；

2）活性焦法不产生固体废弃物，省去企业固体废弃物处理负担；

3）该方法可以将污染物资源化利用，有利于清洁生产，如SO2制酸加以利用；

4）活性焦法属于全干法工艺，无拖烟现象，视觉效果好。

其缺点主要有：

1）活性焦法因烧结烟气温度等因素，在运行操作上，管理不到位时存在一定的安全隐患；

2）在脱硝效率、颗粒物排放方面长期稳定达标尚需进一步优化；

3）活性焦法解析制酸时存在废水处理及酸的利用等问题；

4）随着活性焦市场需求的增加，其供应、产品质量、自身生产环保等应引起高度重视。

2、SCR法

SCR法脱硝工艺对以上脱硫设施的改造等具有较大的现实意义。通过增加催化剂数量、提高反应温度、增加湿式电除尘等措施，以SCR为核心结合其他各种脱硫技术的脱硫脱硝工艺能够达到超低排放的要求。

选择性催化还原法（SCR）工艺流程

需要指出的是，该技术工艺存在的不足主要有：

1）不可避免产生固体废弃物，大量的固体废弃物对有些地区而言存在无法消纳处理的情况；

2）SCR法使用的催化剂在使用寿命到期后，大多属于危废，届时存在回收处理难度；

3）催化剂催化效果对烟气温度有一定的要求，在低温催化剂不太成熟的情况下，需对烟气进行升温处理从而增加能耗；

4）SCR法工艺对烟气其他污染物（如二噁英、重金属等）处理效果尚待验证。

3、臭氧氧化法

臭氧氧化法的装置设施其他脱硫的工艺设施，具有一次性投资、运行成本较低，工期快等优点，受到要求时间紧迫等地区的青睐。

臭氧氧化法工艺流程

但该方法的缺点主要有：

1）脱硝效率普遍相对较低，基本在50%左右，对进口烟气硝含量有一定要求；

2）在生产实施过程中，尤其是配置湿法脱硫时容易产生烟羽拖尾现象（排放烟气中略带黄色）；

3）该方法同样产生大量的脱硫脱硝固体废弃物，成为大多数企业不好处理的问题；

4）氧化法工艺对烟气其他污染物（如二噁英、重金属等）处理效果尚待验证。

四、结语

针对烧结烟气的自身特点，目前主流的烧结烟气治理技术均具有各自的技术优势，但同时也存在不完善、不成熟的特点。在对烧结烟气治理工艺选择上，应结合企业的自身情况，从多方面因素考虑，同时，充分考虑副产品的综合利用前景，在达标的前提下，争取实现循环经济模式，使企业设施运行在烟气治理的同时，又能带来一定的经济效益。

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