銳意自控|煙氣紫外分析儀燒結煙氣超低排放中的作用分析

導語：

鋼鐵冶煉是高耗能重污染行業，而燒結煙氣又是鋼鐵企業主要排放的大氣污染物，它約占整個鋼鐵企業排放總量的50%以上。隨著國家環保排放標準的不斷收緊和“十三五”期間實行污染物總量控制政策的影響，對燒結煙氣的治理將成為鋼鐵企業的重點工作。

一、燒結煙氣治理的行業背景

2018年5月，生態環境部發布了《鋼鐵企業超低排放改造工作方案》（征求意見稿），對國內鋼鐵企業的大氣污染治理提出更為嚴格的標準。其中重新規劃了對燒結煙氣污染物的排放限制規定，將燒結機頭煙氣、球團焙燒煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值由特別排放限制20 mg/m³、50 mg/m³、100 mg/m³修改為10 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³，并規定所有具備條件的鋼鐵企業按區域分別于2020 年、2022年、2025年完成超低排放改造。

《鋼鐵企業超低排放改造工作方案》對鋼鐵企業污染排放限值進行了詳細規定，更有部分地區將該征求意見直接變為地方硬性要求，完成改造日期比國家規定時限提前。針對此類要求，各企業對超低排放改造工作的實施紛紛加快進程。但在改造工作具體實施過程中，燒結煙氣的治理技術也會面臨困擾。

二、國內燒結煙氣治理現狀

燒結是鋼鐵生產的重要工序，一方面，高質量的燒結礦能夠提高高爐的生產效率，降低生產成本；另一方面，燒結是鋼鐵聯合企業的固體廢物處理中心，鐵、磷、除塵污泥、除塵灰等生產過程中產生的絕大多數含鐵廢物都能作為燒結生產原料重新回到生產流程中。

由于燒結過程中使用多種原燃料，因此，燒結煙氣成分比燃煤鍋爐煙氣復雜。燒結煙氣中含有SO₂、NO_x、HF、二英等多種有害氣態污染物及含鐵粉塵、重金屬等固態污染物，對環境危害極大。其中燒結機頭煙氣污染物排放量占比大，顆粒物、SO₂、NO_x排放量分別占鋼鐵廠排放總量的40%，70%，50%以上。因此，全面控制燒結煙氣中的顆粒物、SO₂、NO_x等污染物排放已經成為鋼鐵企業控制污染的重點工作。

三、燒結煙氣超低排放技術路線

鋼鐵行業生產工序復雜，污染源數量多，針對燒結煙氣的特殊性，要想實現燒結煙氣超低排放，必須結合鋼鐵企業的實際情況，采用的治理方案對塵、硫、硝進行綜合治理，實現多污染物的協同處理，才能從根本上解決燒結煙氣的超低排放問題。

對于燒結煙氣來說，無論是除塵技術，還是脫硫工藝，都已十分成熟，也形成了一整套的技術路線，只要技術選用合理、設計規范、工程質量過關，可以實現鋼鐵燒結煙氣的超低排放，降低企業大氣污染物排放量。

1.除塵技術

靜電除塵器技術以其安全、可靠、除塵效率高的特點作為各行業煙氣治理技術的選擇。目前，國內大多數燒結煙氣除塵采用電除塵器，隨著時間的推移，除塵器的形式也發生了變化，由電除塵器替代了效率較為低下的旋風除塵器和多管除塵器。隨著環保排放標準的不斷提升和各地非電行業超低排放政策的相繼出臺，電除塵技術，特別是提效改造技術仍有較大的發展空間，電除塵器技術將在包括鋼鐵燒結在內的非電行業，實現技術全面提升和市場全面拓展。

2.脫硫技術 

①石灰石-石膏濕法脫硫技術

石灰石-石膏濕法脫硫是目前國內外應用范圍廣、技術成熟的脫硫技術。濕法脫硫工藝的性、可靠性在火電燃煤鍋爐煙氣治理中已經得到充分證明。目前，在我國已有燒結煙氣脫硫裝置中，石灰石-石膏法工藝系統穩定可靠，效率高，一般可達90%以上，工業化應用廣泛，煙氣處理量大，系統適應負荷變化能力強，吸收劑價格便宜，易得且利用率高，副產品為二水石膏，可回收再利用。

②脫硫除塵除霧（塵硫一體化）技術 

采用雙氣旋脫硫增效器＋多級氣旋除塵除霧器相結合技術，在空塔噴淋吸收塔內加裝雙氣旋脫硫增效氣液耦合器， 使漿液液滴與煙氣充分混合碰撞，煙氣迅速降溫，為上層噴淋層漿液吸收二氧化硫提供反應溫度，從而擴大了有效的吸收空間，有效降低液氣比，減少噴淋層加裝量，降低改造投入費用和運行成本，有效解決了煙氣偏流和煙氣降溫的問題，使得整個吸收系統運行更加穩定、可靠。到目前為止，采用該技術運行的脫硫裝置可實現穩定脫硫效率99%以上，除塵效率超過70%，*實現了煙塵和SO₂超凈排放，系統運行穩定、可靠性高。

3.SCR脫硝和活性炭吸附技術 

目前，燒結機頭煙氣脫硝工藝主要有：氧化法脫硝、中低溫SCR脫硝、中高溫SCR 脫硝和活性炭脫硝。根據燒結煙氣的特點，一般中高溫SCR脫硝和活性炭脫硝是較為可行的燒結煙氣脫硝技術。

①中高溫SCR脫硝技術

氧化法脫硝和中低溫SCR脫硝技術都存在著一些弊端，使其應用受到一定的影響。中高溫SCR脫硝，即在催化劑的作用下，向溫度320~450℃的煙氣中噴入NH₃，利用NH₃將NO和NO₂還原成N₂和H₂O的工藝過程，是迄今為止比較成熟、應用廣的脫硝技術，具有較高的脫硝效率，其脫硝效率可達 80%~90%。中高溫SCR脫硝是在火電燃煤鍋爐煙氣脫硝中應用十分成熟的脫硝工藝，*可以將其移植至燒結煙氣上。另外，中高溫SCR脫硝還需將反應溫度區間控制在300℃以下，避免二英在分解后再次合成。

②活性炭吸附技術 

活性炭吸附技術是目前*的、適用于鋼鐵燒結煙氣多污染物的協同治理技術。活性炭煙氣凈化技術以物理-化學吸附和催化反應原理為基礎，以活性炭為吸附劑，吸附煙氣中的S0₂，完成吸附后的活性炭再通過加熱的方式再生，解吸出高濃度S0₂混合氣體可用來制取98%商品硫酸，脫硫率可達95%。

由于活性炭的催化作用，加入適量的氨可將煙氣中的NO_x還原成N₂和H₂O，脫硝效率可達到50%。除了脫硫和脫硝，該技術可同步脫除碳氫化合物，如二英，重金屬及其他有毒物質，整個反應過程無廢水、廢渣排放，無需煙氣再熱，無二次污染，在實現煙氣綜合治理的同時使廢物得到資源化利用。

此外，超低排放實施效果在相關動態數據指標體現方面，除技術、管理等因素外，還與現場監測設備、信息的傳輸等相關，與不同的監測設備，不同的監測時段，不同的監測位置及其周圍環境也有關，想要進一步規范污染物排放的監測，就必須要確監測設備是否能滿足超低排放標準，以保證數據的可靠信。

針對燒結煙氣在內的大型工業煙囪等固定污染源廢氣濃度檢測，四方光電（武漢）儀器有限公司自主研發的便攜煙氣分析儀Gasboard-3800系列產品，基于自主知識產權的紫外差分光譜氣體分析技術微流紅外雙氣室傳感器技術，配備一體化采樣及伴熱裝置和進口便攜式預處理裝置，可同時測量煙氣中SO₂、NO、CO、CO₂、O₂等氣體體積濃度，檢測下限低，分辨率達0.1mg/m³，無水分吸收，不受水分、粉塵干擾，滿足超低排放監測市場需要，是專門針對環境監測、節能監測、能效檢測以及環境科學研究推出的高性能便攜式產品。

結語：

燒結煙氣作為鋼鐵企業大氣污染的主要來源，一直都將是鋼鐵企業環保治理的重點，各鋼鐵企業可根據企業具體情況，選擇適合的煙氣凈化工藝，在粉塵治理的基礎上兼顧SO₂、NO_x、二英等多污染物的治理，加大監控力度，減少燒結煙氣污染給經濟發展和環境帶來的消極影響，促進鋼鐵企業的可持續發展。

（來源：工業過程氣體監測技術）