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烧结烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势及政策

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烧结烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势及政策

发布日期:2017-12-13 作者:转载 点击:

烧结烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势

背景及政策(1)

文章简介

        随着我国经济发展对钢铁需求量的日益增加,钢铁工业已经成为国民经济的重要支柱产业。据中钢协统计,2014 年我国粗钢产量达 8.2 亿吨,同比增长 0.9%,占全球粗钢产量49.3%。随着产量的不断攀升,钢铁企业的大气污染问题日益严重。钢铁行业排放的大气污染物主要包括:颗粒物、SO 2 、NO x 、重金属元素和二恶英等。钢铁工业是我国工业领域主要排污大户之一,根据2015 年环境统计年报,二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘排放量分别为 173.6 万吨、104.3 万吨、357.2万吨、占重点调查工业企业排放量的比例分别为12.4%、9.6%、32.2%。烧结作为钢铁生产过程中污染最严重的工艺环节之一,其烟气中的颗粒物、SO 2 、NO x 和二恶英排放量分别约占钢铁生产总排放量的 20%、60%、50% 和 90%,烧结烟气的治理已经成为钢铁企业环保达标的重中之重。


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超低排放改造工程


国家政策

       2017 年 6 月,环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(修改单(征求意见稿)),将烧结机和球团焙烧设备特别排放限值的颗粒物限值调整为 20mg/m 3 、二氧化硫限值调整为 50mg/m 3 、氮氧化物限值调整为 100mg/m 3 ,绝大多数钢铁企业将面临二氧化硫和氮氧化物排放超标的问题,并且随着十二五期间火电厂脱硝技术的广泛应用,钢铁行业氮氧化物排放所占的比重将会增加,国家对烧结烟气氮氧化物减排力度将更加重视。《中华人民共和国环境保护税法》已于 2016年 12 月 25 日通过,自 2018 年 1 月 1 日起施行。环境保护税法对 SO2 和 NOx 的排放制定了相关收费和税收政策。同时,对超标排放等环境违法行为,还将受到“按日计罚、上不封顶”、“治安拘留、刑事责任”等处罚。截至 2014 年,全国现有各种规模烧结机1240 余台,粗略估计烧结脱硫脱硝市场容量约为700 亿元。钢铁企业普遍未采取脱硝措施,NOx 具有较大减排潜力。


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烧结机头烟气污染物治理方向

       烧结过程烟气量大,污染物种类多,含量波动大,烟气温度低。目前烧结机头烟气污染物的

治理措施主要分为三个方向:源头减排、过程控

制和末端治理。


源头减排

       源头减排是通过对烧结原料成分的控制,来

减少烧结后烟气中污染物的含量。烧结烟气中的

SO2 、NOx 主要来自于烧结原料中的 S、N;粉尘颗粒主要以铁及其化合物颗粒为主,还有硅、钙等铁矿伴生成分以及不完全燃烧物质等;重金属如铅、砷、镉、铬、汞等,也主要来自于烧结矿。可以看出烧结烟气中的污染物基本都是来自于烧结原料。同时,一些烧结工艺主要参数,如混合料的含水量、燃料配比、料层厚度、生石灰配比等,对烟气中 SO2 、NOx 排放也有重要影响。因此,源头减排主要是在保证烧结矿性能不受影响的前提下,改变烧结原料的成分配比或添加不同的成分,调整优化烧结工艺参数,从源头上减少烟气中多种污染物的排放浓度,降低末端处理设备的净化压力。


过程控制

       过程控制是在烧结生产过程中进行污染物减

排,主要方法是采用烟气循环技术,利用烧结过

程的特点,将部分废气中的有害成分再进入烧结

层中被热分解或转化,二恶英和 NOx 会部分消除,抑制 NOx 的生成;粉尘和 SO2 会被烧结层捕获,减少粉尘、SO2 的排放量;烟气中的 CO 作为燃料使用,可降低固体燃耗。因此该类型技术在去除循环烟气中的多种污染物,显著减少烟气和污染物的排放总量的同时,能够回收循环烟气中的余热,节省能量消耗。目前烟气循环技术主要包括能量优化烧结技术(EOS)、环境型优化烧结(EPOSINT)、低排放能量优化烧结工艺(LEEP)、区域性废气循环技术,但由于设备改造复杂,国内成功实施的案例较少。


 末端治理

       末端治理则是采用专门的净化设备来脱除烧

结机头烟气中的各种污染物,如电除尘器、脱硫

塔、布袋除尘器等,多为单一的污染物脱除设备,各单元协同配套使用,是烧结烟气处理的最后也是最实用的手段。烟气脱硫脱硝技术在火电行业已有成熟和广泛的应用,但烧结烟气与火电厂燃煤锅炉烟气有很大不同。烧结烟气温度比较低,负荷波动较大,不适合采用火电厂锅炉烟气脱硝常用的选择性催化还原(SCR)脱硝技术。若采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝,受烧结机工作条件所限,无合适的烟温条件,脱硝的效率较低,所以烧结烟气需要采用和燃煤电站不同的脱硝技术。


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