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烧结烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势及政策
时间:2017-12-12 09:28:56

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烧结烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势背景及政策

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、SO2、NOx、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、SO2、NOx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。

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/m3、二氧化硫限值调整为50mg/m3、氮氧化物限值调整为100mg/m3,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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