概述：通過分析帶式燒結機煙氣中SO2,NOx濃度及煙氣溫度隨燒結機燒結過程進行的變化規律，研究硫塵硝一體化技術應用在燒結機煙氣處理中的可行性。提出工藝路線:將燒結機煙氣根據各風箱的煙溫分為100℃以下的低溫部分、100℃以上的中高溫部分。中高溫部分煙氣可直接引入硫塵硝一體化設備進行煙氣綜合處理而低溫部分煙氣則可通過布袋除塵器等預除塵處理后作為冷卻機的冷空氣對熱鐵礦進行冷卻處理冷卻后的300~400℃高溫廢氣再匯入硫塵硝一體化設備與燒結機中高溫部分煙氣一同進行250~400℃的脫硫、除塵、脫硝一體化超凈處理。將硫塵硝一體化技術應用于燒結煙氣處理中是節能簡易且高效的超凈處理。

硫塵硝一體化技術(LongkingSCR+)

LonkingSCR+是近年來龍凈環保股份有限公司從國外引進并優化整合出的一套新型煙氣中高溫干法超凈處理工藝工藝特點為

1)采用循環流化床煙氣脫硫技術(CFB-FGD)對煙氣進行250~400℃的干法脫硫處理其依托于傳統CFB-FGD技術的循環流化床原理能夠使吸收劑在反應器內多次再循環延長了吸收劑與煙氣的接觸時間從而大大提高了吸收劑的利用率。不但具有一般干法脫硫工藝的諸多優點如流程簡單、占地少、投資低以及副產品可以綜合利用等而且能在鈣硫比很低(Ca/S=1.1—1.2)的情況下達到與濕法脫硫工藝相當的脫硫效率(95%左右)。

2)采用帶脫硝催化劑型的復合陶瓷濾筒為核心元件進行煙氣的脫硝、除塵一體化處理(以下簡稱塵硝一體化技術)該技術采用過濾式的除塵方式通過陶瓷濾筒表面的篩濾和攔截作用對煙氣中粉塵進行攔截從而實現除塵;同時由于復合濾筒內部載有大量SCR脫硝催化劑當煙氣由濾筒表面進人濾筒內的除塵過程中煙氣中的NOx也能夠在催化劑作用下與預先注人的氨進行反應生成N2從而實現煙氣的除塵脫硝同步處理。塵硝一體化的優勢在于其采用的陶瓷濾筒表面覆膜孔徑小可處理亞微米級顆粒物具有非常高效的除塵效果同時由于其本身為陶瓷耐火材料最高能耐受近850℃高溫從而確保其能在250~400℃的最佳脫硝反應溫度下同步進行高效除塵處理而不損壞濾料進一步節約設備投資及占地。

3)硫塵硝一體化技術集合了CFB-FGD煙氣脫硫技術與塵硝一體化技術采用的中高溫+法處理工藝不產生污水等二次污染也避免了煙囪的腐蝕。同時其特殊的中高溫干法一體化處理方式既避免了干濕結合工藝中煙氣反復升溫降溫的弊端還有利于凈煙氣的余熱回收。因此若能找到燒結煙氣中合適的溫度段則硫塵硝一體化技術優勢明顯。

硫塵硝一體化技術應用在燒結煙氣處理的可行性

LongkingSCR+是以循環流化床脫硫、濾筒除塵及SCR脫硝為一體的250~400℃的中高溫干法綜合處理工藝而燒結煙氣中NOx主要集中于前端的低溫段SO2的排放主要集中于中后段的高溫段因此若能提高燒結機前端的煙氣溫度則能很好地使用該技術對燒結煙氣的SO2,NOx及粉塵進行綜合的處理從而減少廢水、煙囪腐蝕、煙氣再熱器(GGH)升溫降溫等。此外燒結機燒結后還有一個必備的冷卻階段需要通過吸人冷空氣將溫度高達600~1000℃的熱燒結礦冷卻至150℃以下才能運送至高爐使用而冷卻廢氣高達300~400℃這將為燒結機前端煙氣溫度的提高提供一個非常節能且便捷的方式。冷卻機廢氣也是目前燒結機余熱回收發電的主要余熱來源。

為此針對燒結煙氣的綜合處理最可行的工藝路線可能為將燒結機煙氣根據各風箱的煙溫分為100℃以下的低溫部分、100℃以上的中高溫部分中高溫部分煙氣可直接引人硫塵硝一體化設備進行煙氣綜合處理而100℃以下的低溫部分煙氣則可通過布袋除塵器等預除塵處理后作為冷卻機的冷空氣對熱鐵礦進行冷卻處理冷卻后的300~400℃高溫廢氣再匯入硫塵。

硝一體化設備與燒結機中高溫部分煙氣一同進行250一400℃的脫硫、除塵、脫硝一體化超凈處理。凈化后煙氣可再次經過余熱回收后再排人煙囪(如圖1所示)。將硫塵硝一體化技術應用于燒結煙氣超凈處理中有以下優勢:

1)能夠通過直接利用燒結后的熱鐵礦余熱進行煙氣的升溫而不需使用額外的加熱器等昂貴設備;

2)硫塵硝一體化技術能夠將脫硫、除塵、脫硝同步進行高效的超凈處理大大簡化了工藝并再次節約了設備成本;

3)硫塵硝一體化技術的中高溫干態煙氣處理工藝，便攜式布氏硬度計減少了廢水等二次污染，避免了煙囪腐蝕等問題也有利于凈煙氣的余熱回收利用。

研究表明燒結煙氣中SO2的主要來源于鐵礦石中的硫化物、硫酸鹽等分解及固體燃料(如煤粉)的燃燒;NOx的主要來源為燒結點火過程、固體燃料燃燒及高溫反應階段。結合燒結工藝可知燒結過程廢氣污染物成分會隨燒結料層分帶而不同而燃燒帶及干燥預熱帶很可能是廢氣中SO2,NOx的主要來源。燒結過程始于機頭的高溫點火并隨臺車前進在抽風機作用下由料層表面向下不斷進行并于機尾完成。而燒結廢氣則由料層中抽出至臺車下的風箱從而并入集氣總管及煙道經處理后排向煙囪。因此通過對不同的風箱進行不同的煙氣處理將可能找到燒結煙氣更為適合的超低排放工藝。

通過朱廷飪等對某鋼鐵企業燒結煙氣中SO2及NOx濃度沿燒結方向的變化研究及其與濟鋼集團400m2燒結機、福建省三鋼(集團)180m2燒結機測試結果的對比可以發現:SO2與NOx的濃度隨燒結機位置的不同而變化中后部煙氣SO2濃度高機頭濃度幾乎為0;NOx濃度沿燒結方向的變化與SO2不同NOx在機頭最高而中部及機尾濃度低;同時風箱煙氣溫度也隨燒結方向不同而變化前端和中段溫度較低約50~100℃而中段及末端溫度較高約100~400℃兩者風箱數比例約1:1。