何涛  姚妍宏

天津荣程联合钢铁集团有限公司炼铁厂

摘  要  介绍了荣钢在烧结烟气处理的实践经验，通过脱硫、脱硝、湿法静电除尘一体化对烟气进行处理，最终烟气中S０２排放＜50mg/Nm3，NOx排放＜160mg/Nm3，粉尘排放＜10mg/Nm3，实现了超低排放的标准。

关键词 烧结烟气；脱硫；脱硝：湿法静电除尘；粉尘颗粒物

１前言

烧结烟气是烧结混合料点火后随台车运行，在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。烧结烟气的主要特点：烧结烟气量大，固体料循环率高；烟气温度较高；烟气携带粉尘多；含有腐蚀性气体，产生一定量的氯化氢（ＨＣ１）、硫氧化物（ＳＯｘ）、氮氧化物（ＮＯｘ）、氟化氢（ＨＦ）等。目前，烧结厂治理烟气排放，主要通过烧结燃烧后的尾气处理措施，从而减少二氧化硫（SO2）、氮氧化物（ＮＯｘ）和粉尘颗粒物的排放量，从而达到空气治理的目的。

２烧结烟气排放治理

2.1 脱硫处理烟气中硫主要来自含硫铁料和固体燃料，烧结脱硫治理主要从两个方面入手。一是优化配料结构，减少高硫铁料的配加量，同时提高固体燃料的质量，即降低焦粉和煤粉的含硫量。二是对烧荦燃烧后尾气增加脱硫设备，从而进行脱硫处理。钢铁行业中采用最多的脱硫技术为湿式镁法。湿式镁法脱硫技术成熟，效率高，Ｍｇ／Ｓ低，运行可靠，操作简单。但脱硫产物的处理比较麻烦，烟温降低不利于扩散，传统湿法的工艺复杂，占地面积和投资较大。

2.1.1  湿式氧化钙法脱硫

荣钢集团２０１１年安装除尘及烟气排放在线监测设备，２０１２年在２３０ｍ２带式烧结机增加脱硫设备石灰石一石膏湿法，也称氧化妈法。ｐＨ值一般控制在５．５？６．５。氧化钙法脱硫优点：操作方便，脱硫效率达到９０％，达到国家排放标准。缺点：高钙灰质量要求较高，氧化钙（ＣａＯ）含量９０％以上，－０．０７４ｍｍ细度９５％以上。脱硫塔内部易结块，浆液循环池起泡沫；副产品石膏不容易处理，且浆液ｐＨ值控制不当易形成“酸雨”。视觉上尾气排放白色蒸汽量大，可随风飘出２ｋｍ。

2.1.2  湿式氧化镁法脱硫

根据国家出台钢铁烧结、球团工业现行排放标准，规定了大气污染物和特别排放限值：颗粒物一般地区排放限值为５０ｍｇ／ｍ３，特别排放限值为４０ｍｇ／ｍ３；二氧化硫一般地区排放限值为２００ｍｇ／ｍ３，特别排放限值为１８０ｍｇ／ｍ３；氮化物一般地区排放限值和特别排放限值均为３００ｍｇ／ｍ３。随着国家对排放标准的提高，２０１５年，荣钢集团将２３０ｍ２烧结钙法脱硫改造为湿式氧化镁法脱硫。湿式氧化镁法主要有技术成熟、适用性强、脱硫率高、脱硫剂来源集中等优点。生成产物亚硫酸镁，经氧化后生成七水硫酸镁。七水硫酸镁送到流化床加热，在近１００ＣＴＣ时煅烧生成ＭｇＯ循环利用，Ｓ０２可以回收利用；副产品硫酸镁回收深加工。

湿法氧化镁法烟气脱硫的影响因素有３个：

１）ｐＨ值。SO2负荷决定于烟气体积流量和原烟气的SO2含量。加入的氢氧化镁流量取决于SO2负荷与氢氧化镁和SO2的摩尔比。随着氢氧化镁的加入，吸收塔浆液将达到某一ｐＨ值。脱硫效率随吸收塔中ｐＨ的升髙而提高，吸收剂达到临界浓度时脱硫效率最高。较低的ｐＨ值可以降低堵塞和结垢的风险，因此在湿式镁法烟气脱硫中，ｐＨ值控制在5.0~５.6较适宜。

２）液气比（Ｌ／Ｇ）。液一气比常用来反映吸收剂量与吸收气体量之间的关系。运行经验表明，脱硫率随ＩＶＧ的增加而增加，特别是在Ｌ／Ｇ较低的时候，其影响更加显著。在实际运行中，对反应强的氧化镁，可适当降低液气比来克服其不利的影响。

３）镁硫比（Ｍｇ／Ｓ）。镁硫比是指脱硫塔内烟气提供的脱硫剂所含镁的摩尔数与烟气中所含５０２摩尔数的比例。镁硫比相当于洗涤每摩尔５０２所用的氧化镁的摩尔数。镁硫比高将有利于氢氧化镁与３０２的反应，提高烟气脱硫效率。但镁硫比大，则镁的利用率下降，浪费了吸收剂。通过２３０ｍ２烧结烟气在线监测数据显示，进口５０２浓度７７６１＾州１１１３，出口Ｓ０２浓度２３．５ｍｇ／Ｎｍ３，脱硫效率可达到９７％，比钙法提高７％左右，Ｓ０ｊ＿放均值２３．５ｍｇ／Ｎｍ３，远低于２００ｍｇ／Ｎｉｎ３国家排放限值。

2.2  脱硝处理

烧结烟气的ＮＯｘ中９５％为ＮＯ，Ｎ０难溶于水，而高价态的Ｎ０２、Ｎ２０５可溶于水生成ＨＮ０＃ＨＮ０３，溶解能力大大提高，从而可与后期的Ｓ０２Ｈ时吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。

因此目前钢铁行业在线检测氮氧化物主要是Ｎ０，荣程烧结厂于２０１５年７月进行脱硝设备投运，采用臭氧法，通过〇３将１？）氧化成Ｎ０２，然后通过碱液吸收生成硝酸盐，从而脱除烟气中ＮＯｘ。

影响臭氧脱硝的主要因素：摩尔比（０３／Ｎ０）、反应温度、反应时间、吸收液性质等，这些因素对脱硝效率有不同程度的影响。

２３０ｍ２烧结机脱硝项目正式投入运行以来，经烟气检测，脱硝效率达到５３％以上，出口烟气Ｎ〇Ｘ的排放浓度降到１６０ｍｇ／Ｎｍ３以下，最低达到９５ｍｇ／Ｎｍ３，远低于３００ｍｇ／Ｎｍ３的国家排放限值，年减少ＮＯｘ排放约５５０ｔ。

2.3  粉尘颗粒物的治理

2.3.1  机头静电除尘器升级改造

针对机头电除尘极板的粘灰现象，重点对机头静电除尘做了多次升级改造。对二、三、四电场更改极板、极线材质和结构，增重振打锤，增加振打频次，减少粉尘排放，同时对机头电除尘灰取样检测分析。对机头电除尘灰取样化验成分分析结果：碱金属含量相对较高，尤其是钾和钠偏高，且Ｃ１离子偏高。导致除尘灰黏性强，粘着在极板、极线上，因此操作上对电除尘进行断电振打，，词財将电除尘灰外销处理（一、二电场含碱金属偏低且品位髙，可循环利用），减少烧结机循环使用量，从而减少碱金属富集，同时适当增加烧结机铺底料厚度，提高烧结透气性，降低烧结负压，电除尘极板极线的附着粘结物得到有效控制，除尘器出口含尘量明显减低，出口粉尘排放＜４０ｍｇ／Ｎｍ３。

2.3.2  增加湿法静电除尘器

２０１７年９月荣程集团在２３０ｍ２烧结机的脱硫装置后投运湿法静电除尘器，对经过四电场干法电除尘和脱硫脱硝之后的烟气进行二次除尘，从而实现超低标准排放。湿法电除尘器采用水冲刷集尘极表面来进行清灰，可有效收集ＰＭ２．５以下粉尘、Ｓ０３酸雾、气溶胶等微细颗粒物。湿电除尘投运后，检测烟气进口粉尘浓度７６．１６１＾／舢３，出口６．５５１＾／伽３，除尘效率９１．４％。处理后的粉尘含量降低到１〇１１＾／如３以下，远低于国家超低排放标准。该项目投入运行后，烟气问题得到了彻底解决，每年减少烟尘排放约１６６ｔ，进一步促进了区域空气质量的提升和改善。

2.4  生产过程控制

2.4.1  原料结构控制

减少或停用高硫铁料，如伊朗铁粉降低铁料中含硫量，伊朗铁粉化学成分见表１。

2.4.2  固体燃料控制

提高固体燃料的采购标准，降低硫分，控制在１％以内，从而降低燃烧过程中释放的Ｓ０２，减少烧结烟气的含硫量。降低煤粉挥发分，从而降低氮氧化物含量。在原料结构不变的前提下，通过对不同挥发分的无烟末煤实验得出，燃料中挥发分直接影响氮氧化物含量，且随着挥发分的升高而升高。

2.4.3  温度控制通过对烧结烟道温度的控制，可少量控制氮氧化物含量。实践表明，在同等原料结构下，当烟道温度控制在１４５？１５５°Ｃ时，氮氧化物含量最低。生产中一般控制在１４０？１６０°Ｃ。因脱硫设备进口温度要求，控制在１８０°Ｃ以下，烟气经过主抽风机后还会上升，因此超过１６５°Ｃ以上没有尝试。不同的烧结机对烟道温度的控制标准也不一样。影响烟道温度的因素很多，如烧结机的漏风率、烧结的透气性、配料方案及测温点位置等，需要实践摸索找出最佳区间。

３  结语

脱硫、脱硝、湿法静电除尘器的一体化上线，可以满足目前国家环保政策要求。随着国家环保要求的提高，限排放越来越严格，目前行业在线检测氮氧化物主要是Ｎ０。随着烟气检测设备的升级，未来检测的有害气体的种类也将越来越多，如Ｎ０２、二噁英、ＨＣ１等，同时高质量的煤炭资源减少。使用高质量的燃料降低烟气中Ｓ０２和氮氧化物，其性价比不高，从长远角度来看，还需要工艺设备再升级、先进技术的引进等。同时，增加烟气消白设备也势在必行，对排放的白色烟气进行消白，回收循环利用。