对烧结烟气氨法脱硫与氧化脱硝复合技术的浅述

王富洪

摘要：本文首先分析了烧结烟气特点，接着阐述了针对钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝的氨法脱硫与氧化脱销复合技术。对复合工艺技术进行分析，分别介绍了新型氨法脱硫技术、氧化脱销技术、以及二者合成技术的工艺原理和技术特点。最后总结了案例数据，仅供参考。希望通过对这些内容的分析，能够为钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝工艺技术应用提供一定帮助。

关键词：烧结烟气；氨法脱硫；氧化脱硝；复合技术

1 烧结烟气特点

烧结本身指的是，在高温燃烧条件下炉内物料、氧气发生的一系列复杂物理反应、化学反应，在反应阶段会将热量释放，以此保障烧结的持续性，将反应的烟气作为废气排放到大气内，如下图1所示。

烧结烟气的特点主要包括：1）烟气状况不稳定，在烧结阶段，烟气的温度、烟气量、SO2浓度随着烧结工况会出现波动，使得各类有害气体增加；2）烟气温度较高，烧结工艺本身在高温下进行，烟气温度会随着烧结工序发生变化；3）烟气粉尘浓度高，排放的粉尘中含有少量的重金属元素会随着为其排放到大气层内；4）烟气量较大，SO2浓度较低，每吨烧结矿会产生4000-6000 立方米烟气量，使得SO2浓度随着矿石成分发生变化；5）烟气含湿量大，一般含量在15.0%左右，考虑主要是混合料在烧结前需要加入一定水量，提升高料层透气性导致。

2 氨法脱硫与氧化脱销复合技术

2.1 新型氨法脱硫技术

新型氨法脱硫技术与传统氨法脱硫技术相比，前者在脱硫塔上增加了分段吸收工艺、分级吸收工艺，构建了一体化的脱硫、浓缩、洗涤、除尘脱硫技术。浓缩段设置综合考虑了高温烟气状态，促使硫酸铵溶液可迅速析出结晶。脱硫段设置，综合考虑了SO2吸收率，通过降低液气比，可减少氨水的逃逸，及时补充氨气。洗地段综合考虑了除雾器烟气洗涤工艺，回收的烟气会随母液液滴和逃逸氨，集中在除雾器中，实现全部脱除。新型氨法脱硫技术开展了多段式设计，应用独特气流分布，借助液滴分离塔板，可逐步递减脱硫塔中吸收浆液的浓度，从源头解决携带问题，以此促使烟气与喷淋浆液高效分离。

2.2 氧化脱销技术

氧化脱销技术是在氨法脱硫的基础上，通过增加烧结烟气中的NO2比例，以此提升脱硝效率。相关研究表示，在烟气浆液、循环浆液中，通过加入特殊的催化剂与氧化剂，可实现脱硝效率的提升。参照化学原理，一般可将氧化脱硝技术划分为还原吸收、氧化吸收、结合吸收。

氧化脱销技术本身属于一種湿法脱硝，与干法或半干法对比，这类技术的脱硝效率较高，一般在97.0%以上，在各个工艺内的应用占比较大。

2.3 氨法脱硫与氧化脱销复合技术

通过对锅炉进行脱硫脱硝协同处理，可实现混合碱性反应物的吸收与处理，通过吸收反应烟气中氮硫氧化物，生成亚硫酸氢钠溶液，可产生少量的碳酸钠。碱性溶液与硫氧化物发生化学反应，得到亚硫酸氢钠溶液与石灰石。两者经过二次反应，得到亚硫酸钙结晶物，生成亚硫酸根 离子，通过与烟气继续反应，实现脱硫。氨法脱硫与氧化脱销复合技术，主要如下。

2.3.1 常规脱硫脱硝技术

常规脱硫脱硝技术借助的是碱性浆液循环喷淋脱硫，借助催化还原技术，脱除烟气的硝。依据工程实际情况，结合两种工艺。常规脱硫脱硝技术本身具备成熟的脱硝技术、脱硫技术，脱硝、脱硫效率相对较高。但工程体系较为庞大，设备运行成本较高，脱除阶段需要耗费大量的水，会导致二次污染出现。

将SCR作为常规催化剂，可加热烧结烟气，促使烟气温度在330℃以上，以此满足催化剂反应活性温度。而烧结烟气体积量巨大，加热升温需要耗费大量的能源，进而限制了该项技术的推广，目前仅台湾中钢的 3 座钢厂在应用。

2.3.2 氨法脱硫与氧化脱销复合技术

氨法脱硫与氧化脱销复合技术本身在新型氨法脱硫技术基础上发展而言，通过融入氧化脱硝技术，可形成一种不需要加热的技术，是一种全新的联合工艺，可有效降低工艺成本。

氨法脱硫与氧化脱销复合技术工艺流程，在烟气进入吸收塔或烟气进行脱硫后，加入强氧化剂+辅助添加剂，设置脱硝反应段。在脱硝阶段可将烟气中的NO转化为NO2，借助喷淋洗涤，可将NO2送入到浆液中。由于溶液内具有氧化剂，在催化剂的作用下，可发挥出水中自由基的作用，与溶液中的NO、NO2开展氧化反应，生成HNO2和HNO3，通过与氨水中和，生成NH4NO3。

氨法脱硫与氧化脱销复合技术应用阶段，通过吸收浆液的循环洗涤，可有效脱除烟气内的NO2，以硝酸盐或硫酸盐的形式，排出设备。

3 案例分析

以某钢厂360烧结机烟气处理为例，进行氨法脱硫与氧化脱销复合技术应用研究。烟气流量为11×105Nm?/h，烟气内二氧化硫浓度为1800mg/Nm?，烟气内粉尘浓度为260mg/Nm?，烟气内NOx 浓度为100mg/Nm?。

在上述分析基础上，选择全新的氨法脱硫与氧化脱销复合技术，技术系统包括：副产物回收系统、氨水系统、脱硝反应器、SO2 /NOx 分级吸收系统、浆液浓缩系统、氧化剂投加系统、烟气系统。工艺流程包括：烧结主抽风机通过增压，将烟气引入到脱硫塔内，在脱硫塔中增加氧化剂，经过喷淋吸收后，将烟气中的SO2去除、NOx去除，经过湿烟囱排放，借助干燥机、包装机干燥与包装副产物。

经过联合工艺处理后烟气中实测二氧化硫浓度为18.9mg/Nm?，NOx 浓度在12.4mg/Nm?，颗粒浓度为7.3mg/Nm?，低于国家排放标准GB28662-2012要求。同时面对环保总局2017年调整的将从2019年1月1日施行烧结机烟气中二氧化硫浓度为35mg/Nm?，NOx 浓度在50mg/Nm?，颗粒浓度为10mg/Nm?排放浓度要求，本联合工艺均可优于环保指标需求。

4 结束语

综上所述，通过分析当前脱硫脱硝技术，归纳联合技术特点，参照烟气特点、行业特点，选择新型的氨法脱硫与氧化脱销复合技术，可实现二氧化硫与硝例子的有效去除，降低氨气逃逸现象的发生，减少颗粒物质的排放。在本文工程实例基础上可发现，氨法脱硫与氧化脱销复合技术在实际应用中具备操作简单、成本低、费用低的特点，具备较好的应用前景，值得推广。

参考文献

[1]潘建，王颖钰，朱德庆，阮志勇.氧化烧结烟气联合氨——硫铵法同时脱硫脱硝工艺及脱硝机理研究[J].烧结球团，2018，43（03）：69-73.

[2]罗海兵.烧结烟气氨法脱硫与氧化脱硝复合技术[J].化肥设计，2016，54（02）：40-42.

（作者单位：江苏中顺节能科技有限公司）