燒結煙氣脫硫脫硝技術現狀與發展趨勢背景及政策

　　隨著我國經濟發展對鋼鐵需求量的日益增加，鋼鐵工業已經成為國民經濟的重要支柱產業。據中鋼協統計，2014年我國粗鋼產量達8.2億噸，同比增長0.9%，占全球粗鋼產量49.3%。隨著產量的不斷攀升，鋼鐵企業的大氣污染問題日益嚴重。鋼鐵行業排放的大氣污染物主要包括：顆粒物、SO2、NOx、重金屬元素和二惡英等。鋼鐵工業是我國工業領域主要排污大戶之一，根據2015年環境統計年報，二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放量分別為173.6萬噸、104.3萬噸、357.2萬噸、占重點調查工業企業排放量的比例分別為12.4%、9.6%、32.2%。燒結作為鋼鐵生產過程中污染最嚴重的工藝環節之一，其煙氣中的顆粒物、SO2、NOx和二惡英排放量分別約占鋼鐵生產總排放量的20%、60%、50%和90%，燒結煙氣的治理已經成為鋼鐵企業環保達標的重中之重。

　　國家政策

　　2017年6月，環保部發布了《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》（修改單（征求意見稿）），將燒結機和球團焙燒設備特別排放限值的顆粒物限值調整為20mg/m3、二氧化硫限值調整為50mg/m3、氮氧化物限值調整為100mg/m3，絕大多數鋼鐵企業將面臨二氧化硫和氮氧化物排放超標的問題，并且隨著十二五期間火電廠脫硝技術的廣泛應用，鋼鐵行業氮氧化物排放所占的比重將會增加，國家對燒結煙氣氮氧化物減排力度將更加重視。《中華人民共和國環境保護稅法》已于2016年12月25日通過，自2018年1月1日起施行。環境保護稅法對SO2和NOx的排放制定了相關收費和稅收政策。同時，對超標排放等環境違法行為，還將受到“按日計罰、上不封頂”、“治安拘留、刑事責任”等處罰。截至2014年，全國現有各種規模燒結機1240余臺，粗略估計燒結脫硫脫硝市場容量約為700億元。鋼鐵企業普遍未采取脫硝措施，NOx具有較大減排潛力。

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　　燒結機頭煙氣污染物治理方向

　　燒結過程煙氣量大，污染物種類多，含量波動大，煙氣溫度低。目前燒結機頭煙氣污染物的治理措施主要分為三個方向：源頭減排、過程控制和末端治理。

　　源頭減排

　　源頭減排是通過對燒結原料成分的控制，來減少燒結后煙氣中污染物的含量。燒結煙氣中的SO2、NOx主要來自于燒結原料中的S、N；粉塵顆粒主要以鐵及其化合物顆粒為主，還有硅、鈣等鐵礦伴生成分以及不完全燃燒物質等；重金屬如鉛、砷、鎘、鉻、汞等，也主要來自于燒結礦?？梢钥闯鰺Y煙氣中的污染物基本都是來自于燒結原料。同時，一些燒結工藝主要參數，如混合料的含水量、燃料配比、料層厚度、生石灰配比等，對煙氣中SO2、NOx排放也有重要影響。因此，源頭減排主要是在保證燒結礦性能不受影響的前提下，改變燒結原料的成分配比或添加不同的成分，調整優化燒結工藝參數，從源頭上減少煙氣中多種污染物的排放濃度，降低末端處理設備的凈化壓力。

　　過程控制

　　過程控制是在燒結生產過程中進行污染物減排，主要方法是采用煙氣循環技術，利用燒結過程的特點，將部分廢氣中的有害成分再進入燒結層中被熱分解或轉化，二惡英和NOx會部分消除，抑制NOx的生成；粉塵和SO2會被燒結層捕獲，減少粉塵、SO2的排放量；煙氣中的CO作為燃料使用，可降低固體燃耗。因此該類型技術在去除循環煙氣中的多種污染物，顯著減少煙氣和污染物的排放總量的同時，能夠回收循環煙氣中的余熱，節省能量消耗。目前煙氣循環技術主要包括能量優化燒結技術（EOS）、環境型優化燒結（EPOSINT）、低排放能量優化燒結工藝（LEEP）、區域性廢氣循環技術，但由于設備改造復雜，國內成功實施的案例較少。

　　末端治理

　　末端治理則是采用專門的凈化設備來脫除燒結機頭煙氣中的各種污染物，如電除塵器、脫硫塔、布袋除塵器等，多為單一的污染物脫除設備，各單元協同配套使用，是燒結煙氣處理的最后也是最實用的手段。煙氣脫硫脫硝技術在火電行業已有成熟和廣泛的應用，但燒結煙氣與火電廠燃煤鍋爐煙氣有很大不同。燒結煙氣溫度比較低，負荷波動較大，不適合采用火電廠鍋爐煙氣脫硝常用的選擇性催化還原（SCR）脫硝技術。若采用選擇性非催化還原（SNCR）脫硝，受燒結機工作條件所限，無合適的煙溫條件，脫硝的效率較低，所以燒結煙氣需要采用和燃煤電站不同的脫硝技術。