1. 燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫技術(shù)研究現(xiàn)狀

燒結(jié)機(jī)尾氣的半干法和濕法脫硫技術(shù)目前較為成熟，均可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)二氧化硫排放達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，活性焦吸附法因其投資和運(yùn)行費(fèi)用等因素，目前仍處于工業(yè)應(yīng)用推廣階段。半干法和濕法脫硫技術(shù)的投資額度相當(dāng)（濕法含濕電），濕法脫硫運(yùn)行費(fèi)用高，二者的差別在于二次產(chǎn)物及其處置的不同。

1.1濕法脫硫技術(shù)

濕法脫硫技術(shù)存在廢水、石膏和白煙三種二次產(chǎn)物，其中石膏可以實(shí)現(xiàn)資源化利用，目前已經(jīng)不是環(huán)保問(wèn)題。國(guó)家已經(jīng)有相關(guān)政策要求脫硫廢水零排放，脫硫廢水成分復(fù)雜，其排放以氯離子濃度為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)的水處理技術(shù)雖然可以解決問(wèn)題但是存在造價(jià)高、占地大和運(yùn)行成本高的問(wèn)題。對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，消化脫硫廢水的去向主要是作為沖渣水使用，有一定的危害。另外針對(duì)燒結(jié)機(jī)可以在一混消耗掉大部分脫硫廢水，具體用量需要監(jiān)測(cè)氯、鈉等元素對(duì)燒結(jié)礦品質(zhì)的影響。廢水中硫酸根會(huì)在燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中重新分解為二氧化硫氣體，但是該部分量相對(duì)于煙氣二氧化硫總量來(lái)說(shuō)占比非常小，對(duì)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行壓力和費(fèi)用的影響可以忽略。白煙問(wèn)題的討論較多，對(duì)于配備了高效濕式靜電除塵器的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以脫除大部分氣溶膠態(tài)污染物，其白煙危害較小。對(duì)于使用旋流器等機(jī)械除霧或濕電效率較低的情況，白煙危害相對(duì)較大。目前唐山地區(qū)大部分燒結(jié)機(jī)都采用了降溫、升溫或兩種結(jié)合的方式消除白煙，但是酸性冷凝水需要妥善處理，從環(huán)境成本總體來(lái)說(shuō)投資回報(bào)率較低。

1.2半干法脫硫技術(shù)

半干法脫硫歷經(jīng)二十年的發(fā)展優(yōu)化，在二氧化硫（建議<1500mg/m3）初始濃度不高時(shí)可滿(mǎn)足燒結(jié)機(jī)煙氣的超低排放要求，適用于大部分燒結(jié)機(jī)。半干法脫硫僅存在脫硫灰一種二次排放產(chǎn)物，由于其主要成分是氫氧化鈣、亞硫酸鈣、碳酸鈣，資源化利用有一定的難度，不容易處置。配備了適宜的超凈布袋除塵器的情況下，半干法脫硫一般不存在顆粒物排放超標(biāo)和白煙問(wèn)題。半干法脫硫的另一優(yōu)勢(shì)就是可高效的脫除氣溶膠態(tài)污染物，比如典型的三氧化硫、氯化氫等，這一點(diǎn)相對(duì)于濕法脫硫的優(yōu)勢(shì)明顯。三氧化硫的排放對(duì)于燒結(jié)機(jī)來(lái)說(shuō)經(jīng)過(guò)多家實(shí)測(cè)是不可忽視的重要污染物，對(duì)區(qū)域性大氣污染貢獻(xiàn)極大。

1.3活性焦吸附法

活性焦脫硫具有較高的脫硫效率，工藝關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備也已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，目前整套系統(tǒng)的投資造價(jià)仍相對(duì)高昂且活性焦產(chǎn)業(yè)也受環(huán)保政策影響，運(yùn)行費(fèi)用居高導(dǎo)致推廣較慢?；钚越刮椒ǖ漠a(chǎn)物是稀硫酸，附加值相對(duì)較低且需要廠(chǎng)內(nèi)循環(huán)消化使用。另有碳熱還原直接產(chǎn)出硫磺的技術(shù)，雖產(chǎn)品附加值高，但未見(jiàn)成熟工程應(yīng)用業(yè)績(jī)。同時(shí)活性焦系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制的較大失誤，系統(tǒng)仍然存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

從以上對(duì)比可見(jiàn)，半干法脫硫目前是具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的脫硫方式，落實(shí)好脫硫灰處理途徑的情況下推薦使用。

2.燒結(jié)機(jī)尾氣脫硝技術(shù)研究進(jìn)展

由于氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，目前燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硝是超低排放實(shí)施的難點(diǎn)，企業(yè)在選擇技術(shù)路線(xiàn)時(shí)有一定難度。目前應(yīng)用較多的有選擇性催化氧化法（SCR）、氧化法和活性焦法。三種方法目前各有利弊，難以完善的解決脫硝及其帶來(lái)的二次污染問(wèn)題。

2.1燒結(jié)機(jī)尾氣再熱+SCR脫硝技術(shù)

SCR作為燃煤電廠(chǎng)脫硝的主流技術(shù)，由于其脫硝產(chǎn)物是氮?dú)鉄o(wú)污染具有較大優(yōu)勢(shì)，但是應(yīng)用到燒結(jié)機(jī)煙氣治理的過(guò)程中存在如下限制：①溫度區(qū)間問(wèn)題。即使使用低溫催化劑，也需要對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行補(bǔ)熱并配備GGH，雖然目前該問(wèn)題可以解決，但是投資和占地都大幅上升；②SCR布置位點(diǎn)問(wèn)題。置于脫硫前的SCR，不利的是存在催化劑堵塞、中毒、SO2被氧化為SO3等，加劇了催化劑的堵塞問(wèn)題；優(yōu)點(diǎn)在于：由于二氧化硫的存在可以固氨，在一定程度上緩解了氨逃逸問(wèn)題，脫硫前煙溫較高也節(jié)省了熱源用量降低了GGH體積。置于脫硫后的SCR可以有效避免催化劑中毒和堵塞，但是由于煙氣直接排入大氣無(wú)法解決氨逃逸問(wèn)題，且脫硫后煙溫較低，GGH溫差大，導(dǎo)致再熱設(shè)備體積、造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用大幅上升。③氨逃逸問(wèn)題。SCR應(yīng)用在電廠(chǎng)非常穩(wěn)定的工況下依然需要精細(xì)設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)解決脫硝效率和氨逃逸問(wèn)題。燒結(jié)生產(chǎn)工藝決定了其煙氣工況的不穩(wěn)定性，氮氧化物的初始濃度波動(dòng)幅度大、速度快且不可預(yù)見(jiàn)性強(qiáng)，在脫硝效率要求如此之高的情況下，通過(guò)精細(xì)實(shí)時(shí)控制氨用量來(lái)避免此問(wèn)題具有一定的難度，在氮氧化物波動(dòng)的工況下，氨逃逸量甚至遠(yuǎn)高于氮氧化物的排放量，環(huán)境成本高昂。若NOx標(biāo)準(zhǔn)放寬到80~100mg/m3，氨逃逸問(wèn)題可以大幅度緩解甚至解決。④催化劑壽命問(wèn)題。催化劑標(biāo)稱(chēng)一般為2~3年，廢棄催化劑屬于危廢，處理成本較高。目前超低排放標(biāo)準(zhǔn)下，再熱+SCR脫硝技術(shù)的使用需要慎重考慮。

2.2氧化脫硝技術(shù)

氧化法作為新開(kāi)發(fā)的脫硝技術(shù)應(yīng)用并不廣泛，也出現(xiàn)了很多技術(shù)流派。目前氧化法脫硝的技術(shù)水平參差不齊。最常見(jiàn)，①是黃煙問(wèn)題，黃煙是低濃度的NO2顯色，NO2未被充分吸收在濃度達(dá)到30mg/m3時(shí)即可觀(guān)察到明顯的淡黃色，空氣濕度大壓力低情況下更明顯。目前多地已強(qiáng)制要求CEMS安裝NO2轉(zhuǎn)換器或者直接加裝NO2檢測(cè)模塊，便于監(jiān)管假脫硝問(wèn)題。完善的氧化法脫硝，特別是配合濕法脫硫的情況下，宜采用過(guò)氧化方法，把NO氧化為N2O5，如此可以解決常規(guī)脫硫系統(tǒng)對(duì)NO2吸收效率低導(dǎo)致黃煙和實(shí)際排放超標(biāo)的問(wèn)題。目前要實(shí)現(xiàn)過(guò)氧化目標(biāo)，可選擇的氧化劑多以臭氧為主。配合半干法脫硫的氧化法脫硝在氮氧化物初始濃度較低（<150mg/m3）時(shí)，可采用初步氧化為NO2的路線(xiàn)，如果吸收效率較低不能滿(mǎn)足要求可以使用專(zhuān)用的脫硝劑，相對(duì)于過(guò)氧化具有明顯的運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì)，在此條件下可以考慮采用更廉價(jià)的氧化劑（如二氧化氯、亞氯酸鈉等）來(lái)降低建設(shè)和運(yùn)行成本。②氧化后吸收產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽處置問(wèn)題。該產(chǎn)物對(duì)于脫硫石膏應(yīng)用于建材行業(yè)具有正面作用，提升材料的保溫隔熱能力，應(yīng)用于其他場(chǎng)合有待于研究確定是否存在二次污染；脫硫廢水中存在的硝酸根和亞硝酸根如果處置不當(dāng)會(huì)污染水體，采用此類(lèi)脫硝技術(shù)的燒結(jié)機(jī)脫硫廢水不宜用來(lái)沖渣，可以加到一混進(jìn)行消納利用。從實(shí)驗(yàn)室熱重機(jī)理分析和實(shí)際工程應(yīng)用情況來(lái)看，廢水中攜帶的硝酸根和亞硝酸根在燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中大部分分解產(chǎn)物是氮?dú)猓枰刂茝U水的具體用量。③是針對(duì)大氣臭氧污染的補(bǔ)充說(shuō)明。大氣低空環(huán)境中的臭氧主要來(lái)自于光化學(xué)反應(yīng)，與氧化法脫硝基本沒(méi)有關(guān)系。臭氧的*逃逸風(fēng)險(xiǎn)在于臭氧發(fā)生器車(chē)間而不是煙氣中，未參與反應(yīng)的臭氧在脫硫塔內(nèi)的高濕還原性氛圍中會(huì)迅速分解為氧氣，理論上不產(chǎn)生二次污染，除非脫硫塔設(shè)計(jì)不規(guī)范存在嚴(yán)重的煙氣偏流，所以過(guò)量投加臭氧不造成二次污染的條件下可以有效的解決燒結(jié)機(jī)煙氣參數(shù)波動(dòng)大的問(wèn)題。經(jīng)實(shí)測(cè)幾個(gè)過(guò)氧化示范工程，在煙囪位置臭氧檢測(cè)不到ppm級(jí)。臭氧在我國(guó)水處理行業(yè)應(yīng)用多年，設(shè)備均國(guó)產(chǎn)化，車(chē)間逃逸也有完善的預(yù)防措施。臭氧氧化法脫硝對(duì)流場(chǎng)設(shè)計(jì)要求比較嚴(yán)格，特別是配合濕法脫硫的情況下要盡量避免局部臭氧濃度過(guò)高引起二氧化硫的氧化造成二次污染，配合半干法脫硫的情況下要求相對(duì)寬松?？傮w來(lái)說(shuō)氧化法更適用于初始濃度不高（<200mg/m3）的情況。

2.3活性焦法脫硫脫硝一體化技術(shù)

限制活性焦法大規(guī)模推廣應(yīng)用的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是，建設(shè)和運(yùn)行成本相對(duì)較高，從工程應(yīng)用情況來(lái)看，單塔運(yùn)行的普遍難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，雙塔串聯(lián)的情況相對(duì)較為穩(wěn)定，造價(jià)和運(yùn)行成本也更高。

從以上情況來(lái)看，活性焦法更適用于資金實(shí)力強(qiáng)、建設(shè)用地富裕的企業(yè)。氧化法適用于初始濃度不高的情況，而且受到政策影響，可能會(huì)影響鋼鐵企業(yè)評(píng)級(jí)（此點(diǎn)令筆者甚為疑惑，以技術(shù)路線(xiàn)而不是實(shí)際效果來(lái)評(píng)估）。SCR方法雖然適用性更廣，政策支持性高，但氨逃逸問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)較大。如果嚴(yán)格規(guī)范氨逃逸并放寬氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)，SCR仍然是*的技術(shù)路線(xiàn)。目前情況下脫硝技術(shù)路線(xiàn)的選擇依然是個(gè)難以解決的問(wèn)題。

3.燒結(jié)機(jī)尾氣除塵技術(shù)研究進(jìn)展

目前燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣除塵和脫硫類(lèi)似，都有穩(wěn)定可靠的技術(shù)和設(shè)備。配備半干法脫硫的情況普遍采用超低布袋除塵器；配備濕法脫硫的情況普遍采用濕式靜電除霧器。不推薦濕法脫硫配備機(jī)械除霧器的技術(shù)路線(xiàn)，一方面機(jī)械除霧器脫除氣溶膠能力差，雖然造價(jià)和運(yùn)行成本低，但是對(duì)環(huán)境污染的貢獻(xiàn)會(huì)上升。另外需要重視的是，活性焦法脫硫脫硝一體化技術(shù)若不配備尾部除塵設(shè)備要實(shí)現(xiàn)顆粒物穩(wěn)定超低排放有難度，采用濕式靜電除霧器的情況下可以對(duì)主抽前的干電除塵器排放濃度要求相對(duì)寬松（<50mg/m3）。

4.其它污染物控制手段及研究進(jìn)展

對(duì)比國(guó)外鋼鐵企業(yè)的情況和燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣的性質(zhì)，下一步政策可能將對(duì)二噁英、三氧化硫、VOCs、一氧化碳和二氧化碳等排放持續(xù)收緊?，F(xiàn)有的污染物控制系統(tǒng)有些技術(shù)流派能對(duì)某幾種污染物產(chǎn)生較強(qiáng)的協(xié)同控制能力，可作為參考。

4.1二噁英類(lèi)

作為已知的毒性最強(qiáng)的物質(zhì)，理論上應(yīng)該優(yōu)先控制，但是由于其檢測(cè)設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)高，目前監(jiān)管困難所以除一些特殊行業(yè)外監(jiān)管較難?；钚越狗▽?duì)二噁英有很高的吸附效率，解決好脫附過(guò)程的二次污染問(wèn)題可以應(yīng)對(duì)未來(lái)的二噁英排放標(biāo)準(zhǔn)。SCR催化劑對(duì)二噁英也有吸附能力，但是其降解能力差，吸附飽和后二噁英的排放量會(huì)有所上升，未來(lái)應(yīng)對(duì)二噁英排放標(biāo)準(zhǔn)有很大風(fēng)險(xiǎn)。氧化法脫硝也有很高的二噁英降解能力且沒(méi)有二次污染，可以應(yīng)對(duì)未來(lái)的二噁英排放標(biāo)準(zhǔn)。VOCs的脫除也是類(lèi)似的情況。

4.2三氧化硫類(lèi)

SO3屬于區(qū)域性污染物，大氣中很難遠(yuǎn)程擴(kuò)散，對(duì)重工業(yè)集中的城市環(huán)境空氣質(zhì)量影響尤其大，其未納入標(biāo)準(zhǔn)也是基于檢測(cè)困難，隨著檢測(cè)手段和儀器設(shè)備的提升，未來(lái)有望納入監(jiān)管范圍。目前對(duì)三氧化硫有脫除能力的常規(guī)設(shè)備一個(gè)是活性焦吸附，一個(gè)是半干法脫硫。濕式靜電除霧器對(duì)三氧化硫氣溶膠也有較高的破壞和脫除作用，但較前兩項(xiàng)技術(shù)效率略低。三氧化硫?qū)CR催化劑的堵塞也有較大的影響。但是三氧化硫可以通過(guò)除塵器前煙道噴熟石灰粉的方法高效脫除，未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)較小。

4.3一氧化碳類(lèi)

燒結(jié)機(jī)排放的CO濃度相當(dāng)高，未來(lái)可能會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行規(guī)范。一氧化碳的排放一方面造成能源浪費(fèi)，另一方面造成環(huán)境污染。在化工行業(yè)有類(lèi)似情況的一般采用催化氧化的方式進(jìn)行處理，鋼鐵行業(yè)可以借鑒。特別是采用SCR脫硝的情況下，在脫硝催化劑前端加裝一氧化碳催化劑可以有效的脫除一氧化碳并利用其氧化反應(yīng)的熱值提升煙氣溫度（約能提升10℃左右）節(jié)省甚至取消加熱煙氣用的煤氣，目前該技術(shù)已經(jīng)有多家處于中試階段。另外還存在一氧化碳脫硝技術(shù)，但是需要用到龐大的回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器，在生物質(zhì)鍋爐廠(chǎng)嘗試應(yīng)用，但未見(jiàn)于燒結(jié)機(jī)應(yīng)用。

4.4二氧化碳

鋼鐵鋼業(yè)二氧化碳排放占比僅次于電力行業(yè)，在30年碳達(dá)峰和60年碳中和的要求下，排放形式非常嚴(yán)峻。對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行碳核查以前，建議進(jìn)行碳蹤跡分析，以便于發(fā)現(xiàn)和實(shí)施碳減排的突破點(diǎn)和可行路線(xiàn)。鋼鐵企業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)能改造和鋼渣固碳，節(jié)能即減排，可以作為碳減排指標(biāo)，目前鋼鐵企業(yè)的余熱利用還有較大空間；鋼渣由于其自身堿性特點(diǎn)，可以考慮在風(fēng)淬或者水淬的過(guò)程中耦合固碳。鋼鐵企業(yè)大量使用的生石灰也可以實(shí)施閉式循環(huán)利用工藝，大幅減少石灰石的煅燒。

5．結(jié)論

以上分析結(jié)論源于筆者掌握的各個(gè)技術(shù)流派采用規(guī)范設(shè)計(jì)和建設(shè)數(shù)據(jù)?？傮w來(lái)說(shuō)，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣的超低排放路線(xiàn)選擇主要是脫硝問(wèn)題。規(guī)范設(shè)計(jì)建設(shè)的各種脫硫和除塵設(shè)備雖然各有優(yōu)缺點(diǎn)但是均滿(mǎn)足超低排放的需求，可以因地制宜選擇。唯有脫硝技術(shù)需要進(jìn)行綜合考慮、慎重選擇，不同條件和訴求下的*路線(xiàn)各不相同，對(duì)建設(shè)廠(chǎng)家的技術(shù)能力和建設(shè)水平要求也相當(dāng)高。