烧结机烟道脱硝SCR技术

随着环保排放标准的不断提高,烧结烟气脱硝已成为钢铁企业环境治理的重dian.对3种常见烧结烟气脱硝工艺的工作原理、优缺点进行对比,对比国内某钢铁企业同等型号烧结机的不同脱硝工艺,从运行成本考虑,提出SCR法可作为烧结烟气脱硝改造的shou选工艺.

钢铁工业排放的典型污染物包括颗粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和二e英等。2015 年钢铁冶炼企业的SO2、NOX排放量分别为136.7 万t、55.1t，约占工业源总排放量的9.7%、5%。在钢铁行业排放的污染物中，其中约78.8%SO2、52.8%NOX来自烧结工序，烧结工序为钢铁企业大气污染防治的一个重要环节，烧结烟气脱硝已成为钢铁企业烟气治理的重中之重，选择可行的脱硝工艺对钢铁企业稳定实现超低排放至关重要。

烧结机头NOX形成机理，烧结过程产生的NOX主要包括NO 和NO2，90%以上为NO，5%～10% 为NO2，还有微量N2O。NOx来源主要有两部分：一是烧结点火阶段；二是固体燃料燃烧和高温反应阶段。NOX产生途径主要有3种：在燃烧条件下，空气中的N2和O2反应生成热力型NOX；燃烧过程中，空气中的N2和燃料中的碳氢基团反应生成的HCN、CN 等NOx前驱物又被进一步氧化成为NOX，为快速型NOX；燃料中的氮在燃烧过程中被氧化成为燃料型NOx。

已有研究表明，烧结过程产生的NOX有80%～90% 来源于燃料中的氮，为燃料型NOX，热力型和快速型NOX生成量很少。＜1 500 ℃时，热力型NOX的生成量很少；＞1 500 ℃时，随着反应温度升高，其生成速率按指数规律增加，生成量升高。

燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600～800 ℃时生成燃料型NOX。NOX生成量受到燃料氮含量、氮的存在形态、燃料粒度、空气过剩系数、烧结混合料中金属氧化物等成分的影响。根据烧结生产测算，每生产1 t 烧结矿约产生0.43～0.57 kgNOX，烧结烟气中NOX的浓度一般在200～300 mg/m3。

常见烧结烟气脱硝工艺：由于烧结烟气具有成分比较复杂（含颗粒物、SO2、NOX、重金属、二e英，等）、烟气量大、温度变化大等特征，在脱硝工艺选择上与火力发电也有所不同。烧结烟气中的NO2 由于可与水反应生成HNO3，经湿法脱硫段洗涤留在浆液中，故烧结烟气脱硝的难点在于脱除或降D烟气中的NOx。SCR（选择性催化还原）脱硝工艺的原理是在脱硝催化剂作用下向温度在250～400 ℃的烟气中喷入还原剂NH3，将烟气中的NO 和NO2 还原成N2 和H2O。该技术于20 世纪70 年代末首先在日本开发成功，80、90 年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用。其反应方程式为：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；

6NO+4NH3→5N2+6H2O；

6NO2+8NH3→7N2+12H2O；

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O。

SCR 脱硝工艺具有以下特点：1）该工艺是当前燃煤发电行业脱硝的主流工艺，市场应用率约93%～95%，有运行方便、转动设备少、无副产品、脱硝效率高、技术成熟、稳定可靠等优点。2）由于烧结烟气温度一般在80～180 ℃，属于低温烟气。若达到SCR 反应温度需通过加热或换热先将烟气升温，温升越高能耗就越大。