超低排放改造是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行科學分析,制定切實可行的超低排放改造方案,對現(xiàn)有工藝和設(shè)備進行升級改造,使之達到超低排放要求。
在鋼鐵行業(yè),煉鐵廠的高爐爐頂和焦爐煙囪等是廢氣排放的主要來源之一。煉鐵廠的高爐爐頂廢氣排放主要由焦爐煤氣產(chǎn)生,焦爐煤氣主要由焦炭在高溫下氧化產(chǎn)生,在此過程中會產(chǎn)生大量的SO2、 NOx等大氣污染物。焦爐煙囪為直排煙囪,無除塵、脫硫、脫硝等設(shè)施,污染物直接排放到大氣中。為實現(xiàn)煉鐵廠超低排放改造的目標,需要對現(xiàn)有工藝和設(shè)備進行升級改造。
在煉鐵廠高爐爐頂及焦爐煙囪等廢氣排放區(qū)域,需加裝布袋除塵、脫硫、脫硝設(shè)施。在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上,增加脫硫系統(tǒng),增加脫硝系統(tǒng)。通過對現(xiàn)有除塵設(shè)施、脫硫設(shè)施的升級改造,滿足超低排放要求。
對現(xiàn)有焦爐煙囪進行改造,通過增設(shè)煙道、增加除塵罩、增加噴淋裝置等措施,實現(xiàn)焦爐煙囪煙氣的超低排放。
高爐爐頂及焦爐煙囪等的除塵和脫硫技術(shù)主要包括兩類:一是干法除塵技術(shù),即通過直接燃燒或其他方式使煙氣中的粉塵從煙氣中分離出來,然后再通過除塵設(shè)備進行除塵處理。干法除塵技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的一種除塵技術(shù),其優(yōu)點是投資較少、運行費用低、操作簡單等。但干法除塵技術(shù)存在凈化效率低、能耗高、投資大、占地面積大等問題。
二是濕法脫硫技術(shù),即通過化學反應(yīng)使煙氣中的SO2和NH3發(fā)生反應(yīng)生成SO3,再經(jīng)過吸收劑的吸收作用實現(xiàn)脫除。
燒結(jié)、球團工序是鋼鐵生產(chǎn)的主要工序,在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢氣。由于燒結(jié)、球團工序廢氣中含有大量的粉塵,且這些粉塵具有一定的粘性,在經(jīng)過除塵設(shè)備處理后,仍然會有一定數(shù)量的粉塵殘留在生產(chǎn)設(shè)備的表面,需要對其進行二次處理,才能達到超低排放要求。
鋼鐵行業(yè)氮氧化物排放來源主要有兩個方面:一是爐頂煤氣燃燒,二是燒結(jié)工序排放。爐頂煤氣燃燒產(chǎn)生的氮氧化物主要來自兩個方面:一是燃料中的含氮物質(zhì),二是燃料燃燒過程中生成的氮氧化物。燃燒產(chǎn)生的氮氧化物經(jīng)過煙氣處理后排放到大氣中。
對焦爐和燒結(jié)工序的脫硝技術(shù)研究主要集中在氨水/尿素/SCR等工藝,但由于焦爐和燒結(jié)工序的煙氣成分比較復(fù)雜,脫硝技術(shù)復(fù)雜,開發(fā)難度大,目前實際應(yīng)用效果并不理想。
焦爐和燒結(jié)工序主要采用選擇性催化還原法(SCR)或選擇性非催化還原法(SNCR)進行脫硝處理,其中 SCR工藝應(yīng)用最為廣泛。
在鋼鐵行業(yè),除塵技術(shù)的發(fā)展較早,目前應(yīng)用較多的是濕式除塵器、袋式除塵器等。濕法脫硫技術(shù)是指用石灰漿液、石膏漿液等吸收SO2生成SO3的方法,這種方法簡單方便,但存在著設(shè)備投資大、運行費用高、對環(huán)境影響大等問題。
在濕式除塵和脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上,發(fā)展了低氮燃燒技術(shù)、選擇性催化還原脫硝技術(shù)等。目前,燒結(jié)煙氣和焦爐煤氣采用低氮燃燒技術(shù),可使SO2、 NOx排放濃度分別降低30%~70%和20%~30%。