燒結是鋼鐵行業最主要的大氣污染源,其煙塵、SO2、NOx和二噁英排放量分別約占鋼鐵生產總排放量的20%、60%、50%和90%。因此,燒結多污染物減排是鋼鐵行業大氣污染控制的重中之重。河北省頒布的最新《鋼鐵工業大氣污染物超低排放標準》(DB13/2169-2018)規定,2019年1月1日起燒結(球團)的顆粒物、二氧化硫和氮氧化物排放限值分別為10 mg/Nm3、35 mg/Nm3和50 mg/Nm3,相同限值要求的國家標準也在征求意見之中。
煤電行業的煙塵和二氧化硫超低排放控制技術普遍適用于鋼鐵燒結煙氣,因此,實現燒結煙氣這兩種污染物的超低排放沒有現實困難。然而,燒結(球團)煙氣溫度低于150℃,不僅火電廠普遍使用的催化劑不適用于燒結煙氣,最近10多年來致力于研發的中低溫SCR煙氣脫硝催化劑應用于燒結煙氣時,也面臨加熱煙氣溫度到活性溫度窗口必然面臨能耗太高的問題。因此,開發應用新技術應對燒結煙氣氮氧化物是最近幾年眾多環保企業和鋼鐵行業的重點工作。
圍繞燒結煙氣氮氧化物和二氧化硫的脫除,目前鋼鐵企業已采用的技術包括活性炭/焦多污染物脫除技術、臭氧氧化-煙氣循環流化床半干法煙氣多污染物脫除技術和中低溫SCR煙氣脫硝-半干或濕法煙氣煙氣脫硫技術。盡管這些技術能夠實現超低排放要求,但是運行條件普遍苛刻,實現95%的達標保證率難度大。此外,還存在類似活性炭消耗大,運行費用高等問題。此類技術在鋼鐵需求旺盛,行業經濟景氣的情況下,可勉強維持運行。毫無疑問,一旦行業發展進入正常階段或減速階段,必然出現難以為繼的局面。因此,開發應用新技術迫在眉睫。
廣東佳德環??萍加邢薰韭摵涎嗌戒撹F有限公司和北京航空航天大學自2015年開始致力于氣相臭氧氧化協同吸收煙氣多污染物脫除技術的研發。開發的“J-TECH-II臭氧氧化協同吸收煙氣多污染物脫除技術”在燕山鋼鐵有限公司300m2燒結機煙氣超低排放改造工程中得到成功應用。經過5個月的連續穩定運行,2019年4月11日中冶建筑研究總院環境監測中心檢測表明,該工程實現了NOx≤30mg/m3、SO2≤20mg/m3的燒結煙氣超低排放指標。清華大學和浙江大學的檢測則表明,該工程對二噁英的凈化效率高于90%。迄今為止的運行表明,該技術不僅可以實現達標排放,更主要的是運行穩定可靠、投資和運行費用低于其他技術。與此同時,也成功解決了吸收母液硝酸鹽的處理及資源化問題。該技術的成功標志著我國在燒結煙氣多污染物超低排放技術領域取得新的重大突破,為燒結煙氣深度治理提供了新的技術選擇,具有廣闊的推廣應用前景。
2019年4月15日,中國工程院院士、美國國家工程院外籍院士、清華大學環境學院教授郝吉明先生一行蒞臨河北燕山鋼鐵有限公司考察該企業的燒結煙氣多污染物處理工程,了解到J-TECH-II臭氧氧化協同吸收煙氣多污染物脫除技術的實際應用情況,對技術的優勢給予充分的肯定。同時,對燕山鋼鐵有限公司勇于承擔社會責任、大力支持技術創新給予了充分肯定,并建議隨行的中國環保產業協會燕中凱副秘書長加大宣傳力度。