烧结脱硫装置应具备功能扩展能力
3月14日，全国人大审议通过了“十二五”规划纲要，提出化学需氧量、二氧化硫分别减少8%，同时将氨氮和氮氧化物首次列入约束性指标体系，要求分别减少10%，氮氧化物已经成为我国下一阶段污染减排的重点。
氮氧化物(NOX)是污染大气的主要污染物之一，主要来自化石燃料的燃烧以及其他工业废气、汽车尾气排放，其特点是量大面广，治理难度大。含有氮氧化物的废气排放会给生态环境和人们生活带来严重危害；目前酸雨类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化。
钢厂大气污染物治理大致可以分为四个阶段：第一阶段是粉尘治理，第二阶段是SO2、NOX等污染物治理，第三阶段是二噁英等污染物治理，第四阶段是CO2的减排。《钢铁工业大气污染物排放标准烧结（球团）》（征求意见稿）对氮氧化物和二噁英的排放量已经做出明确规定，这就要求脱硫之后也要考虑能够脱硝及脱除痕量重金属、二噁英。当前脱硫系统应该预留脱硝、脱二噁英、痕量重金属的节点，以备日后功能扩展。
电厂锅炉高温烟气脱硝技术特点分析
目前，电厂锅炉等高温烟气脱硝工艺可以分为两大类，即湿法脱硝和干法脱硝。
湿法脱硝指NOX脱除剂为液相的工艺技术，湿法烟气脱硝技术主要包括碱液吸收法、氧化吸收法、还原吸收法、络合吸收法等。湿法脱硝技术具有工艺设备简单、操作温度低、能耗低、运行费用低等优点，而且可以在原有脱硫装置基础上改造。有关方面对络合吸收法进行了很多研究，实验室研究也有一定突破，但离工业应用尚有一定距离。
干法脱硝指NOX脱除剂为气相的工艺技术，干法脱硝技术有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)法、SCR/SNCR混合法技术、催化直接分解NO法等；其中多采用选择性催化还原法，选择性非催化还原工艺主要针对锅炉高温烟气（300℃～1100℃）。
选择性催化还原法。SCR是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术，大部分电厂高温烟气脱硝采用此法，反应温度在350℃左右，是目前效率最高、运行最稳定的脱硝方法。该法的缺点：一是催化剂易失效。因烟气中含有SO2、含重金属尘粒和水雾，对催化反应和催化剂均不利。系统中的NH3和烟气中的SO2作用，生成的NH4HSO4和(NH4)2SO4易附着在催化剂活性组分表面，降低氨的利用率，同时易腐蚀和堵塞下游设备。高分散度的含重金属粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降；若采用铜、铁类金属作为催化剂的活性组分，需首先进行烟气除尘和脱硫；若采用二氧化钛为基体的碱金属催化剂，其最佳反应温度为300℃～400℃，不易受肮脏烟气污染和腐蚀等影响，同时具有一定的活性，耐受一定温度，该催化剂为现在SCR反应所采用的主流催化剂。SCR法中催化剂的选取是关键，对催化剂的要求是活性高、寿命长、经济性好和不产生二次污染。二是若反应不完全，氨大量逃逸易造成二次污染。
选择性非催化还原法。目前SNCR反应在实验室内可以达到90%以上的NOX脱除率。SNCR应用在大型锅炉上一般能达到30%～50%的NOX脱除率。该技术是一种成熟的NOX处理技术。影响SNCR脱硝效果的主要因素为温度范围、合适的温度范围内可以停留的时间、反应剂和烟气混合的程度、未控制的NOX浓度水平、喷入的反应剂与未控制的NOX摩尔比、含氧量、含一氧化碳浓度、氮剂类型、状态、添加剂的作用等。
选择性非催化还原法优点在于不须使用催化剂，设备投资少，只需还原剂与喷射装置，无催化剂堵塞问题。缺点在于反应中生成硫酸铵和硫酸氢铵易腐蚀、堵塞设备；气相反应难以保证充分混合，还原剂消耗量大，NH3/NOX摩尔比高；NOX的脱除效率低；炉膛内扰流的影响及脱硝剂混合程度较难控制。
催化直接分解NO法。将NO直接分解成N和O，这在热力学上是可行的。得到广泛研究的催化体系有贵金属、金属氧化物及金属离子交换分子筛、活性炭等。有些催化剂的反应选择性及效率高，但不持久，主要是因为NOX分解后产生的氧不易从载体上脱除会造成催化剂中毒。因此，寻找一种符合技术、经济要求的催化剂还须做大量工作。
针对烧结烟气低温特性 开发适宜脱硝工艺
由于烧结烟气自身特点，烧结机头、机尾烟气混合后，温度一般为100℃～200℃，达不到电厂锅炉烟气SCR反应所需要的最低温度（300℃左右）。目前，烧结烟气脱硝全球成功应用的工程案例特别少，所以，低温烧结机烟气脱硝方法研发是烟气脱硝领域里的重要课题。一般烧结烟气脱硝主要采用以下几种方式。
加热后采用SCR法。为使烟气在进入SCR催化剂反应器之前达到所需要的反应温度，需要在烟道内加装燃油、燃烧天然气的燃烧器或蒸汽加热的换热器以加热烟气。由于加装换热器易腐蚀、堵塞，国际上多以安装燃烧器为主，把烟气再加热至350℃左右，但能耗相当大。
低温脱硝催化剂SCR法。低温脱硝催化剂是近几年脱硝催化剂研制的热点。用于NH3还原剂低温（100℃～300℃）烟气脱硝的选择性催化还原法，是近年来在成熟SCR催化剂基础上发展起来的，其脱氮装置可置于除尘装置之后，从而避免灰尘对催化剂的污染、磨损、堵塞，具有易与现有的烟道设备匹配、延长催化剂使用寿命、经济高效且能耗低等优点。由于烧结烟气温度低于电厂SCR系统所需催化剂活性温度，因此开发出此类低温催化剂，对烧结烟气采用SCR法脱硝具有重要意义。低温脱硝催化反应器可放在电除尘后，大大延长了脱硝催化剂寿命，降低了运行成本。低温SCR脱硝不仅对电厂锅炉烟气脱硝是革命性创新，同时解决了烧结烟气低温催化脱硝问题。
湿法脱硫与脱硝一体化装置。若开发湿法脱硫与脱硝一体化装置，一般采用在原浆液体系中加入络合物，也有企业采用电子束或高能射线法。
络合吸收法是20世纪80年代发展起来的一种同时脱硫、脱氮的新方法。由于烟气中NOX的主要成分NO在水中的溶解度很低，从而大大增加了气液传质阻力。络合吸收法利用液相络合吸收剂直接同NOX反应，增大NOX在水中的溶解性，从而使NOx易于从气相转入液相。络合吸收剂可以作为添加剂直接加入石灰石膏法或氨法烟气脱硫的浆液中，只需在原有脱硫设备上稍加改造，即可实现同时脱除SO2和NOX，节省高额的固定投资。影响该技术工业应用的主要障碍是反应过程中络合物的损失和金属络合物再生困难、利用率低等。
氨法。由于氨法脱硫吸收剂是氨，氨在脱硫反应温度下，对NOX同样具有吸收作用，另外，脱硫过程中产生的亚硫铵对NOX还有还原作用。氨回收法脱硫技术一般脱硝效率在30%以上，有利于钢厂控制NOX的排放，至少未来2年、3年内可满足国内钢厂的脱硝需求，节约大量投资，即使将来脱硝效率要求更高时，也可通过改造装置来节约大量投资成本。同时，氨法脱硫浆液中若配有络合还原剂，脱硝效果会更好。有关人士通过对比山东莱钢永锋、四川乐山德胜钢厂、昆钢玉溪钢厂烧结烟气氨法脱硫装置中烧结烟气前后的NOX含量，得出氨回收法脱硫技术一般脱硝效率在30%以上，在烧结烟气NOX含量不高的情况下，不失为一种可行的方案。
活性炭法（AC法）。烧结烟气脱硫技术的发展方向是将SO2与NOX、二、重金属实现同步脱除，活性炭法将是一种比较理想的选择。活性炭法一般设置两个移动床，一个床以活性炭吸收SO2，一个床利用活性炭的催化作用，加入NH3使NOX转变为N2和水，在烟气中有氧和水蒸气的条件下，吸附器内进行反应使SO2转变为H2SO4，加入NH3使NO、NO2转变为N2和水。在再生阶段，饱和态的活性炭被送入再生器中加热到400℃，解吸出浓缩后的SO2气体，1mol的再生活性炭可解吸出2mol的SO2。再生后的活性炭送回反应器中循环，而浓缩后的SO2在用冶金焦炭作为还原剂的反应器中被转化为硫元素。
尽管活性炭法在同时脱硫、脱硝方面取得一定成功，但大面积推广仍须解决以下问题：一是活性炭消耗量大，运行成本高；二是硫资源回收处理外围系统及活性炭循环利用系统复杂，投资远高于现有脱硫、脱硝装置。
由于烧结烟气自身的特点，其脱硝不能完全借鉴电厂锅炉高温烟气的脱硝方案，须根据烧结厂的实际情况选择最合适的工艺方法。研究、开发处理效果好、投资和运行费用低、无二次污染的烟气脱硝技术迫在眉睫。（2011年5月19日中国冶金报）
