烧结烟气氨法联合活性炭协同脱硫脱硝

:为实现铁矿烧结烟气SO₂和NO_x协同减排，采用氨法联合活性炭对烧结烟气进行协同研究。结果表明，在经氨法预先脱除SO₂后，仅凭活性炭单级吸附就能获得70%以上的脱硝率。氨法联合活性炭法脱硝的机理是由于逃逸的NH3与活性炭表面的C-OH官能团结构发生化学吸附反应，最终生成了N₂和H₂O。

针对目前已有装置的烧结厂而言，只需在脱硫喷淋塔后直接连接单级活性炭吸附塔，即可达到99%以上的脱硫率和70%以上的脱硝率，不仅可大幅降低设备投资成本，还可解决氨的逃逸和二次环境污染的问题。

钢铁工业是重要基础产业，对中国经济建设的发展发挥着巨大的作用。但是，中国钢铁工业至今仍是高污染工业，钢铁行业废气中SO₂排放量占全国的9.8%左右，氮氧化物的排放量占全国的10%左右。氨法脱硫工艺在中国钢铁企业烧结烟气脱硫中应用较广泛，该工艺具有较高的脱硫率。

但该工艺存在氨逃逸和吸收塔周边产生气溶胶污染的问题，并且在较高的烟气温度、较高SO₂及NO质量分数的烟气条件下，难以满足更高的烟气脱硫脱硝效率的要求。活性炭法是国内在烧结尾气同时脱硫脱硝上获得应用且效率较高，在单级吸附的前提下，脱硫率大于98%，脱硝效率也能达到35%～50%。

但该工艺脱硝过程中需要氨的参与，要求限制烟气温度不超过120℃，并且需要两级吸附才能确保80%以上的烟气脱硝率，因而整体投资偏高，制约了其大规模的推广应用。

利用氨法高效脱硫的能力，首先脱除烟气中绝大部分的SO₂，释放活性炭本来用于吸附SO₂的孔容和官能团，同时利用氨法不可避免产生的逃逸氨，在无需外加氨源的前提下，强化活性炭法的脱硝能力。

此外，高温烟气经氨法处理后，烟气温度完全能满足活性炭法对烟气温度的要求，可以避免活性炭的局部烧损、微孔结构改变等现象和活性炭吸附容量下降，延长活性炭的使用周期；同时也可以避免现有活性炭法必须对大烟道风温采取兑冷风的控温措施，减少对烧结工艺本身的影响。

因此，本文开展氨法结合活性炭单级吸附的烧结烟气联合脱硫研究，考查该联合工艺的脱硫脱硝效率，揭示两者的协同耦合效应，为目前采用氨法脱硫工艺的钢铁企业选择适宜的脱硝工艺提供理论指导和技术参考。

1原料及研究方法

1.1试验原料

本研究是在实验室配气系统中进行配气，模拟国内某钢铁公司烧结厂烧结烟气性质，其中模拟烧结烟气的成分为NO、SO₂、N₂、O₂，所需的主要试剂及气体见表1。试验所用活性炭由郑州竹林活性炭开发公司生产，其理化性能见表2。

1.2试验器材

试验所需的主要器材及器材生产厂家见表3。

试验中采用烟气分析仪对烟气中各组分的质量分数进行检测，pH计主要用于测定吸收液的pH值，磁力驱动泵用于喷淋塔中吸收液的循环输送，雾化器用于将添加剂喷入到烟气中，气体流量计和减压阀用于模拟烧结烟气的配制，液体流量计用于调节吸收液的喷淋量。