本報通訊員 魏淑超 湯楚貴 王亭亭
目前，在火電行業推進實施超低排放之后，鋼鐵行業也開始進入超低排放倒計時。山東省冶金設計院股份有限公司在鋼鐵行業脫硫脫硝領域起步較早，擁有多種先進的脫硫脫硝環保技術，應用于鍋爐煙氣、焦爐煙氣、加熱爐煙氣、熱風爐煙氣的鈉基干法脫硫技術，加熱爐煙氣、鍋爐煙氣的BSNCR脫硝技術，大型燒結機煙氣、球團煙氣、焦爐煙氣的逆流活性焦脫硫脫硝技術，均能有效控制煙囪出口處的污染物排放濃度低于國家重點區域排放標準，為我國鋼鐵企業減少煙氣污染物排放創造了眾多工程典范。其中，生物鈣基脫硝工藝在鋼鐵領域更是首次應用。
鈉基干法脫硫
超低排放技術及裝備應用
2018年12月15日，萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司型鋼區1號65MW發電燃氣鍋爐增設脫硫設施EPC總承包項目順利完成建設熱試，2019年初工程已正式投運。其鍋爐燃料中主要含H2S和有機硫，山冶設計采用工藝簡單可靠、操作方便的鈉基干法脫硫除塵工藝路線，有效地解決了原濕法脫硫工藝產生廢水、設備腐蝕性嚴重、結垢堵塞的問題，煙氣出口污染物實現超低排放。該工藝占地面積小，且運行成本低。
鈉基干法脫硫除塵工藝首次在山鋼使用，運行投產期間，脫硫及配套除塵設備運行穩定。該工程從方案討論到施工完成，克服場地狹窄、煙氣管道跨鐵路、與高爐生產交叉作業、協調難度大等困難，從設計到投產歷時3個半月圓滿完成，脫硫出口各項指標一次性達標，得到了業主的高度認可；煙氣出口二氧化硫濃度在25mg/Nm3左右，出口顆粒物濃度在0.5mg/Nm3左右，指標遠低于業主要求及國家五部委聯合發布的《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》規定的35mg/Nm3和5mg/Nm3，脫硫效果顯著。
在銀山型鋼65MW發電燃氣鍋爐煙氣超低排放改造項目成功投產后，山冶設計又相繼中標聯峰鋼鐵有限公司電力廠2×130t/h超高溫超高壓燃氣鍋爐脫硫及1×130t/h中溫中高壓燃氣鍋爐脫硫EPC總承包項目、萊鋼銀山型鋼區能源動力廠50MW發電新增煙氣脫硫EPC總承包項目、萊鋼銀山型鋼能源動力廠型鋼區3×130t/h鍋爐脫硫BOO總承包項目和萊蕪分公司能源動力廠黃前區170t/h鍋爐脫硫BOO（建設-擁有-經營）總承包項目等。其中，萊鋼銀山型鋼區能源動力廠50MW發電煙氣脫硫項目于2019年10月底建設完工投產，聯峰2×130t/h超高溫超高壓燃氣鍋爐脫硫及1×130t/h中溫中高壓燃氣鍋爐脫硫項目于2019年11月底建設完工投產，其余鈉基干法脫硫項目正在緊張施工過程中。
軋鋼系統
加熱爐煙氣脫硝超低排放技術的應用
目前，由山冶設計EPC總承包的山鋼集團萊蕪分公司型鋼廠中型生產線加熱爐脫硝項目已投產使用。該項目采用BSNCR生物鈣基脫硝工藝，可保證加熱爐煙氣各項排放指標均達到山東省最新時段環保要求，系國內首套生物鈣基脫硝系統在軋鋼系統加熱爐煙氣治理中成功應用。
生物鈣基脫硝技術是煙氣治理的新技術、新工藝，新建設備簡單、占地面積小、運行效率高，相對傳統SCR、SNCR工藝具有脫硝效率高、空間適應性強、建設周期短和投資節省等優勢，非常適用加熱爐系統的煙氣脫硝。生物鈣基脫硝劑性質穩定，無氨逃逸風險，儲運方便、安全可靠，無易燃易爆危險。
山鋼集團萊蕪分公司型鋼加熱爐使用全焦爐煤氣燃料，在采用BSNCR生物鈣基脫硝工藝后，加熱爐煙氣排放指標大幅降低，氮氧化合物指標降低到80mg/m3以下、顆粒物降低到4mg/m3左右，保證了顆粒物小時排放均值不超過10mg/m3的前提下，氮氧化物小時排放均值可穩定在100mg/m3以下。生物鈣基還原劑在脫硝過程中，不僅與氮氧化物反應，還能脫去少量的二氧化硫。該項目投產后，設備運行穩定，運行效果得到了業主及相關專家的一致認可。這也標志著國內首套生物鈣基脫硝系統在軋鋼系統加熱爐煙氣治理中得到成功應用。
繼首套加熱爐煙氣脫硝項目成功應用后，山冶設計又獲得了山鋼集團萊蕪分公司異型線加熱爐煙氣BSNCR脫硝EPC總承包合同、山鋼集團萊蕪分公司型鋼廠大型線加熱爐煙氣BSNCR脫硝EPC總承包合同、山鋼集團銀山型鋼寬厚板事業部2臺加熱爐煙氣BSNCR脫硝EPC總承包合同、山鋼集團銀山型鋼鋼板帶廠1500mm寬帶2臺加熱爐煙氣BSNCR脫硝EPC總承包合同等，2019年底以上項目都將投產應用。
大型燒結機煙氣、球團煙氣、焦爐煙氣超低排放技術應用
目前，由山冶設計BOO總承包的山鋼萊蕪分公司新建2×480m2燒結機活性焦脫硫脫硝設施工程正在緊張施工過程中。其中，1號480m2燒結機脫硫脫硝設施將于2019年12月15日前建成投產，2號480m2燒結機脫硫脫硝設施將于2020年2月15日前建成投產。這2臺480m2燒結機年作業率為93.15%，計劃年產963.53萬噸冷燒結礦。
2×480m2燒結機活性焦脫硫脫硝工程采用逆流活性焦工藝，相比較錯流工藝逆流使得活性焦更加均勻地吸附二氧化硫，提高單位體積活性焦的吸附能力，從而可減少活性焦的循環量，進一步減少再生活性焦所需熱量，降低了系統的整體運行能耗；活性焦脫硫的同時還能脫硝，脫硫效率可以達到95%以上，脫硝效率可以達到80%~90%；脫硫、脫硝段采用特殊布置方式，節省占地；飽和活性焦和粉塵從反應器下部排出，減小了系統阻力，節約能耗；煙氣上升過程中不斷與新活性焦接觸，煙氣中的含硫濃度逐漸降低，活性焦吸附能力逐漸提高，保證了二氧化硫吸附的均勻性，與錯流工藝相比降低了局部熱點產生的幾率，保證了系統安全，提高了系統運行的穩定性；活性焦脫硫脫硝后的煙氣粉塵排放濃度小于等于10mg/Nm3，二氧化硫排放濃度小于等于35mg/Nm3，氮氧化物排放濃度小于等于50mg/Nm3。
燒結機煙氣中含有少量的二噁英及重金屬等，這些物質在以往的脫硫脫硝工藝基本無法去除。而活性焦工藝具有獨特的吸附作用，在脫硫脫硝的同時能夠吸附煙氣中的二噁英、重金屬等多種物質；反應后煙氣中的二噁英當量排放濃度小于等于0.5ng/Nm3，重金屬及其化合物小于等于0.9mg/Nm3。另外，活性焦脫硫脫硝產生的富含二氧化硫的混合氣體可以用來制取濃硫酸或焦亞硫酸鈉，可以為用戶帶來一定的經濟效益。
山冶設計一直重視產學研科技成果，煙氣脫硫脫硝團隊于2018年申報了“一種活性焦再生余熱利用系統”專利并獲得授權，活性焦脫硫脫硝技術產生的附加效益再創新高。山鋼萊蕪分公司2×480m2燒結機在緊張施工的同時，山冶設計再添佳績，成功中標新鋼公司4.3m焦爐環保節能升級易地改造項目焦爐煙道氣活性焦逆流脫硫脫硝工程EPC總承包項目，目前設計方案已通過業主審查，正在進行施工圖設計階段。
以上生產實踐表明，山冶設計煙氣鈉基干法脫硫技術、BSNCR脫硝技術及活性焦脫硫脫硝技術應用效果優異，可有效解決目前眾多環保技術造成的煙氣排放不達標問題。山冶設計煙氣超低排放技術考核指標達到國際一流技術水平，更是為用戶帶來巨大的經濟效益。山冶設計將秉承一切為用戶著想、全生命周期服務的宗旨，為鋼鐵行業打贏藍天保衛戰做出更大貢獻。
《中國冶金報》（2019年11月28日 04版四版）
