現階段對球團煙氣進行凈化時主要以是脫硫設備主完成。球團煙氣超低排放中提高脫硝技術水平是當前球團煙氣凈化技術面臨的難點問題。其中對氮氧化物的源頭進行控制是一種比較好的控制方法。采取氮氧化物源頭控制方法能夠保證球團煙氣排放達到排放標準。在當前的燒結球團煙氣凈化過程中主要是對其的二氧化硫含量以及煙塵等有效降低，防止排放到大氣中的煙氣內二氧化硫濃度超標。隨著鋼鐵行業大氣污染物排放標準的不斷提高球團排放煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、粉塵的排放濃度都要達到超低排放的要求。因此有必要對球團煙氣進行超低排放技術研究提高脫硝效率保證凈化后的煙氣符合超低排放的要求。下面介紹下球團煙氣超低排放技術。

對源頭氮氧化物（NOx）的控制技術

煙氣脫硝技術主要有有催化還原法（選擇性催化還原和非選擇性催化還原）、物理吸附法、氧化吸收法、循環流化床法、高能電子氧化法等球團煙氣具有流量大、成分復雜、溫度低、煙氣成分波動大的明顯特征各種脫硝技術在球團領域的應用還不太成熟活性碳脫銷和選擇性催化還原脫銷工藝脫硝效率高但存在前期投資和運行成本費用太高企業很少采用末端治理的技術進行煙氣脫硝。企業必須加強生產過程控制從源頭上降低氮氧化物含量。

熱力條件和生成途徑的差異可能會導致燒結煙氣內的氮氧化物類型不同一般可以分為熱力型、燃料型、瞬時型。在球團生產工藝過程中燃料型以及瞬時型的氮氧化物生成量比較少主要是熱力型的氮氧化物一般受生產過程中溫度的影響其排放量與球團燒結的溫度相關。根據一些研究發現鐵礦球團內部的含氮量很少在球團燒結過程中用等離子點火噴煤燃燒供熱的每天的用煤量很少。球團燒結過程中鏈篦機回轉窯溫度達到800℃~1600℃時氮氧化物生成比較多通過優化燃料配比、優化燃燒過程控制在滿足球團回轉窯供熱的同時避免燃燒火焰局部高溫產生較多的熱力型氮氧化物。特別是固體燃料中揮發性氮含量較多時燒結球團煙氣內的氮氧化物含量也比較高。如果選擇使用100%焦粉代替50%無煙煤+50%焦粉能夠在很大程度上降低氮氧化物的排放濃度其降低程度能達到40%左右。而在運行投資方面可以以球團運行過程為研究對象發現一噸成品球團礦需要消耗的焦粉為26.5kg，無煙煤消耗量為26.5kg對運行費用進行折合計算可以得出每噸球團礦大約為40.5元。而完全使用焦粉作為固體燃料充分考慮焦粉熱值其折算下來的運行費用為每噸球團礦費用大約為42 元每一噸球團僅會增加1.5元。但是球團煙氣的處理成本遠遠低于新增脫硝設備的運行費用。因此在選擇球團固體燃料時可以考慮全部采用焦粉作為固體燃料。而使用無煙煤可以選擇揮發性氮含量比較低的無煙煤這樣可以降低燒結煙氣內氮氧化物排放量濃度。除此之外在燃燒過程中要嚴格控制固體燃料的用量可以使用厚料層燒結或者煙氣循環技術能夠有效降低固體燃料用量從而降低燒結煙氣內氮氧化物排放濃度。從源頭上對氮氧化物含量進行控制能夠極大提高脫銷效率[2]。

低溫SCR脫硝技術

通常情況下球團煙氣排放的溫度要控制在100℃~180℃之間，Fluke810振動診斷分析儀而在燒結煙氣凈化過程中使用的V-Ti 催化劑的使用溫度最低規定為280℃如果使用脫硫+脫銷或者脫銷+脫硫的聯合凈化技術就需要對燒結煙氣進行加熱處理才能夠使用催化劑。但是對燒結煙氣加熱處理的成本比較高。為了解決低溫脫硝的問題使用低溫SCR催化劑對其進行處理。目前開發出來的低溫催化劑能夠適應130℃~260℃的溫度。但是對進入SCR反應器內的燒結煙氣組成成分要求比較嚴格。例如必須保證二氧化硫的濃度低于10ppm并且要確保進入SCR反應器內的煙氣水分含量比較低。而在當前的脫硫工藝使用過程中因為進入SCR 反應器內的煙氣內二氧化硫已經基本脫除能夠滿足二氧化硫濃度低于10ppm 的要求但是脫硫過后的煙氣水分含量比較高這樣也會對低溫催化劑的效果產生一定影響。而煙氣在進行脫硝過程中需要加入NH3其會與進入SCR反應器內二氧化硫反應產生硫酸氨。因此在使用SCR 處理技術時將低溫SCR脫硝放在石灰石膏濕法脫硫之前煙氣溫度和濕度都能達到低溫SCR脫銷技術要求。并且濕法脫硫對球團煙氣內的氮氧化物濃度影響比較小。煙氣經過脫硫吸收塔處理后基本能夠去除95%以上的二氧化硫經過濕法脫硫后的煙氣濕度較大后續再加濕電除塵去除煙氣里面的水分、粉塵煙氣達標排放。

碳材料改性技術

一般情況下活性炭是很多污染物凈化工藝過程中的吸附劑以及催化劑活性炭的質量好壞會直接影響燒結球團煙氣脫硫脫硝除塵技術質量同時也會對工程設計的成本和投資運行的成本造成一定影響。在選擇活性炭時必須對活性炭的耐壓強度、耐磨強度、硫容以及脫銷值等參數進行檢查。通常情況下在保證活性炭的脫硝效率的基礎上可以降低活性炭循環的循環下料量從而有效地降低投資和運行成本現階段在一些工程實踐過程中對活性炭的脫硝能力進行了比較多的研究和試驗。同時也對改變活性炭表面以及附著金屬離子進行了改性研究能夠對活性炭的化學吸附特性以及表面官能團種類進行有效的改變這樣可以增強活性炭的效用。需要注意的是在對活性炭材料進行改性時必須保證其能夠滿足脫硫脫硝能力在此基礎上可以盡量提高活性炭的耐磨與耐壓強度提高球團煙氣凈化效益[3]。

源頭控制方法對氮氧化物的生成能力控制比較有限不能適應越來越嚴格的環保要求。因此必須輔助以其他的氮氧化物末端治理技術才能夠確保燒結球團煙氣超低排放標準。隨著生態環境部對鋼鐵行業大氣污染物的排放濃度要求越來越嚴格,2020年球團煙氣要滿足《鋼鐵行業超低排放的意見》的超低排放要求。