[发明专利]一种利用磁稳床联合脱除烧结烟气中多种污染物的方法

说明书

本发明属于烧结烟气污染物控制领域，并公开了一种利用磁稳床联合脱除烧结烟气中多种污染物的方法。所述方法为：以磁稳床为反应器，烧结厂现有的含铁物料为床料，将烧结烟气通入磁稳床中实现污染物的联合脱除，在此过程中，主要成分为铁氧化物的烧结飞灰会被床料捕集下来，且飞灰粒径小于烧结矿、比表面积高于含铁物料，故捕集的飞灰会在床料颗粒表面形成一个巨大比表面积的“蛋壳”表层，实现了催化剂的自组装；继续加入还原性气体，选择性催化还原烧结烟气中的NO_x，同时促进SO₂和Hg的催化氧化，最终实现颗粒物、NO_x、SO₂和Hg的联合脱除。该方法具有原料零成本、催化剂制备过程零成本以及多种污染物联合脱除的优点。

技术领域

本发明属于烧结烟气污染物控制领域，更具体地，涉及一种利用磁稳床联合脱除烧结烟气中多种污染物的方法。

背景技术

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，但烧结过程中会产生大量的污染物，如颗粒物、SO₂、NO_x、重金属、二噁英等。《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准(GB28662-2012)》规定：自2015年1月1日起，现有企业污染物排放限值分别是颗粒物50mg/m³、SO₂200mg/m³、NOx 300mg/m³，大大高于前序标准。我国也于2013年加入全球汞减排的《水俣公约》，承担起汞减排的国际义务，国家已经出台了燃煤电厂、水泥厂等的烟气汞排放标准，将其列入烧结烟气排放标准也是势在必行。

不同于燃煤烟气，烧结烟气具有温度低、湿度高、流量波动大等特点，这使得各类成功应用在燃煤电厂的烟气净化技术在烧结烟气的应用过程中遇到了种种困难。在脱硫领域，至2014年全国烧结机脱硫设施共有526台，已有脱硫设施的烧结机面积达8.7万平方米，占烧结机面积的63％，但目前还没有一种技术占据统治地位(湿法，干法、半干法)。而烧结烟气脱硝在近几年才提上议事日程，除了太钢的活性炭法及宝钢的SCR法示范工程，国内再无其他商业化运行的实例。基于喷氨的选择性催化还原NO_x技术已成为我国大型燃煤电厂广泛采用的脱硝技术，具有技术成熟、高效等特点。但该技术用于烧结烟气脱硝，还面临很大挑战，V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂是常用的催化剂，其运行温度窗口在350℃～400℃，而烧结机头烟气温度在100-200℃之间，因而无法直接使用；且V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂原料价格昂贵，制备成型过程复杂，废弃催化剂列为危废，处置成本高。因此选择廉价易得催化剂，并开发相应的烧结烟气脱硝新工艺是实现烧结厂高效低成本脱硝的关键技术。此外，随着排放标准的提高，很多除尘、脱硫设备也面临增容或增效改造的问题，且多种污染物分步控制的模式存在着烟气净化处理系统庞杂，占地多，设备的投资和运行费用大等缺点，这为烧结烟气多污染物协同脱除综合治理新工艺、新技术的研究发展提供了机遇。

铁基催化剂量大易得，价格低廉，得到了比较广泛的研究，且作为SCR催化剂表现出了较大潜力。在固定床中Fe₂O₃-TiO₂催化剂喷氨脱硝效率可达90％(350℃～450℃)；同时铁氧化物也具有氧化汞和SO₂的能力，即可同时促进Hg和SO₂的脱除。烧结厂有大量的含铁物料，包括铁矿粉，烧结矿等，主要成分都为铁氧化物，可以作为催化剂加以选择利用。我们前期利用烧结矿块作催化剂，在固定床上获得的脱硝效率最高为38％，后续研究发现，烧结矿粒径对脱硝效果和氨利用效率有显著影响，粒径越小，效率越高。这一发现为我们进一步提高催化剂性能提供了思路：提高有效比表面积。