隨著鋼鐵行業(yè)明確超低排放要求，燒結工序作為鋼鐵行業(yè)污染物排放的重要源頭之一，其所產生的二氧化硫、氮氧化物分別占鋼鐵行業(yè)污染物總排放量的70%和50%左右，燒結工序已成為我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的重要領域。我國自2018 年開展的鋼鐵行業(yè)超低排放改造，已明確燒結機頭煙氣、球團焙燒煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時均值排放濃度分別不高于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。
目前，鋼鐵行業(yè)脫硫、除塵的工藝已經十分成熟，能夠實現(xiàn)超低排放相應的指標，在技術路線上有很多選擇。由于燒結煙氣溫度、濕度和煙氣的組成比較復雜，煙氣脫硝技術不夠成熟。因此，針對燒結煙氣中氮氧化物減排技術的開發(fā)是未來幾年鋼鐵行業(yè)污染物控制的主要工作之一。
燒結煙氣脫硝工藝技術
工業(yè)煙氣NOx排放控制技術主要有選擇性催化還原技術（SCR）、選擇性非催化還原技術（SNCR）、活性炭吸附技術、氧化脫硝技術等。
SCR 技術在燃煤鍋爐煙氣脫硝中具有廣泛應用，該技術是在350～400 ℃溫度范圍內，在催化劑的作用下，噴入氣態(tài)NH3將煙氣中的NOx還原成N2，脫硝效率一般在85% 左右。SNCR技術是在煙溫850~1050℃時，將氨、尿素等還原劑噴入煙氣中與NOx發(fā)生反應生成氮氣和水，但脫硝效率只能達到50%左右，脫硝率低。活性炭吸附技術利用活性炭的吸附性能將NOx吸附脫除，同時通入NH3可使NOx在活性炭表面發(fā)生催化還原反應生成N2。
由于我國燒結煙氣溫度較低，達不到SCR的操作溫度，且上述三種工藝脫硝過程中需噴入氨氣作為還原劑，尤其是在入口氮氧化物高的情況下需要噴入過量的氨氣導致存在氨逃逸等諸多問題，故該類技術在燒結煙氣脫硝應用中存在較大弊端。
氧化脫硝技術是采用強氧化劑將不易被吸收的NO氧化為可溶可吸收的高價氮氧化物，再通過濕法、干法/半干法吸收工藝進一步吸收反應去除高價氮氧化物。氧化法具有對煙溫要求低、占地面積小、脫硝效率高等優(yōu)勢，越來越多的應用在燒結煙氣脫硝上。目前較為成熟應用的氧化方式主要包括亞氯酸鈉溶液法、二氧化氯法、臭氧法等。
氧化脫硝技術原理
氧化脫硝技術是將難溶于水的NO氧化為高價態(tài)的NOx，其中NO2在水中溶解度分別為213g/dm3，利用高價態(tài)NOx易溶易吸收的特性，借助原有的脫硫工藝完成脫硝，實現(xiàn)超低排放。
1、氧化原理
就當前綜合使用情況來看，非臭氧法氧化工藝，如亞氯酸鈉溶液法、二氧化氯法具有低溫條件下氧化效率高、氧化選擇性強、只氧化到NO2，無更高價氮氧化物。
亞氯酸鈉溶液/二氧化氯氣體具備強氧化性，在低溫（80~150℃）下，接觸時間0.3~1s內實現(xiàn)快速地將NO氧化為NO2，且對NO具有良好的氧化選擇性[2]。
2、吸收原理
實現(xiàn)NO的高效氧化后，主要氧化產物NO2和SO2的協(xié)同吸收是脫除系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。氧化法可以配合多種脫硫工藝實現(xiàn)同步脫硫脫硝。在此，以目前使用范圍廣、運行穩(wěn)定的半干法循環(huán)流化床（CFB）工藝為例，分析NO2的吸收原理。
在氧化法結合半干法脫硫脫硝工藝中，CFB吸收塔內濕度較低，水在吸收劑顆粒表面形成一層液膜，與氣相中的SO2和NO2發(fā)生氣-液-固三相反應[3-4]。
一方面，部分NO2在吸收劑表面液膜中直接被水和堿性吸收劑吸收，生成硝酸鈣和亞硝酸鈣[2,5]。
另一方面，SO2對NO2的吸收存在較強的促進作用，在吸收劑表面的液膜中，SO2與H2O快速反應生成SO32-，SO32-具有還原性，可以與NO2發(fā)生氧化還原反應。有研究表明，通過增加顆粒表面的相對濕度，增加顆粒表面液膜中SO32-濃度，從而促進NO2的吸收[2,5]。
在吸收塔內，通過吸收劑酸堿中和、以及SO2促進、NO和NO2協(xié)等多因素耦合作用機理，可實現(xiàn)NO2的高效吸收，滿足NOx的排放濃度50mg/Nm3以下。
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