燒結(jié)煙氣治理革命：陶瓷一體化技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)多污染物超低排放

在鋼鐵生產(chǎn)流程中，燒結(jié)工序是污染物排放的主要源頭之一，其產(chǎn)生的煙氣成分復(fù)雜、波動大、溫度高，且含有高濃度的粉塵、硫氧化物、氮氧化物、二噁英、重金屬及酸性氣體（如HF、HCl）等，一直是工業(yè)煙氣治理領(lǐng)域的“硬骨頭”。傳統(tǒng)的“SCR脫硝+濕法脫硫+布袋除塵”或“活性炭吸附”等組合工藝，往往面臨系統(tǒng)龐大、投資運(yùn)行成本高、副產(chǎn)物處理難、且難以長期穩(wěn)定達(dá)到日益嚴(yán)格的超低排放標(biāo)準(zhǔn)（如粉塵≤10mg/Nm3、SO?≤35mg/Nm3、NOx≤50mg/Nm3）等挑戰(zhàn)。面對這一行業(yè)痛點(diǎn)，以中天威爾為代表的環(huán)保技術(shù)企業(yè)，創(chuàng)新性地推出了以陶瓷濾管（包括陶瓷催化劑濾管和高溫除塵陶瓷纖維濾管）為核心的陶瓷一體化多污染物超低排放煙氣治理系統(tǒng)，為燒結(jié)煙氣治理帶來了顛覆性的解決方案。

一、 燒結(jié)煙氣的特性與治理難點(diǎn)深度剖析

燒結(jié)過程是將鐵礦粉、燃料（焦粉、煤粉）和熔劑（石灰石、白云石）混合后，在高溫下進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，制成具有足夠強(qiáng)度和粒度的燒結(jié)礦。此過程產(chǎn)生的煙氣具有以下顯著特點(diǎn)：

• 污染物種類繁多且濃度高：除了常規(guī)的煙塵、SO?、NOx，還含有因燃料及原料中氯、氟元素產(chǎn)生的HCl、HF，以及因不完全燃燒產(chǎn)生的二噁英、重金屬（如Pb、Cd、Hg、As）等。
• 煙氣參數(shù)波動劇烈：燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾煙氣在流量、溫度、濕度、氧含量及污染物濃度上隨生產(chǎn)工況變化大，對治理設(shè)備的適應(yīng)性要求極高。
• 粉塵特性特殊：粉塵粒徑細(xì)、粘附性強(qiáng)，且含有堿金屬（K、Na）和重金屬，易導(dǎo)致傳統(tǒng)SCR催化劑中毒、失活，也易造成布袋糊袋、板結(jié)。
• 治理空間受限：鋼鐵企業(yè)廠區(qū)布局緊湊，留給環(huán)保設(shè)施的空間往往有限，要求治理系統(tǒng)必須緊湊高效。

這些難點(diǎn)使得許多傳統(tǒng)技術(shù)在應(yīng)用于燒結(jié)煙氣治理時(shí)捉襟見肘。例如，單獨(dú)采用SCR脫硝，前置的除塵設(shè)備若效率不足，粉塵中的堿金屬和重金屬會迅速毒化催化劑；若采用活性炭（焦）吸附一體化技術(shù)，雖然能處理多種污染物，但存在吸附劑消耗量大、運(yùn)行成本高、系統(tǒng)復(fù)雜且有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等問題。因此，市場亟需一種能同時(shí)高效脫除多污染物、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定且全生命周期成本更優(yōu)的新型技術(shù)。

二、 陶瓷一體化技術(shù)的核心優(yōu)勢與工作原理

中天威爾自主研發(fā)的陶瓷一體化多污染物超低排放系統(tǒng)，其核心在于兩類高性能陶瓷濾管的創(chuàng)新應(yīng)用：

1. 陶瓷催化劑濾管（催化過濾元件）：將高效的SCR脫硝催化劑（如V?O?-WO?/TiO?體系或其他抗中毒配方）與多孔陶瓷過濾材料在分子層面進(jìn)行一體化燒結(jié)成型。煙氣通過時(shí)，首先完成煙氣除塵（物理過濾），粉塵被截留在濾管表面形成濾餅；隨后，潔凈煙氣穿過管壁，其中的NOx與噴入的還原劑（NH?）在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，生成N?和H?O，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。同時(shí)，濾管壁內(nèi)負(fù)載的催化劑對二噁英也有良好的催化分解作用。
2. 無催化劑高溫除塵陶瓷纖維濾管：采用特殊陶瓷纖維制成，具有納米級孔徑、高孔隙率和優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕性能。其主要功能是進(jìn)行高溫精細(xì)煙氣除塵，為后端可能的干法/半干法煙氣脫硫（如噴入消石灰或小蘇打）或進(jìn)一步處理提供潔凈的氣體條件。其本身強(qiáng)度高、阻力低，使用壽命遠(yuǎn)超傳統(tǒng)布袋。

通過將這兩種陶瓷濾管以多管束模塊化形式進(jìn)行智能集成，系統(tǒng)可以根據(jù)燒結(jié)煙氣的具體成分和排放要求，靈活組合成不同的工藝路線。例如，對于需要同時(shí)深度脫硝、除塵和去除二噁英的工況，可以主要采用陶瓷催化劑濾管模塊；對于需要先高效除塵再脫硫的工況，則可采用高溫除塵陶瓷纖維濾管模塊與干法脫硫塔組合。

該技術(shù)的核心優(yōu)勢體現(xiàn)在：

• 真正的多污染物一體化脫除：單級設(shè)備內(nèi)同步完成除塵、脫硝、脫二噁英，簡化了工藝流程，節(jié)省占地50%以上，特別適合燒結(jié)機(jī)頭等空間受限的改造項(xiàng)目。
• 卓越的抗中毒與穩(wěn)定性：陶瓷載體本身耐酸堿腐蝕，且催化劑被“包裹”在濾管壁內(nèi)，避免了與粉塵中堿金屬、重金屬的直接接觸，極大緩解了催化劑中毒問題，保證了系統(tǒng)長期運(yùn)行的活性與穩(wěn)定性。
• 超低的排放指標(biāo)：憑借納米級過濾精度，出口粉塵濃度可穩(wěn)定控制在5mg/Nm3以下；優(yōu)化的催化劑配方與均勻的氣流分布，使脫硝效率超過95%，NOx出口濃度可低于40mg/Nm3；二噁英去除率超過98%。
• 顯著的經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)阻力低，運(yùn)行能耗比“SCR+布袋”組合更低；陶瓷濾管使用壽命長達(dá)5-8年，是傳統(tǒng)布袋的2-3倍，大大降低了換件和維護(hù)成本；系統(tǒng)緊湊也減少了初始投資。

三、 中天威爾解決方案在燒結(jié)及不同行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐

中天威爾的陶瓷一體化技術(shù)并非“一招鮮”，而是針對不同行業(yè)、不同工況的煙氣特性，提供定制化的解決方案。在燒結(jié)領(lǐng)域，該技術(shù)已成功應(yīng)用于國內(nèi)多家大型鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣治理項(xiàng)目。

案例分享：某大型鋼鐵集團(tuán)燒結(jié)機(jī)超低排放改造
該集團(tuán)一臺360m2燒結(jié)機(jī)，原采用“電除塵+濕法脫硫”工藝，無法滿足新的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，且存在“石膏雨”和煙囪腐蝕問題。中天威爾為其設(shè)計(jì)了“高溫除塵陶瓷纖維濾管（除塵至≤10mg/Nm3）+ 干法脫硫（噴小蘇打）+ 陶瓷催化劑濾管（脫硝、脫二噁英）”的工藝路線。改造后，系統(tǒng)出口污染物濃度穩(wěn)定為：粉塵<5mg/Nm3，SO?<20mg/Nm3，NOx<35mg/Nm3，二噁英<0.1ng TEQ/Nm3，全面優(yōu)于超低排放標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)運(yùn)行阻力穩(wěn)定在1200Pa左右，年運(yùn)行費(fèi)用較原濕法方案降低約15%，且無廢水產(chǎn)生，解決了原有環(huán)境問題。

除了燒結(jié)，該技術(shù)的適應(yīng)性在以下行業(yè)同樣得到驗(yàn)證：

• 垃圾焚燒發(fā)電：應(yīng)對高濕、高腐蝕、二噁英濃度高的煙氣，陶瓷催化劑濾管在除塵的同時(shí)高效分解二噁英和脫硝，替代了傳統(tǒng)的“SNCR+活性炭噴射+布袋除塵+SCR”復(fù)雜流程。
• 玻璃窯爐：處理高溫、高堿金屬含量的煙氣，陶瓷濾管優(yōu)異的耐溫性和抗堿金屬中毒能力，確保了脫硝系統(tǒng)在高溫段（300-450℃）的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
• 生物質(zhì)鍋爐：針對煙氣中鉀、鈉等堿金屬含量高易導(dǎo)致催化劑失活的問題，陶瓷催化劑濾管展現(xiàn)了更強(qiáng)的耐受性。
• 高氟行業(yè)（如電解鋁、光伏硅料）：陶瓷材料本身對HF等酸性氣體具有極好的耐腐蝕性，系統(tǒng)可長期穩(wěn)定運(yùn)行。

這些跨行業(yè)的成功應(yīng)用，充分證明了中天威爾陶瓷一體化技術(shù)平臺強(qiáng)大的適應(yīng)性和可靠性。

四、 未來展望：陶瓷濾管技術(shù)引領(lǐng)煙氣治理新趨勢

隨著全球環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，以及“碳中和、碳達(dá)峰”目標(biāo)的推進(jìn)，工業(yè)煙氣治理正在從單一的污染物控制向多污染物協(xié)同控制、資源化與節(jié)能降碳方向發(fā)展。以陶瓷濾管為核心的陶瓷一體化技術(shù)，因其集成化、高效能、長壽命和良好的經(jīng)濟(jì)性，正成為這一趨勢下的主流技術(shù)選擇之一。

對于燒結(jié)乃至整個(gè)鋼鐵行業(yè)而言，未來的煙氣治理系統(tǒng)將更加強(qiáng)調(diào)：

1. 智慧化運(yùn)行：通過與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能清灰、噴氨優(yōu)化和故障預(yù)警，進(jìn)一步挖掘節(jié)能降耗潛力。
2. 資源化利用：收集下來的粉塵（富含鐵、碳等）研究回用至燒結(jié)配料的可能性；探索脫硫副產(chǎn)物的高值化利用途徑。
3. 低碳化融合：優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低自身能耗；研究將煙氣中的CO?進(jìn)行捕集與利用的技術(shù)耦合可行性。

中天威爾作為深耕陶瓷濾管及一體化技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新者，將持續(xù)投入研發(fā)，優(yōu)化陶瓷濾管的配方與結(jié)構(gòu)，開發(fā)適用于更低溫、更高濕或更高腐蝕性工況的新產(chǎn)品，并推動整個(gè)系統(tǒng)向更智能、更綠色、更經(jīng)濟(jì)的方向演進(jìn)。我們相信，通過提供領(lǐng)先的煙氣治理解決方案，中天威爾能夠幫助包括燒結(jié)在內(nèi)的眾多高污染工業(yè)領(lǐng)域，以更可持續(xù)的方式實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展目標(biāo)，共同守護(hù)藍(lán)天白云。

（本文內(nèi)容基于公開的煙氣治理技術(shù)知識及行業(yè)發(fā)展趨勢編撰，旨在提供信息參考。具體項(xiàng)目技術(shù)選型需根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行詳細(xì)論證與設(shè)計(jì)。）