烧结烟气脱硫脱硝一体化技术协同控制机制研究

引言：随着钢铁工业的发展，环境污染日趋严重。在烧结产生的烟气中，SO2、NOₓ是主要的气体污染物，对环境造成严重污染和威胁。钢铁企业烧结烟气中二氧化硫、氮氧化物脱除一体的烧结烟气脱硫脱硝一体新技术应用较多，此技术是一项既能脱除烧结烟气的 SO2 又能同步脱除 NOₓ的方法。在此基础上，如何优化其协同控制，提高协同控制性能，减少环保支出是研究的重点。

1 烧结烟气脱硫脱硝一体化技术

1.1 湿法烟气脱硫脱硝一体化技术

1.1.1 氧化吸收法

氧化吸收法是烟气脱硫脱硝一种较为实用的湿法脱硫脱硝技术，用氧化剂（过氧化氢或高价金属盐）来将烟气中的二氧化硫(SO2)氧化，从而形成硫酸盐，在吸收液中将其吸收。其中氧化剂是其反应的核心，能够较为高效地增加二氧化硫的吸收率，并与氮氧化物的去除同时进行，让氧化吸收法应用于复杂性比较强的烟气，在去除过程中具有综合性强的优势。其操作比较简单，反应持续性强，能够较为稳定地在低温高湿环境中发挥出稳定的效果，保证在烟气处理过程中持续地、有效地去除有害物质。氧化吸收法在对浓度高的二氧化硫工业废气进行处理时，能够在较短的时间内消除有害的二氧化硫和氮氧化物，提升脱硫脱硝的经济性和实用性。

1.1.2 还原吸收法

还原吸收法是依据还原反应机理的烟气净化技术方法，使用还原剂（包括氨、氢气等）与烟气中的 SO2 进行反应，进行还原反应，生成硫化氢（H2S），然后利用吸收液将硫化氢（H2S）吸收掉。还原吸收法脱硝能力强，能有效去除烟气中的 SO2，对于 NOx 的去除也有一定的效果。还原吸收法实际应用中，能有效迅速反应烟气 SO2 的浓度变化，能够使不同的工况中均有较高的脱除效率。采用还原反应方法在温度、压力等反应物变化有较强的适用性和稳定性，能够在各种不同成分和复杂成分的烟气中应用，能为实际工业废气净化提供可靠保障。还原吸收法也能有效去除有害气体的同时，能减少采用其他传统技术经常产生的二次污染，因此，满足环保的需求。

1.2 干法烟气脱硫脱硝一体化技术

1.2.1 高能电子氧化法

高能电子氧化技术是采用电子束照射烟气中污染物，使用高能电子的电离与氧化作用将烟气中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOₓ)分解成氮气和硫酸盐，最终将含 SO2 或 NOₓ的烟气转化为无污染的气体的技术，电子氧化技术不需要使用化学药剂，而是通过电子物理方法促使发生反应，故此技术耗电量小，运行成本低。电子氧化技术能在温和条件下实现反应，适合的运行条件广，能适用于高氮氧化物含量的烟气治理，且不使用化学吸附剂或溶液，不会发生二次污染，符合当前环保技术的发展趋势。

1.2.2 烟气循环流化床

烟气循环流化床法是一种应用较为广泛的烟气净化技术，采用流化床反应器中的吸附剂对烟气中二氧化硫及氮氧化物进行吸附反应的烟气净化技术，通过反应器的气流将吸附剂不断循环利用，增加了吸附剂与烟气的接触性，提高了吸附效率及脱出率。循环流化床技术处理时间较长，可以保持很长的连续运转，对处理含硫、氮化物浓度和组分都较敏感，且循环流化床技术的运行费用很低，是一种能够应用于处理含有复杂污染物工业废气的技术。

2 烧结烟气脱硫脱硝一体化技术协同控制机制的应用

2.1 技术协同优化

烧结烟气脱硫脱硝一体机中运用技术协同优化，可使两者在处理硫、氮时提升去除率。湿法技术和干法技术的使用各有长处，两者之间的协同应用可以在不同情况下相辅相成，最终取得最佳处理效果。湿法的活性效果是出现在温度较低、湿度较大的状态下，对于去除烟气中的二氧化硫有着较好的去除效果，同时也对烟气中氮氧化物的吸附、反应也有一定的作用，但其在温度较高、湿度较小的环境中处理效果并不理想，且在处理时可能需要较大的化学试剂加入量。而在温度较高的情况下，干法能够将烟气稳定地送入设备，适用于烟气中热量较高、成分复杂的情况，同时也可较好地去除氮氧化物。湿法技术与干法技术相互结合，运用协同技术可在处理过程中根据烟气的实际温度、湿度等实时的条件自动切换方式，以此可以更好地控制反应条件，对各种工况都能保持较高的净化率。另外，协同技术还可以很好地保证设备运行的稳定性，降低设备受单一技术局限性的负面影响而导致自身运行不稳定的可能性，从而进一步提高整个环保系统的经济性、延续性和可操作性，再降低一定的运营成本。

2.2 自动化控制系统的应用

基于计算机自动化系统的脱硫脱硝烟气处理技术大大提高了烟气环保治理的自动化水平，实时监控烟气中的成分、温度、湿度、流量等实时数据，可以智能自动设置各项工艺过程参数，如脱硫液的质量浓度、脱硫喷淋量、脱硫液喷淋的温度等，稳定并高效地完成脱硫脱硝的整个工艺过程，避免由于烟气中二氧化硫含量或成分变化而影响烟气脱硝效果，使得脱硫脱硝过程中反应时间适中，且充分吸附剂有效，并能在各项参数发生明显变化时动态调整脱硝反应时间、添加适当的吸附剂，保证高效地去除烟气中的二氧化硫、氮氧化物。此外，自动化控制系统还会利用大数据的技术，并分析与预判烟气脱硫脱硝过程中的历史数据变化，以便及时预测其未来的变化，将能源成本和物质消耗应用于烟气脱硫脱硝的操作过程中，调整设备维护等级和设备运行的方法，使得设备故障率及事故率降到最低，并由此节省脱硫脱硝所需的运行及维修费用，降低设备综合运行成本，不但提高环保设备的使用效率，更有效地提升环保设备运行效率及脱硫脱硝应用的实际经济效益。

2.3 协同控制机制的经济性分析

烧结烟气湿法脱硫干法脱硝协同控制技术联合应用不仅在环保领域有较明显的竞争力，同时还具有很强的经济性，通过发挥湿法、干法技术的协同优势，在不同的工况下更优化地发挥各自技术，以达到更高效的协同脱硫脱硝效果，同时减少成本昂贵的化学药剂消耗，以及周期性消耗的吸附剂的消耗，从而减少运行成本。与单技相比，协同控制技术以更低的运行投入成本却能达到更好的脱硫脱硝效果，节省了企业的装置投入及运行成本。同时协同控制技术使设备更高效地运行及保持最佳工况，减少故障率和故障次数，节约维护成本。系统的自动调节及优化手段使设备始终保持最佳运行工况，实现无功运行，从而减少能耗。协同控制在实现保护环境的作用下，经济性有较明显的提升，为钢铁企业实现长期的低成本污染治理的需求及发展战略。

3 结语

协同控制钢铁企业湿法及干法控制技术是烧结烟气脱硫脱硝一体化技术在生产过程中至关重要的举措，协同控制技术的合理应用可以很大程度上提升污染气体的控制效果，有效减少环境污染；智能控制技术的应用使得协同控制的技术更加便捷，更经济。

参考文献：

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