国内外工业烟气治理都经历了从单一除尘，到除尘及脱硫复合控制，最后到除尘及多污染物协同治理的过程。通过考察各种技术路线的多污染高效协同脱除效率、副产物的资源化程度、运行可靠性及性价比后，普遍认为活性炭法烟气净化技术和中低温SCR技术比较适应钢铁烧结烟气超低排放技术要求。当然，还有一些其他方法如氧化法等也在不断探索之中。 2.1活性炭法烟气净化技术 2.1.1 活性炭对不同污染物脱除机理 活性炭脱硫原理是：利用活性炭的吸附特性和催化特性，使烟气中SO2与烟气中的水蒸气和氧反应生成H2SO4吸附在活性炭的表面，吸附SO2的活性炭加热再生，释放出高浓度SO2气体，再生后的活性炭循环使用，高浓度SO2气体可被加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。脱硝原理是：通过活性炭催化氮氧化物和氨反应的特性，实现氮氧化物的脱除。脱汞原理是：利用活性炭的吸附性能脱除烟气中的汞等重金属。除尘原理是：与常规过滤集尘一样，活性炭层通过碰撞、遮挡及扩散捕集来实现除尘功能。脱二噁英原理是：固体状与雾状的二噁英会附着或者吸附在废气中灰尘粒子表面，而在通过活性炭层时被过滤除去，气状的二噁英则可通过活性炭层时的化学吸附作用而被从烟气中除去；然后，当活性炭进行高温解吸时，吸附的二噁英会发生解吸并裂解为无毒性物质。 2.1.2 活性炭法烟气净化典型工艺 活性炭法具备同时脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物、粉尘、二噁英类物质的优点。按吸附方式不同，分为交叉流工艺和逆流工艺，其中交叉流是指烟气与活性炭运动方向相互垂直；逆流是指烟气从下往上，活性炭从上往下移动。两种塔体物质流向，如图5所示。 交叉流的优点是两相流（即固相流和气相流）互不干扰、接触均匀；活性炭层呈整体流均匀连续下料，且下料口少，易于控制；烟气中氟、氯等元素对料流影响小，系统无滞料现象，作业率高；活性炭输送过程倒运次数少，损耗小；还原剂可实现分层分级喷入吸附塔，污染物净化效率高等。这是一种更高效、更经济、更安全的活性炭烟气净化方法，在国内外获得了广泛应用。 2.1.3 活性炭法烟气多污染物协同高效净化关键技术 1）分层吸附技术。 基于活性炭对污染物吸附规律研究，SO2和粉尘的吸附速率大于NOx的吸附速率，即约80%的SO2和粉尘吸附在沿气流方向活性炭床层前部，由于SO2吸附为放热反应，会导致床层前部大量热量累积；同时吸附粉尘后，会降低床层透气性，增加系统阻损，因此床层前部活性炭需尽快排出。通过研究床层后部活性炭下料速度对出口粉尘浓度、脱硝率的影响，发现下料速度慢有利于降低出口粉尘浓度，但会导致系统压力损失急剧增大和脱硝率降低。为解决上述矛盾，开发了分层错流吸附技术，即吸附层分为前、中、后三层：前层脱硫+除尘，活性炭快速排出；中层进一步脱硫+除尘+脱硝，活性炭排料速度次之；后层深度脱硫+脱硝+抑尘，活性炭慢速排出，从而实现以不同运行参数适应不同污染物的高效协同脱除。 为实现各层活性炭的分别控制，基于活性炭物料的特性，开发了长轴辊式排料结构（如图6所示），精确保证前、中、后料层下料速度满足分层吸附速度控制的要求。此外，该结构可以保证迎风面上的活性炭下料速度相同，避免了漏斗流现象，实现活性炭与烟气充分均匀接触，提升了系统运行的安全性、高效性及经济性。 2）高效再生技术。 活性炭在吸附污染物后，需通过高温解吸以恢复活性炭活性，同时实现资源回收和分解有害物质。开发了顺流与逆流、温度与时间相耦合的解吸技术，强化了SO2析出及NOx、二噁英无害化处理，提高了解吸气体纯度及SO2资源化利用效率，实现了对二次污染物的有效控制。 3）活性炭低耗损技术。 活性炭的耗损分为化学耗损和机械耗损，化学耗损主要与污染物浓度度及净化要求有关，机械损耗主要是颗粒之间、物料与设备之间及物料翻转过程中的机械磨损。为了减少甚至消除运输过程中的机械磨损，开发了低耗损输送机技术（如图7所示）和低耗损卸料阀技术。 4）系统安全运行技术。 活性炭为可燃物质，因此采用安全措施及技术至关重要。如整体流下料技术，保障了在吸附塔内烟气与活性炭均匀接触，无滞料、局部升温现象。此外，烟温调控技术，吸附塔、解吸塔温度监测及控制系统，输送机高温灶实时觅出技术（如图8所示）等的采用与设置，可确保系统安全运行，作业率与烧结机100%同步。 5）余氨循环利用及废水“零排放”技术。 针对SO2资源化过程中产生的制酸洗涤废水难以处置的瓶颈，分析了废水中汞、氨氮、氟、氯等的浓度，开发了废水预处理后蒸发的工艺流程，实现了废水中重金属污泥的微量化、余氨循环利用、废水“零排放”，并同时实现了对烟气温度调控的多重目的。 6）系统组成及应用。 活性炭法烧结烟气多污染物协同净化技术系统包括烟气系统、吸附系统、解吸系统、活性炭输送系统、废水处理系统等。目前，已应用于宝武湛江钢铁、宝武本部、安阳钢铁等国内大型钢铁企业配套烧结烟气净化工程。 其中，双级多污染物协同治理技术于2016年11月在宝钢三烧成功应用，脱硝效率提高到90%。系统投产以来，运行稳定，与烧结系统同步作业率达100%，实现了烟气出口污染物浓度SO2<10mg/ Nm3、NOx<50mg/Nm3、二噁 英<0.05ng-TEQ/Nm3、粉尘<10mg/Nm3、氟化物<0.06mg/Nm3，Hg基本全脱除，达到了超低排放。图9为宝武本部组合式双级净化系统建成实景。 2.2 组合脱硫脱硝技术 虽然活性炭烟气净化技术在多污染物协同治理及副产物资源化方面具有独特的优势，但对于不同的工况条件、历史状况、地理及资源条件，活性炭法烟气净化技术很难说是最佳选择。因此，基于企业已有的各种脱硫脱硝技术，列举了3种组合式的技术方案，以使企业从中选择资源消耗最低的、性价比最高的烟气深度净化技术方案。 2.2.1 单级活性炭法耦合中低温SCR技术 早期的活性炭烟气净化工程中，环保要求较低，一般采用单级塔，NOx排放难以达到50mg/Nm3以下。同时工程现场中，往往场地受限，总图位置上不具备增加二级吸附塔的空间。此时，要进行超低排放环保升级改造，可以利用SCR脱硝效果高、占地较小的优点，在活性炭烟气净化后串联SCR脱硝反应装置，进一步降低NOx排放浓度。 该工艺能深度协同脱除SO2、NOx、二噁英、粉尘、重金属及其他有机污染物，使烟气排放达到超低排放标准，并实现SO2的资源化。但也存在如下缺点：① 当采用高温SCR技术时，运行成本偏高，能耗较大；② 如果未来二噁英的排放限值大幅下调，采用低温SCR技术时，要注意二噁英排放的达标问题，同时低温催化剂的脱硝效果、寿命还需要经过实际工程实践的考验；③ 催化剂作为危废，处理难度较高、成本较大。 2.2.2干（半）法脱硫耦合单级活性炭法技术 该方法主要适应于已经建成的干（半）法脱硫装置，且装置运行良好，脱硫副产物有出路，不会增加环境负荷的场合。值得注意的是，要保证原烟气系统中能够引出部分高温低硫烟气，以便确保活性炭装置入口的烟气温度不会太低，同时，要保证进入活性炭装置中的烟气粉尘不宜太高，最好小于30mg/Nm3。 该工艺为已建成的干（半）法脱硫装置改造升级为深度净化提供了一条路径，且能实现SO2、NOx、二噁英、粉尘及其他有机污染物的协同治理，烟气排放可以达到超低排放标准，且升级改造后不会产生新的有害副产物，同时投资较省，运行成本适中、能耗低。但此方法虽然没有产生新的有害副产物，但也没有解决原干（半）法中存在的副产物问题，如果整体环保标准提高，导致原干（半）法的副产物不允许产生，那么采用此方法将存在风险。 2.2.3 干（半）法、湿法脱硫耦合中低温SCR技术 该方法适用于已建成干（半）法、湿法脱硫装置，且运行良好，现场场地条件较紧张，原烟气中NOx浓度偏高的工况条件。需要注意的是，前段脱硫工序必须保证SO2的排放浓度<35mg/Nm3，粉尘排放浓度<10mg/Nm3。 该工艺能够实现SO2、NOx、粉尘等多种污染物协同脱除，烟气排放能达到超低排放标准，且投资成本相对较低。但存在如下缺点：① 副产物较复杂，不但有原干（半）法存在的脱硫副产物，而且有新增的SCR法定期废弃的催化剂；② 此方法需把烟气整体升温，运行成本较高，能耗高；③ 二噁英脱除较难，如环保标准进一步提高，可能有风险。