“活性炭法烟气多污染物协同高效净化关键技术与装备研究”项目
由中国钢铁工业协会、中国金属学会、冶金科学技术奖奖励委员会评定的2018年冶金科学技术奖中，“活性炭法烟气多污染物协同高效净化关键技术与装备研究”项目获得了冶金科学技术奖一等奖。该项目成功实现多项突破与创新，整体达到国际领先水平。
项目背景
燃煤烟气污染是制约我国可持续发展中亟待解决的重点环境问题，燃煤燃烧时产生大量的SO2，NO,以及重金属汞等污染物,对环境造成了严重污染。 因此，控制SO2，NO,及汞等污染物的排放,是治理环境污染的重要途径。目前国内外使用的大部分是偏离排放温度的单一污染物控制技术，而集中控制技术串联实现多种污染物综合控制的成本较高。
活性炭、活性炭纤维等炭基材料由于其独特的性质,不仅可以吸收烟气温度范围内的主要污染物硫、硝、汞等,还可实现这些污染物的同时脱除。国内外大量研究表明，活性炭法是唯一能同时脱除烟气中多种污染物(包括SO2、NO,、烟尘、重金属、二嗯英、呋喃、挥发分有机物及其他微量元素)的方法。发达国家对此技术的研究已取得了显著进展，部分国家已完成工业化示范。
创新与突破
由中冶长天、宝山钢铁股份有限公司、清华大学共同完成的活性炭法烟气多污染物协同高效净化技术及装备成功实现多项突破与创新，整体达到国际领先水平。该项目实现了多项技术创新与突破：
（1）通过对烧结大烟气量多污染物分布规律及活性炭吸附机理的深度研究，创新研制开发了分层分级可控错流吸附技术和双塔并列组合反应塔装备。
（2）通过控制多层活性炭在塔内不同的停留时间或不同污染物分级吸附及分段喷氨，实现了活性炭充分吸附烟气高效净化效果；开发了多段可控整体流再生塔。
（3）通过研究活性炭对污染物的解析机理，揭示了活性炭活化温度、时间对不同污染物转化的影响规律，开发了复杂温度场多段控制技术，提高了碳基材料循环利用的活性，强化了SO2的富集资源化利用和NOx、二噁英的无害化分解；开发了选择性多点卸料及“Z”型轨迹长距离多改向输送技术，并研制了“Z”型斗式输送机，实现了料斗自动翻转，有效降低活性炭的转运损耗；研发了系统节能及安全稳定运行技术。
（4）通过对系统的能源分析及有效调配，实现了再生反应塔余能的综合利用；开发了烟温控制及惰性气体保护系统和输送系统的高温觅出技术，确保吸附反应塔及输送设备的安全稳定运行;开发了制酸废水深度处理技术。基于富硫气体特性，强化了炭粉和单质硫胶体协同去除效果；通过梯级控制废水pH值及膜分离技术，实现含金属高浓度氨氮复合废水的达标排放。
应用与推广
截至目前，在宝钢湛江2台550平米烧结机烟气净化工程，宝钢三烧600平米烧结机烟气净化工程成功应用，与主体生产设施同步连续运行超过12个月。单塔工艺污染物排放浓度二氧化硫小于20毫克每标立烟气量，氮氧化物小于120毫克每标立烟气量，二噁英小于0.35纳克当量毒性每标立烟气量，粉尘小于20毫克每标立烟气量；双塔工艺污染物排放浓度二氧化硫小于10毫克每标立烟气量，氮氧化物小于50毫克每标立烟气量，二噁英小于0.05纳克当量毒性每标立烟气量，粉尘小于10毫克每标立烟气量，明显低于国家特别排放限值。
“活性炭法烟气多污染物协同高效净化关键装备与技术研究”达到国际领先水平，环境效益显著，市场前景广阔，应进一步推广应用。
采编/张伟哲
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