1、背景
中国是全球最大的钢铁生产国，2020年粗钢产量为10.65亿吨，约占全球的56.7%。钢铁行业具有生产流程长、工艺类型复杂、污染环节多、污染物排放量大的特点，是主要的大气污染排放源之一。同时，钢铁行业碳排放量约占全国碳排放总量的15%，是碳排放量最高的制造行业。钢铁行业迫切需要在进行超低排放改造的同时，协同推进减污降碳，这对其实现高质量绿色发展具有重要意义。
2019年4月，生态环境部等五部委联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，《意见》对钢铁行业污染物二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的排放均作出了超低排放限值的要求；2021年1月，唐山市为进一步强化钢铁企业深度治理，加大减排力度，持续改善空气质量，发布“〔2021〕11号”文件，文件中对高炉煤气精脱硫、加热炉、热风炉中污染物排放均作出规定：二氧化硫≤50 mg/Nm3、氮氧化物≤150mg/Nm3、氨逃逸（SCR脱硝≤2.5mg/Nm3、SNCR脱硝≤8mg/Nm3）；2021年7月，全国碳交易市场正式启动，它将碳排放内化为企业经营成本的一部分，交易形成的碳排放价格会引导企业选择成本最优的减碳技术。上述举措预示着以钢铁行业长流程生产前端煤气精脱硫，后端加热炉、热风炉、燃气锅炉为特点的工业烟气脱硫脱硝改造已成必然之势。
为满足钢铁行业烟气深度治理的需求，帮助钢铁企业更好地实现减污降碳，中晶环境科技股份有限公司推出了禧德Ⓡ技术（CGD/FGD）。
2、禧德Ⓡ技术（CGD/FGD）
禧德Ⓡ技术是中晶环境继福斯Ⓡ、喜多Ⓡ烟气脱硫脱硝一体化协同治理技术后，研发的又一力作。该技术是利用中晶环境自主研发的M®系列脱除剂对烟气进行脱硫脱硝，同时还可对VOCs、二噁英、汞、氟等多种污染物进行协同治理的综合烟气治理技术。目前已在钢铁、水泥、化工、垃圾焚烧等行业中拥有众多成功应用。
2.1钢铁企业长流程生产前端烟气治理工艺：禧德Ⓡ煤气精脱硫技术（CGD）
高炉煤气中所含的有机硫以羰基硫（COS）为主，无机硫以硫化氢（H2S）为主，有机硫浓度高于无机硫，总硫浓度为100-200mg/Nm3，二氧化碳含量为15-20%。常规的湿法、干法脱硫工艺无法完成该过程，只有先把有机硫转化成无机硫后合并脱除才是完整的煤气精脱硫工艺。禧德Ⓡ煤气精脱硫技术采用自主研发新型材料，作用于预处理、催化水解、吸收脱硫等单元中，并结合拥有特殊结构的专有吸收塔设备实现低温、无废水、低阻力的高炉煤气超净排放工艺。
2.1.1 禧德Ⓡ煤气精脱硫技术机理
禧德Ⓡ煤气精脱硫技术是一种低温低压状态下的全干式、预处理脱氯、有机硫催化水解、可抗CO2影响的干法脱除硫化氢的综合高效煤气精脱硫技术。该技术涉及具有自主知识产权的三种新型材料，分别为具备高效脱除氯化氢的预处理剂、可抵抗硫化氢转化的具备特殊晶型的高效水解催化剂、硫化氢脱除效率高且硫容高的颗粒型吸收剂。该系统设置在高炉煤气TRT系统后(压力≤20KPa，70℃≤温度≤90℃)，不会影响原TRT系统的高效运行。系统总阻力小于4000Pa，可以保证在不升压条件下完成高炉煤气到各用气点或煤气柜的正常输送。
2.1.2 反应方程式
2.1.3 禧德Ⓡ煤气精脱硫技术优势
脱硫技术全部放在TRT之后，不影响TRT发电，不会间接造成企业碳配额损失；
干法脱硫，不受煤气中CO2影响，系统无废水排放；
全干式预处理、水解、吸收过程可降低煤气湿度，保证煤气热值，预处理段的设置可抵抗烟气中氯和布袋泄露的影响，延长催化剂使用寿命；
脱硫效率高（95%以上）：可同时脱除无机硫和有机硫，满足末端用户超低排放要求；
协同效率高：可以协同脱除煤气中HCL、CO2、HF等酸性气体，保护后端管道、设备；
同步率高：水解催化效率高，系统不堵塞，系统运行稳定，保证高炉正常生产；
压降小：压降损失小，对发电系统影响小，减少发电损失；
占地小：系统模块化设计、工艺简单、设备占地面积小；
投资少：施工周期短、运行费用低、更安全更可靠。
2.2钢铁企业长流程生产后端烟气治理工艺：禧德Ⓡ固定床烟气治理技术（FGD）
禧德Ⓡ干法固定床烟气治理技术主要利用中晶环境自主研发的M®系列脱除剂来对烟气进行脱硫脱硝治理，主要采用对流工艺或错流工艺两种形式。
2.2.1 禧德Ⓡ固定床技术脱硫原理（FGD）
禧德Ⓡ固定床装置主要采用模块化设计，由多个固定床吸收仓单元构成。固定床吸收仓呈圆柱体，内部填充吸收剂，烟气由底部进入，自下而上/从左（右）到右（左）与烟气充分接触后，洁净的烟气由顶部排出。仓顶设有吸收剂缓存室，通过管道落料到床体内，仓底设有隔气卸料阀，将底部先吸收饱和的废料排出仓外，物料在仓内自上而下换料，与烟气逆向接触，提高了烟气治理效率。
2.2.2 M®系列脱除剂
MⓇ系列材料包含MⓇ1脱硫剂、MⓇ2脱硝剂、MⓇ3脱硫脱硝剂和MⓇ4脱氨剂。MⓇ系列脱除剂是由专利配方的多孔吸附+催化剂材料复合制备而成，使其能够匹配多种工况条件，可应用于加热炉、热风炉、煤气炉、锅炉、高炉、回转窑等常规设备的烟气脱硫脱硝脱氨。相较于传统的脱硫脱硝剂，其在实现近零排放的同时，吸附容量更大、强度更高、耐久性与持久性更好。且在安全性、稳定性、可资源化利用等方面都具有更明显的优势。
2.2.3 禧德Ⓡ固定床烟气治理技术优势
（1）禧德®固定床烟气治理技术可实现烟气脱硫脱硝治理，脱除效率可达95%以上；
（2）系统能耗低、采用的MⓇ系列材料生产原料以无机的工业固废为主（60%~70%），制备过程及治理过程中均无碳排产生；
（3）干法脱硫，无废水、无设备腐蚀、温降小，可进行余热回收；
（4）设备数量少，布置灵活，占地面积小、一次投资少；
（5）脱硫副产物以钙基、硅基材料为主，可作为水泥生料的原料掺入，利用效率高。
3、结束语
禧德Ⓡ技术是一套可满足钢铁行业长流程与全生命周期低碳特性的烟气深度治理新技术，在较好适应多种复杂工况的条件下，烟气治理过程中可获得较高的脱除效率（达95%以上），同时具有较好的经济效益和社会效益。禧德Ⓡ技术将助力钢铁、水泥等非电行业工业烟气深度治理实现精准减污降碳、绿色循环发展。
延伸阅读：
中晶技术｜碳达峰背景下的高炉煤气精脱硫工艺选择
