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寶山鋼鐵股份有限公司寶山基地煉鐵廠4#燒結機為600 m2燒結機，于2013 年11 月13 日建成投產，工程配套建設了燒結煙氣脫硫裝置，采用半干法循環流化床脫硫及多組分污染物協同凈化工藝技術，脫硫后燒結煙氣中SO2降至50 mg /Nm3以下， 出口粉塵濃度達到20 mg /Nm3以下，但是缺少煙氣脫硝裝置，無法有效脫除煙氣中的NOx( 以NO2計) 。煙氣經脫硫后NOx排放濃度約200 ～ 550 mg /Nm3，無法滿足國家NOx排放( NOx ＜ 300 mg /Nm3)的標準要求。
目前，在燒結煙氣脫硝方面存在著多種技術路線，如: 選擇性催化還原煙氣脫硝技術( SCR) 、選擇性非催化還原煙氣脫硝技術( SNCR) 、催化氧化脫硝技術、活性炭脫硝技術、等離子法脫硝技術、生化法脫硝技術等。其中催化還原煙氣脫硝( SCR) 系統一般與脫硫系統配套成煙氣綜合治理設施進行應用。且系統簡單，占地少，建設投資省，較適合于現有燒結機控制燒結煙氣NOx達標排放的應用。
由于燒結煙氣具有的主要特點有: ①煙氣量大且不穩定，生產每噸燒結礦可以產生大約1 500 ～ 3 000 m3的煙氣量，煙氣量的波動幅度可以達到40%; ②受燒結原料的影響，燒結煙氣的成分復雜，除了SO2和NOx外，還含有HF、HCI、含鐵粉塵和重金屬等; ③燒結煙氣中SO2和NOx的濃度相對較低，但波動較大，SO2和NOx濃度一般在300 ～ 800 ppm 和150 ～300 ppm 范圍內，*高分別可達1 500 ppm 和300 ppm; ④煙氣含氧量較高，含氧量一般可達15% ; ⑤含濕量大( 10% 左右) ，露點溫度高( 65 ～ 80 ℃) ; ⑥煙氣溫度較低，一般溫度范圍為120 ～ 80 ℃，遠遠低于常規脫硝催化劑適用的溫度范圍( 350 ～ 450 ℃) ，脫硝難度大。
因此，針對燒結煙氣的特點，為了滿足2015 年1 月1 日開始實施的大氣污染物特別排放限值( SO2＜ 180 mg /Nm3、NOx ＜ 300 mg /Nm3、顆粒物＜ 40 mg /Nm3)［3］，寶鋼股份寶山基地4#燒結機選用選擇性催化還原脫硝( SCR) 技術對煙氣進行脫硝處理，在原有煙氣脫硫裝置邊上增建一套中溫SCR裝置。2016 年10 月建成投運，投運以來設備運行穩定可靠、各項指標均達到了設計要求，煙氣處理后NOx濃度滿足國家對燒結煙氣超低排放( NOx≤50 mg /Nm3) 的要求。
SCR煙氣脫硝技術應用
寶鋼股份寶山基地4# 燒結機SCR煙氣脫硝系統設計煙氣處理量為160 萬Nm3/h，設計脫硝率為80%，凈煙氣中污染物排放濃度: SO2≤50 mg /Nm3、NOx≤110 mg /Nm3、粉塵≤20mg /Nm3、二噁英( 當量) ≤0. 5 ngTEQ/m3。SCR煙氣脫硝系統主要由煙氣系統、GGH 換熱器、加熱爐系統、氨空氣混合器、噴氨格柵系統、反應器催化層、蒸汽吹灰系統等組成。
煙氣系統
煙氣系統將循環流化床脫硫系統和SCR脫硝系統有序穩定地聯系在一起。該系統通過煙氣聯箱、引風機、閥門和煙道等設備將經過循環流化床脫硫的燒結煙氣引至催化劑反應層，凈煙氣通過GGH 換熱器由煙囪排入大氣。
 燒結機SCR煙氣脫硝工藝在設計上有如下特點:
( 1) 將SCR脫硝裝置布置在靜電除塵和脫硫裝置之后。4# 燒結機煙氣先經靜電除塵后進入循環流化床脫硫裝置，燒結煙氣經過脫硫后進入SCR脫硝系統。在SCR系統內通過GGH換熱器煙氣溫度提升至250 ℃，再與加熱爐產生的熱煙氣混合升溫至280 ℃左右進入SCR反應器催化層進行脫硝，出來的凈煙氣與入口煙道內的低溫煙氣換熱降溫，經煙囪排出。
( 2) 設置平衡擋板調節脫硝煙氣量。經過脫硫的煙氣可以通過平衡擋板，一部分進入SCＲ 脫硝，一部分可以直接通過煙囪排出。這樣，可以通過控制進入SCR脫硝系統煙氣量，調整加熱爐的煤氣流量和噴氨量，從而減少加熱能耗、提高能源綜合利用效率。
2. 2 GGH 換熱器
通過GGH 換熱器( 簡稱GGH) 對進出脫硝系統的原、凈煙氣進行換熱，使脫硝系統需要的熱量絕大部分留在脫硝系統內部循環使用( GGH 結構示意圖如圖2 所示) ，從而降低煙氣再熱需要的能量，減少加熱爐的負荷要求，大大降低脫硝系統的運行費用。
原煙氣側，煙氣進入GGH 預熱至約250 ℃后，進入脫硝反應器入口煙道與加熱爐送來的高溫煙氣混合后達到280 ℃; 凈煙氣側，經SCR反應器處理后的凈煙氣通過GGH 換熱降溫至不低于100 ℃，高于煙氣水蒸汽露點，因此，凈煙氣經過GGH 后基本沒有冷凝水凝聚現象，可通過原煙囪排放。
為防止GGH 在運行過程中，原煙氣泄漏到凈煙氣中而影響脫硝效率，系統配置了低泄漏風機，將一部分凈煙氣增壓送回至GGH 中部，來避免原煙氣泄漏到凈煙氣中。