烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析

烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析
在烧结过程中,在高温燃烧条件下,燃料与烧结混合料发生烧结反应而产生So2、N0x.HC1HF、Co2、C0、二嗯英等多种污染物和粉尘等废气,其主要特性包括烟气量大、温度波动大、粉尘浓度高、气体腐蚀性高、二氧化硫排放量大等。20**年国家环保部公布实施了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》,严格要求污染物排放标准。因此,对烧结烟气开展脱硫脱硝处理势在必行。
五仁参芪汤1烧结烟气脱硫脱硝处理的现状
我国烧结烟气脱硫早在20**年由***钢铁厂在24m2烧结厂初步实施,于20**年全面实施。据环保部统计数据,至20**年,全国烧结机脱硫设施共有526台(见表1),已有脱硫设施的烧结机面积达8.7万m2,占烧结机面积的63%。从公布的清单分析,干法、半干法占17%,湿法占87%o除部分已建的干法(活性炭法)烧结脱硫脱硝一体化处理设施外,烧结机烟气脱硫脱硝的实例较少。
《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662—20**)自20**年10月1日起执行
第二时段的排放标准,规定了NOx和二嗯英的排放限值要求,严格要求So2、颗粒物和氟化物的排放,而现有的烧结烟气脱硫设施无法满足新的排放标准,因此实现烧结烟气多污染物协同处置和一体化处理势在必行。
2烧结烟气脱硫脱硝的分析
目前,对烧结烟气的污染处理主要以脱硫为主。新标准的实施对烟气处理提出了更严格的要求,尤其是对于已建的脱硫设施,由于技术、用地、建设和运行成本等因素的限制,直接导致烟气处理系统变得复杂和处理成本增加。因此,应针对项目建设特点,对新建烧结机、已建成的脱硫设施区别对待,综合考虑一种一体化的处理技术。
由于现有的烧结烟气脱硫工艺主要集中于传统的干法、半干法、湿法,因此分别选取干法、半干法、湿法脱硫脱硝一体化等技术开展分析比照。
2.1活性炭烟气净化技术
20世纪50年代德国开始研发活性炭吸附工艺,20世纪60年代日本也开始研发。目前,国内外大型钢铁企业在烧结烟气脱硫脱硝中已取得多项工程应用,包括新日铁名古屋制铁所烧
结机(1987年8月投运)、浦项钢铁(POSeO)烧结机(20**年投运)等。太钢从日本住友株式会社引进相关技术应用于3号、4号烧结机,于20**年建成活性炭烟气处理设施。其反应原理包括以下几方面:
1)烧结机排出的烟气经除尘器除尘后,由主风机排出。烟气中的SO2、H20与02在排烟温度为120〜150℃时,被活性炭吸附富集,然后被催化转化为吸附态的S03,之后和吸附态的H20结合生成吸附态的H2S04硬盘马达o
2)当S02的出口浓度到达排放标准后,将活性焦移动至再生器,在温度到达450。C左右时按照反应式解吸出浓度在20%〜25%之间的高浓S02气体。这种S02气源可以根据市场需求用作生产硫酸、硫磺、硫铁盐、液态S02等硫化工原料。吸收式制冷机组
3)脱硝反应被称之为选择性催化复原(SCR)反应,在活性焦催化作用下将No(X包括NO、N02等)和NH3转化为无害的N2和H20,到达脱除NOX的目的。
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根据太钢活性炭处理的监测参数得知,3号烧结机的脱硫率为98.8%、脱硝率为61.0%、除尘率为82.5%、脱二嗯英率为90%,实现了良好的烟气脱硫、脱硝、脱二嗯英和除尘的集成净化功能,环保效果显著。
活性炭吸附工艺的优点是污染物一体化处置效率高,缺点是建设和运行成本高。以太钢450m2烧结机为例,活性炭设施投资为3.4亿元,运行成本为4870万元/年。
活动看台2.2循环流化床脱硫+SCR脱硝工艺
循环流化床工艺主要由吸收剂制备与供给、吸收塔、物料再循环、工艺水、布袋除尘器以及副产物外排等构成。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可采用其他对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。
由锅炉排出的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,与细的吸收剂粉末互相混合,使颗粒之间、气体与颗粒之间产生剧烈摩擦,形成流化床,在喷入均匀水雾、降低烟温的条件下,吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaS03和CaSo4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入再循环除尘器处理后被排放。
脱硫后烟气温度为75〜8(TC,经过GGH换热、加热炉将温度加热至160〜30(ΓC,以高炉煤气为热源开展加热,热烟气进入SCR反应器,与参加的脱硝剂在催化剂作用下开展高效
脱硝反应,最后洁净烟气经系统引风机排往烟囱。SCR脱硝装置主要由GGH换热器、烟气加热炉、SCR反应器、氨站等组成。在催化剂的作用下,当烟气温度为280〜300。C时,利用氨作为复原剂,与烟气中的NoX反应,产生无害的氮气和水。同时,二嗯英经过催化剂会裂解成Co2、水及HC1。
脱硝机理为:
4N0+4NH3+02=4N2÷6H20;
2N02+4NH3+02=3N2+6H20;
N0+N02+2NH3=2N2÷3H20o
“循环流化床+SCR”工艺的优点为:一是脱硝技术成熟、污染物脱除效率高、适用范围广,可满足最严格的污染物排放标准要求,工程总投资和运行费用适中。二是对于目前已建设脱硫装置的烧结球团企业,为满足新标准对氮氧化物的排放要求,可继续建设脱硝部分,不存在重复建设问题,维护和运行简单。缺点是脱硫、脱硝副产物产生量大,尚无公认的最正确应用途径或资源回收价值,需作为废物开展处理。该工艺目前在**集团梅钢公司、
三钢、昆钢等大型钢铁厂得到成功应用。
2.3湿法脱硫+SCR联合脱硝工艺
选择性催化复原法(SCR)技术相对成熟,具有较高的脱硝效率,在燃煤电厂得到广泛应用,但其在烧结烟气处理中的应用较少。
2.3.1制约因素
湿法脱硫后烟气温度普遍处于50〜8(ΓC,而SCR技术需要的反应温度为320〜45(TC°在反应温度较高时,催化剂会产生烧结及(或)结晶现象;在反应温度较低时,催化剂的活性会因为硫酸铁在催化剂表面凝结堵塞催化剂的微孔而降低。
2.3.2工艺优化
将烟气脱硝工艺置于脱硫工艺之前,烧结烟气经加热装置升温,先开展SCR技术脱硝,然后用换热装置(可用余热锅炉,也可采用其他换热装置)开展降温处理,出来的烟气经脱硫装置净化后,从烟囱排出。
2.3.3采取措施
粉尘气溶胶发生器
烧结机主抽风机的烟气经四电场或五电场净化处理后,将烧结机主抽风机的烟气升温至350。C左右,接着采用SCR工艺对烟气开展脱硝,对脱硝后的烟气采用换热利用技术降温后,开展湿法烟气脱硫,形成烟气“脱硝+脱硫”的倒置处理流程。
中国**中钢公司的三座烧结机采用该技术路线用于烧结烟气脱硝处理。以550m2烧结机为例,SCR脱硝投资约6000万元,年耗电约220kW・h,耗高炉煤气5200万m3,脱硝成本接近12元/t烧结矿。

本文发布于:2024-09-23 00:24:21,感谢您对本站的认可!

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