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鋼廠燒結(jié)機(jī)脫硫脫硝技術(shù)

鋼鐵工業(yè)是我國工業(yè)的一個(gè)重要部分，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的大氣污染物，鋼鐵廠中各種設(shè)備排放的NO總量在固定發(fā)生源中占第二位，僅次于SO的排放量。燒結(jié)生產(chǎn)是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的最重要的工藝單元之一，燒結(jié)過程中NO排放量約占鋼鐵廠NO排放總量的48%，燒結(jié)煙氣NO排放約占NO總排放量10%。隨著我國環(huán)保要求的日益提高，《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》對(duì)能源、環(huán)境、原料的約束增強(qiáng)。針對(duì)鋼鐵企業(yè)，環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布了國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28662-2012)，對(duì)燒結(jié)煙氣NO排放提出了嚴(yán)格的排放要求。因此，燒結(jié)煙氣的脫硝已成為鋼鐵企業(yè)環(huán)境治理的重中之重。

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產(chǎn)品描述

　　鋼鐵工業(yè)是我國工業(yè)的一個(gè)重要部分，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的大氣污染物，鋼鐵廠中各種設(shè)備排放的NO總量在固定發(fā)生源中占第二位，僅次于SO的排放量。燒結(jié)生產(chǎn)是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的最重要的工藝單元之一，燒結(jié)過程中NO排放量約占鋼鐵廠NO排放總量的48%，燒結(jié)煙氣NO排放約占NO總排放量10%。隨著我國環(huán)保要求的日益提高，《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》對(duì)能源、環(huán)境、原料的約束增強(qiáng)。針對(duì)鋼鐵企業(yè)，環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布了國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28662-2012)，對(duì)燒結(jié)煙氣NO排放提出了嚴(yán)格的排放要求。因此，燒結(jié)煙氣的脫硝已成為鋼鐵企業(yè)環(huán)境治理的重中之重。

　　面對(duì)當(dāng)前日益嚴(yán)峻的大氣污染形勢(shì)，國家針對(duì)鋼鐵企業(yè)制定嚴(yán)格的NO減排要求。目前燒結(jié)煙氣脫硝主要采用活性炭(焦)吸附技術(shù)，投資及運(yùn)行費(fèi)用極高。SCR煙氣脫硝技術(shù)廣泛地應(yīng)用于燃煤鍋爐，技術(shù)成熟可靠。針對(duì)鋼鐵廠燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)墓に噧?yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，燒結(jié)煙氣采用SCR脫硝技術(shù)完全可行，經(jīng)濟(jì)適用。

　　工藝選擇

　　鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣→ SDS干法脫硫系統(tǒng)→布袋除塵器→燃燒爐(升溫)→SCR低溫脫硝系統(tǒng)→風(fēng)機(jī)→煙囪排放

　　鈉基干法脫硫(SDS)系統(tǒng)

　　鈉基干法脫硫是利用脫硫劑超細(xì)粉與煙氣充分混合、接觸，在催化劑和促進(jìn)劑的作用下，與煙氣中SO2快速反應(yīng)。而且，在反應(yīng)器、煙道及布袋除塵器內(nèi)，脫硫劑超細(xì)粉一直與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)快速、充分，在2秒內(nèi)即可生產(chǎn)副產(chǎn)物Na2SO4。通過布袋回收副產(chǎn)物，作為化工產(chǎn)品利用。

　　脫硫機(jī)理

　　以小蘇打(NaHCO3)做脫硫劑，在高溫?zé)煔獾淖饔孟录せ?，表面形成微孔結(jié)構(gòu)，猶如爆米花被爆開，煙道內(nèi)煙氣與激活的脫硫劑充分接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的SO2及其他酸性介質(zhì)被吸收凈化，脫硫并干燥的Na2SO4副產(chǎn)物隨氣流進(jìn)入布袋除塵器被捕集。

　　主要反應(yīng)：2NaHCO3(S) = Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) (1)

　　SO2(g)+Na2CO3(s) +1/2O2 = Na2SO4(s)+CO2(g) (2)

　　副反應(yīng)： SO3(g)+Na2CO3(s) = Na2SO4(s)+CO2(g) (3)

　　鈉基干法脫硫(SDS)脫硫工藝流程

SDS脫硫系統(tǒng)流程示意圖

低溫SCR脫硝技術(shù)

　　選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction，簡稱SCR)技術(shù)是在燒結(jié)機(jī)尾部煙道中150℃~200℃的煙溫部位，噴入氨氣作為還原劑，與煙氣充分混合，在特定低溫催化劑作用下，還原劑有選擇地將煙氣中的NO和NO2還原成無毒無污染的N2和H2O，從而去除NOx。

　　SCR脫硝反應(yīng)原理圖如下：

　　NO+NO2+2NH3 →2N2 +3H2O

　　4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

　　2NO2 + 4NH3 + O2→ 3N2 + 6H2O

　　燒結(jié)煙氣先經(jīng)靜電除塵后進(jìn)入脫硫裝置，燒結(jié)煙氣經(jīng)脫硫后進(jìn)入SCR系統(tǒng)。在SCR系統(tǒng)內(nèi)，通過加熱裝置煙氣溫度升至350℃左右進(jìn)入SCR反應(yīng)器催化劑層進(jìn)行脫硝，出來的煙氣與SCR進(jìn)口煙道內(nèi)的低溫?zé)煔鈸Q熱降溫，經(jīng)煙囪排出。

　　工藝過程為：燒結(jié)煙氣經(jīng)除塵后，由引風(fēng)機(jī)引至SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)，燒結(jié)煙氣進(jìn)入脫硝反應(yīng)器之前，經(jīng)過空氣預(yù)熱器預(yù)熱和煙道燃燒器加熱。在空氣預(yù)熱器內(nèi)，利用反應(yīng)器出口煙道高溫?zé)煔鈱?duì)燃燒器之前進(jìn)口煙道內(nèi)的低溫?zé)Y(jié)煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以提高系統(tǒng)熱效率?？諝忸A(yù)熱器設(shè)置蒸汽吹灰器和循環(huán)水沖洗裝置，以保證空氣預(yù)熱器正常穩(wěn)定運(yùn)行。燒結(jié)煙氣經(jīng)預(yù)熱后，進(jìn)入煙道燃燒器，在燃燒器內(nèi)，利用鋼鐵廠焦?fàn)t煤氣作為燃料，對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)一步加熱，使燒結(jié)煙氣溫度達(dá)到催化劑最佳活性溫度(320℃～450℃)。加熱后的燒結(jié)煙流經(jīng)氨噴射格柵，在氨噴射格柵內(nèi)，經(jīng)氨氣/空氣混合器按一定比例混合后的氨氣噴入燒結(jié)煙氣中，隨燒結(jié)煙氣進(jìn)入頂部煙道，頂部煙道設(shè)有導(dǎo)流分配裝置，使煙氣均勻平穩(wěn)地通過反應(yīng)器催化劑層。在催化劑的作用下，NH與煙氣中的NO進(jìn)行反應(yīng)，變成N和HO，達(dá)到脫硝的目的。脫除NO后煙氣經(jīng)出口煙道進(jìn)入空氣預(yù)熱器，換熱后進(jìn)入煙囪排放。

產(chǎn)品特點(diǎn)

　　1、技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛;

　　2、脫氮效率80~95%，最高可達(dá)90%以上;

　　3、能有效抑制SO2+O2→SO3，轉(zhuǎn)化率小于1%，降低吸收塔出口腐蝕;

　　4、 SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸量小于3ppm，使還原劑的耗量達(dá)到最優(yōu)化;

　　5、反應(yīng)后副產(chǎn)物為氮?dú)夂退瑳]有二次污染。

相關(guān)設(shè)備