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陶瓷工业烟气污染物深度减排技术及工程应用

北极星大气网  来源:《中国环保产业》  作者:尹海滨 王孟雷  2018/6/27 13:11:04  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:超低排放 SNCR 建筑陶瓷

北极星大气网讯:摘要:文章提出了建筑陶瓷工业烟气超低排放指标,介绍了两种适用于建筑陶瓷工业烟气超低排放总体技术路径及分项技术,对比分析了这两种技术路径的适用条件及对应的示范工程案例。

引言

建筑陶瓷工业每年约产生NOx150万吨,SO2150万吨,粉尘80万吨,重金属及其化合物等污染物,是一个高污染,高能耗的产业。随着国家对环保治理力度的加大,陶瓷工业污染物排放标准必将随着环保技术的升级而进一步收严,新标准的出台将关系到陶瓷企业的生存与发展。基于当前陶瓷工业排放现状及环保技术水平,提出并研究陶瓷工业烟气超低排放指标、总体技术路径,同时建立超低排放示范工程显得尤为重要。

为实现陶瓷工业对多种大气污染物超低排放协同治理需求,一些环保企业对陶瓷工业的大气污染物排放情况及现有环保设备进行了调研和技术探索,将已有的专利技术进行了创新与研发,成功研制出适用于我国陶瓷工业烟气多种污染物超低排放技术及装备。

1建筑陶瓷工业烟气超低排放指标

为了避免多次环保治理改造,结合当前行业、地方标准,预测了建筑陶瓷工业超低排放指标,并对比陶瓷工业2010年、2014年修改单大气污染物排放标准。具体数据见下表。

2建筑陶瓷工业烟气超低排放技术路径

2.1SNCR+SCR脱硝+平板式湿式电除污器为主的超低排放技术(见图1)

2.1.1技术路径介绍

(1)脱硝治理方案。热风炉SNCR脱硝+窑炉SCR脱硝。热风炉SNCR脱硝还原剂采用20%氨水或尿素,对于有多个热风炉的厂区,可多个热风炉共用一套还原剂制备及存储系统。对烧成窑烟气采用中温SCR脱硝或在干燥窑出口烟气采用低温SCR脱硝。

(2)脱硫治理方案。将热风炉及窑炉烟气汇总后进行湿法脱硫治理,脱硫方案可保留原有钠-钙双碱法脱硫或新建石灰(石)-石膏法脱硫。

(3)除尘治理方案。喷雾干燥塔出口烟气使用布袋除尘器进行预除尘,再与窑炉烟气汇总经脱硫塔后进入平板湿式电除污器深度净化,同时可协同脱除氟化物、氯化物及重金属等污染物。

2.1.2适用条件

(1)适用于新建厂区项目,可整体规划,环保项目与厂区建设同时施工。

(2)对于厂区原有SNCR脱硝、布袋除尘及湿法脱硫需要保留的,可在原有环保设备基础上仅增加1套平板湿式电除污器及SCR脱硝装置。

(3)对前端脱硫适应性较强。对于前端脱硫为双碱法、石灰(石)-石膏法、氨法等湿法脱硫均可采用平板湿式电除污器方案。由于平板湿式电除污器阳极板为连续冲洗方式,极板上一直存在一层水膜,可避免因前端脱硫结晶物造成阳极板结垢等问题。

2.2氧化脱硝+石灰(石)-石膏法+塔顶蜂窝湿电除污器一体化为主的超低排放技术(如图2)

2.2.1技术路径介绍

(1)脱硝治理方案:将喷雾干燥塔与窑炉烟气汇

总后进脱硫塔之前进行氧化法脱硝,常用的强氧化剂为臭氧,NO经臭氧氧化成高价态可溶于水的NOx进入脱硫塔后吸收脱除;

(2)脱硫治理方案:采用石灰(石)-石膏法脱硫方案,可有效吸收氧化脱硝带入的NOx及SO2;

(3)除尘治理方案:对喷雾干燥塔采用布袋除尘器进行预除尘,与窑炉烟气汇总后经塔顶蜂窝湿式电除尘器深度净化。

2.2.2适用条件

(1)适用于新建厂区项目,可整体规划,环保项目与厂区建设同时施工。

(2)塔顶蜂窝湿式电除污器是设置在脱硫塔顶,因此,要求脱硫塔结构能满足湿电除污器的荷载与风载,对于原有脱硫系统,需要重新核实原脱硫塔基础与结构强度。

(3)对于原厂区未做脱硝、脱硫或现场空间不足,需要重新建设的项目,采用技术路径2具有占地面积小,投资运行成本低的特点。

3技术分项介绍

3.1SNCR脱硝技术

选择性非催化还原(SelectiveNon-CatalyticReduction,

简称SNCR)脱硝技术,是一种不用催化剂,在850℃~1100℃的温度范围内,将氨基还原剂(如氨水,尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。该系统包含还原剂制备存储系统、循环输送计量系统、分配系统、喷射系统和电气控制五个系统。

技术特点:

(1)自动化控制:自动泄压保护系统功能,自动配制氨水,自动调节喷氨量等全自动化控制。

(2)采用模块设计供货,设备占地小,投资成本低,施工周期短。

(3)专业团队现场工况检测分析,精细化设计,运行成本低。

(4)氨区合理布置,无氨滴漏,现场清洁。

(5)系统运维人员少,系统运行稳定,操作方便。

3.2中低温SCR脱硝技术

选择性催化还原法(SCR)脱硝技术原理:烟气中的NOx与喷入的NH3在脱硝催化剂的催化作用下反应生成H2O和N2,反应温度窗口150℃~400℃,其主要反应过程如下:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

技术特点:

(1)采用陶瓷窑专用改性催化剂,脱硝效率超过90%,且系统无二次污染。

(2)占地面积小,工艺布置灵活,施工简单,无需更改或拆除原有的设备、厂房。

(3)窑内不喷氨,不改变窑内气氛,不影响窑炉生产及寿命。

(4)集中自动化中控控制,“双反馈”控制技术精细喷氨量,运行成本低,排放浓度可调节。

3.3氧化法脱硝技术

通过强氧化剂(通常为O3或H2O2)将不溶于水的NO氧化成高价态可溶于水的NOx,再通过后续湿法脱硫系统将高价态可溶于水的NOx吸收脱除。

技术特点:

(1)脱硝率最高达90%以上,正常运行控制在60%左右。

(2)适合在低于250℃的情况下进行脱硝,特别适用于陶瓷工业湿法脱硫前的烟气脱硝。

(3)效果明显,开机1分钟即可降到环保标准以内;

(4)安装简便,停炉后3天内便能安装完成,基本不影响正常生产。

(5)臭氧在高于55℃的情况下会加速分解,不存在臭氧逃逸等问题。

(6)氧化脱硝对烟气中的重金属汞有一定的去除能力,且不影响后续的脱硫。

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