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烧结烟气污染物治理技术研究及应用现状

北极星环保网来源:环境工程2017/10/16 9:55:47我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:烧结烟气 脱硫工艺 脱硫技术

北极星环保网讯:随着我国经济发展对钢铁需求量的日益增加,钢铁工业已经成为国民经济的重要支柱产业。据中钢协统计,2014年我国粗钢产量达8.2亿t,同比增长0.9%,占全球粗钢产量的49.3%。随着产量的不断攀升,钢铁企业的大气污染问题日益严重。钢铁行业排放的大气污染物主要包括颗粒物、SO2、NOx、重金属元素和二恶英等。据环保部统计分析,2014年钢铁行业的颗粒物、SO2和NOx排放量分别为101.5万t,180.7万t,6.6万t,分别约占工业源总排放量的10.4%、4%和7%。

烧结作为钢铁生产过程中污染最严重的工艺环节之一,其烟气中的颗粒物、SO2、NOx和二恶英排放量分别约占钢铁生产总排放量的20%、60%、50%和90%,烧结烟气的治理已成为钢铁企业环保达标的重中之重。

烧结烟气污染物治理技术

烧结过程的特点是烟气量大,污染物种类多,且含量波动大,烟气温度低。目前烧结机头烟气污染物的治理措施主要分为3个方向:源头减排、过程控制和末端治理。下面小编为您逐个进行分析:

源头减排

源头减排是通过对烧结原料成分的控制,来减少烧结后烟气中污染物的含量。烧结烟气中的SO2、NOx主要来自于烧结原料中的S、N;粉尘颗粒主要以铁及其化合物颗粒为主,还有硅、钙等铁矿伴生成分以及不完全燃烧物质等;重金属如铅、砷、镉、铬、汞等,也主要来自于烧结矿。

可以看出,烧结烟气中的污染物基本均来自于烧结原料。同时,一些烧结工艺主要参数,如混合料的含水量、燃料配比、料层厚度、生石灰配比等,对烟气中SO2、NOx排放也有重要影响。因此,源头减排主要是在保证烧结矿性能不受影响的前提下,改变烧结原料的成分配比或添加不同的成分,调整优化烧结工艺参数,从源头上减少烟气中多种污染物的排放浓度,降低末端处理设备的净化压力。

过程控制

过程控制是在烧结生产过程中进行污染物减排,主要方法是采用烟气循环技术。利用烧结过程的特点,使部分废气中的有害成分进入烧结层中被热分解或转化,消除部分二恶英和NOx,抑制NOx的生成;粉尘和SO2也会被烧结层捕获,从而减少粉尘、SO2的排放量;烟气中的CO可作为燃料使用,降低固体燃耗。

因此该类技术在去除循环烟气中的多种污染物,显著减少烟气和污染物的排放总量的同时,能够回收循环烟气中的余热,节省能量消耗。目前烟气循环技术主要包括能量优化烧结技术(EOS)、环境型优化烧结(EPOSINT)、低排放能量优化烧结工艺(LEEP)、区域性废气循环技术,但由于设备改造复杂,国内成功实施的案例较少。

末端治理

末端治理则是采用专门的净化设备来脱除烧结机头烟气中的各种污染物,如电除尘器、脱硫塔、布袋除尘器等,多为单一的污染物脱除设备。将各单元协同配套使用,是烧结烟气处理最实用的手段。目前,各设备均有较好的工程效绩,但在越来越严格的排放标准背景下,必须通过设备的改造调整,或者更换更高脱除效率的净化设备来满足排放要求。同时,净化设备产生的废弃物难以利用,不当处置也会造成后续的环境问题,引起二次污染。

01颗粒物

脱硫设施对入口烟气的粉尘浓度有较严格的要求,所以烟气一次除尘至关重要。国内大部分烧结厂采用三电场、四电场的ESP,基本满足脱硫入口烟气粉尘含量40~80mg/m3的要求。烟气二次除尘技术则根据脱硫工艺的不同去选择,干法、半干法脱硫采用布袋除尘,湿法脱硫采用除雾器或湿法电除尘器对烟粉尘进行控制。

虽然电除尘器和布袋除尘器可以达到较好的除尘效果,但难度在于去除烟气中细颗粒物,研究发现烧结机头电除尘器前后的烟气中,PM2.5和PM10占烟粉尘总量的比重变化明显,PM10由51.23%变为93.13%,PM2.5由43.73%变为85%,说明经除尘后的烟粉尘主要为PM10,以及粒径更小的PM2.5,因此对烟气中细颗粒物的去除,是今后研究的主要方向。

02二氧化硫

目前烧结烟气脱硫技术以湿法和半干法技术为主,技术比较成熟,设备国产化程度高。据中国钢铁工业协会烧结机脱硫统计,截止至2012年,国内脱硫设备共287套,其中湿法209套,占总数的72.82%,以石灰(石)-石膏法为主;半干法76套,占总数的26.48%,主要为循环流化床法和旋转喷雾法;干法2套,占总数的0.7%,为活性炭/焦法。

湿法脱硫技术的优点是:吸收剂利用率较高,脱硫效率在95%以上,对烟气适用范围宽,副产物脱硫石膏成分相对稳定,二次污染小。其缺点是:工艺废水中Cl_浓度高,对设备有一定腐蚀;石灰浆液喷嘴易发生堵塞情况;除雾器易结垢堵塞,影响尾气处理,形成石膏雨,对周边环境造成污染。

钢铁烧结烟气全流程减排技术.jpg

延伸阅读:

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日照钢铁2×180m2烧结烟气氨法脱硫存在问题及解决措施

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