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烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析

北极星环保网来源:山西冶金 邹凌云2018/5/23 9:16:53我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫脱硝 烧结烟气 SCR

北极星环保网讯: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、NOx、HCl、HF、CO2、CO、二噁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[1]。2012年国家环保部颁布实施了《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,对烧结烟气进行脱硫脱硝处理势在必行。

1烧结烟气脱硫脱硝处理的现状

我国烧结烟气脱硫早在2004年由广州钢铁厂在24m2烧结厂初步实施,于2007年全面实施。据环保部统计数据,至2014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%。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—2012)自2015年10月1日起执行第二时段的排放标准,规定了NOx和二噁英的排放限值要求,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进行分析对比。

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[2]。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(POSCO)烧结机(2004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2010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、H2O与O2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SO3,之后和吸附态的H2O结合生成吸附态的H2SO4。

2)当SO2的出口浓度达到排放标准后,将活性焦移动至再生器,在温度达到450℃左右时按照反应式解吸出浓度在20%~25%之间的高浓SO2气体。这种SO2气源可以根据市场需求用作生产硫酸、硫磺、硫铵盐、液态SO2等硫化工原料。

3)脱硝反应被称之为选择性催化还原(SCR)反应,在活性焦催化作用下将NO(x包括NO、NO2等)和NH3转化为无害的N2和H2O,达到脱除NOx的目的。


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.O%、除尘率为82.5%、脱二噁英率为90%[3],实现了良好的烟气脱硫、脱硝、脱二噁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。

延伸阅读:

不同烧结烟气脱硫工艺应用比较与分析

烧结烟气循环工艺在某钢厂烧结中的应用

烧结烟气污染物治理技术研究及应用现状

多图了解钢铁行业烧结烟气脱硝脱二噁英S-SCR技术

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