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太钢烧结烟气氮氧化物超低排放技术研究

北极星环保网来源:烧结球团2019/3/5 10:53:06我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝技术 脱硝工艺 SCR脱硝

4存在的问题及工业化运行成本估算

4.1存在的问题

太钢450m2烧结机烟气脱硫除尘后,烟气含尘量为20mg/Nm3。由于中试设备中催化剂为卧式布置,且反应器内未设吹灰装置,连续运行2周后,粉尘沉积于催化剂孔道,导致部分孔道堵塞、脱硝效率降低。

工业化应用中催化剂通常为竖直布置,且设置前置滤网和定期吹灰装置,不会对生产造成明显影响。工业化设计时,合理的催化剂孔数和吹扫频率是必须考虑的因素。

截止目前,烧结烟气150℃低温SCR催化脱硝取得了阶段性成果。由于国内烟气脱硫的工艺百花齐放,脱硫后烟气温度介于50~130℃之间,仍然需要对烧结烟气进行加热才能高效脱硝。但是与中高温SCR脱硝工艺相比,烧结烟气加热成本将大幅降低。

尤其对于干法和半干法工艺脱硫工艺,出口烟气温度110~130℃已经非常接近该催化剂的催化活性温度区间。因此,通过对催化剂配方和制备工艺进行优化,有望实现烧结脱硫烟气直接脱硝,进一步降低烟气脱硝的运行成本。

通常情况下,SCR催化剂在低温下催化降解二噁英的能力较为有限,但本试验所采用的催化剂低温脱硝活性较高,有进一步脱除二噁英的潜力,下一步将对SCR脱硝系统前、后的烟气、粉尘进行二噁英含量检测,研究其催化降解二噁英的效率。

4.2工业化运行成本估算

鉴于低温SCR脱硝工艺取得的阶段性成果,有必要对其投资和运行成本进行核算,为脱硝系统用户论证项目可行性提供参考。以450m2烧结机年产500万t烧结矿为例:

①低温SCR催化剂装填量为480m3,单价为9万/m3,催化剂投资为4320万元,催化剂使用寿命为3年。期间,烧结矿产量为1500万t,催化剂成本为2.88元/t-s;

②脱硝过程需要喷洒液氨作为还原剂,目前市场液氨价格约为3000元/t,设备年运行时间为7920h,液氨用量每年为1340t,液氨使用成本为0.8元/t-s;

③脱硝其他成本约0.5元/t-s;

④设备维护成本约为0.5元/t-s。

综上所述,低温SCR脱硝的运行成本约为4.68元/t-s。

由于国内各烧结厂脱硫后烟气温度参差不齐,脱硫后烟气温度加热至150℃的成本未包含在上述运行成本计算中。但在实际核算运行成本时,烟气加热成本应根据实际情况予以核算。

5结语

(1)该低温SCR催化剂空速高、催化活性稳定,采用长750mm的20孔催化剂三层布置,在150℃条件下脱硝效率大于85%,NOx平均排放浓度为32.27mg/Nm3,低于燃煤电厂NOx超低排放标准;催化剂系统在130℃条件也可获得72.9%的脱硝效率,NOx排放浓度介于40~60mg/Nm3,平均排放浓度为50.3mg/Nm3,能够满足最新环保标准;催化剂经8周试验后,未发现明显铵盐沉积和催化活性衰减,具有良好的应用前景。

(2)以450m2烧结机为例,烧结脱硫后烟气采用低温SCR系统脱硝,其运行成本估算为4.68元/t-s,不包括脱硫后烟气加热到实际脱硝温度(150℃)的成本。

(3)烧结烟气150℃条件下,催化剂SO2耐受浓度≤50mg/Nm3。进一步降低催化剂活性温度窗口至110℃、提高催化剂抗硫能力和二噁英降解能力是下一步研究的重点。

钢铁烧结烟气全流程减排技术.jpg

延伸阅读:

低温脱硝技术在烧结的应用初探

烧结烟气氮氧化物减排技术路径探讨

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