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钢铁行业烧结机脱硝排放系统中GGH设计探讨

北极星环保网来源:资源节约与环保 蒲亨林等2019/8/21 11:18:45我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:烧结机脱硝 GGH 脱硫工艺

北极星环保网讯:文章结合烧结机的烟气特点和脱硝系统布置的位置,提出了GGH设计中换热性能、漏风率和阻力特性重要指标参数,这些重要指标可以作为GGH设计性能的重要判断依据,根据不同温度场GGH各部件的材质及配置文章提出了一些建议,在满足功能的前提下保证用材的经济性。

1、背景

我国经济快速发展的同时不断推进大气污染的深度治理,近年来随着火力发电厂的超净排放进入尾声,超净排放逐步向钢铁行业烧结机覆盖,重点地区加速推进钢铁行业的脱硫脱硝超净排放改造。

早期的钢厂一般未装设专用脱硝系统,而此次超净排放改造需要加装脱硝系统。在脱硝系统中,烟气加热器(GGH)作为重要的高效换热设备,能够有效进行热量回收,提升进入脱硝反应器的烟气温度,提高脱硝催化剂的效率。

QQ截图20190821111115.jpg

图 1 回转式GGH三维示意图

回转式GGH是一种以逆流方式运行的再生式热交换器,如图1所示。加工成特殊波纹的金属换热元件被紧密地放置在转子扇形仓格内,转子以约1转/分钟的转速旋转,其左右两半部份分别为未净化烟气(原烟气)和净化烟气(净烟气)通道。

当净烟气流经转子时,将热量释放给换热元件,净烟气温度降低;当换热元件旋转到原烟气侧时,又将热量释放给原烟气使其温度升高。如此周而复始地循环,实现净烟气与原烟气的热交换。

2、钢铁行业烧结机GGH工作环境

烧结机烟气的特点:

(1)烟气流量大、波动大,大型烧结机烟气量为200~300万m3/h。(2)烟气温度低、波动大,烟气温度为120℃~220℃。(3)烟气中污染物浓度波动大,其中NOx含量为300mg/m3~600mg/m3。(4)烟气粉尘浓度高,粘度较大。(5)烟气成分复杂,含湿量大,含氧量高(12%~18%)。

对于烧结烟气NOx控制技术主要采用选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。结合现有各条生产线的不同设备布置位置,存在着先脱硝还是先脱硫的技术路线选择。烧结机脱硝放在脱硫前面,催化剂使用温度范围一般为280℃~400℃,脱硝放在脱硫后面,催化剂使用温度范围一般为250℃~340℃,随着脱硝催化剂的高效反应温度不断降低,可以采用更低温度区间的脱硝催化剂。结合不同的技术路线选择,GGH的工作环境有较大差异。

3、烧结机烟气处理路线

3.1先脱硝再脱硫技术路线

QQ截图20190821111050.jpg

图 2 烧结机先脱硝后脱硫工艺路线

烧结机先脱硝后脱硫,如图2所示,烧结烟气先经过除尘设备,除尘后的原烟气进入脱硝GGH,原烟气被加热后,再经过补燃设备将烧结烟气温度提升至脱硝需求温度进入脱硝装置,脱硝后的净烟气进入脱硝GGH,高温的净烟气通过回转式GGH进行热量交换,降温后的净烟气进入脱硫装置后续设备。本工艺路线采用高温SCR脱硝技术,烟气需要再热至280℃以上。

一般脱硝采用高温催化剂,该脱硝温度场与常规煤粉炉的温度场相近,鉴于烧结机烟气含尘量较常规煤粉炉低了两个数量级(常规煤粉炉进入回转式空气预热器的含尘量大约在数十克),且烧结机脱硝后烟气经过GGH换热后,排烟温度都在150℃以上,与传统锅炉回转式空气预热器相比,其堵塞倾向性大大减弱。因此,采用先脱硝再脱硫技术路线的GGH设计选材要求就更低,GGH本体防腐和防堵的要求不高。

延伸阅读:

超低排放系统中GGH温度调节方法

GGH不得不拆!超低排放下为什么这么说

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