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4副产物利用
目前,常规半干法脱硫工艺产生的脱硫渣主要成分为CaSO3、CaSO4、CaCO3及Ca(OH)2等,其中CaSO3占到多数。由于脱硫时系统采用的钙硫比不同,脱硫渣中CaSO3的组分一般控制在35%±10%,脱硫渣平均粒径在10μm左右,堆比重在600-900kg/m3之间。
由于CaSO3对水泥中矿物的选择性较强,不具有应用的普遍适应性,常规半干法脱硫系统产生的脱硫渣都很难利用。多数都是堆弃,或者是有限地利用于矿井填埋,路基铺垫等,无法高效的利用。
中冶环保研发的烧结烟气循环流化床同时脱硫脱硝除尘工艺对烟气进行处理后,其脱硫脱硝副产物的主要矿物组成是硫酸钙、硝酸钙、亚硝酸钙及其他钙化合物。硫酸钙是矿渣粉生产企业常用的外加剂,也是GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》所允许添加的外加剂。硝酸盐和亚硝酸盐不仅能作为混凝土的早强剂组分,而且可以作为混凝土防冻剂组分使用。我国曾生产应用过以硝酸盐和亚硝酸盐为主的许多品种的早强剂或防冻剂,如亚硝酸钙-硝酸钙,亚硝酸钙-硝酸钙-尿素、亚硝酸钙-硝酸钙-氯化钙,以及亚硝酸钙-硝酸钙-氯化钙-尿酸等。亚硝酸钙的掺入还可以防止混凝土内部钢筋的锈蚀,其原因是可以促使钢筋表面形成致密的保护膜。
通过对脱硫脱硝副产物资源化利用的研究,结合钢铁企业固体废弃物资源化利用技术,该副产物可用于矿渣粉生产用添加剂和配制钢铁渣粉早强激发剂,达到提高矿渣的活性,并解决钢铁渣粉早期强度低的技术问题,达到“零排放”,且具有很高的经济价值。
5工艺特点
1)实现了低温烟气脱硝:在Ca/(S+0.5N)为1.1-1.4时,脱硫效率高于90%、脱硝效率高于80%、粉尘低于10mg/m3,全面满足国家环保标准要求。
2)解决了副产物利用问题:可直接作为建材添加剂。
3)实现了多污染物协同控制:对SO3、HF和HCl吸收率超过90%,对二恶英有较强的吸附功能。
4)投资及运行成本低:投资成本较单独脱硫增加不到15%。
6工业化应用
2014年9月,中冶环保同兖州聚源热电有限责任公司就58MW角管式(链条)锅炉烟气脱硫脱硝项目签订总承包合同。项目采用中冶环保研发的循环流化床同时脱硫脱硝技术,项目设计烟气量105000Nm3/h,设计系统入口烟气温度120℃,设计二氧化硫入口浓度2500mg/m3、氮氧化物入口浓度850mg/m3、粉尘入口浓度2000mg/m3,经烟气同时脱硫脱硝除尘系统净化后,系统出口二氧化硫浓度小于50mg/m3、氮氧化物浓度小于150mg/m3、粉尘浓度小于20mg/m3,全面满足国家环保标准要求。
经两个供暖季运行数据显示,系统实际出口二氧化硫浓度约20-30mg/m3,氮氧化物出口浓度低于100mg/m3,粉尘出口浓度小于10mg/m3。
该项目通过一套系统同时解决了锅炉烟气中二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、粉尘等多污染物的净化问题,同时解决了半干法脱硫副产物难以利用的问题,且投资及运行费用较常规湿法脱硫+SCR脱硝方法大幅降低,为工业烟气多污染物的治理开辟了一条新的技术途径,对其他工业烟气脱硫脱硝项目具有示范作用。因此,该项目被中国环保产业协会特列为工业烟气同时脱硫脱硝一体化首台套科研与技术产业化示范工程。
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