中晶技术︱减污降碳背景下轧钢加热炉的脱硫选择

一、背景

轧钢加热炉作为轧钢过程中的关键设备，其生产过程中排放的污染物为煤气燃烧后产生的烟气，烟气量一般在50000-150000m³/h之间，工况波动较大。气体中主要含有：SO₂、NOx、颗粒物等污染物，SO₂的排放浓度为100-300mg/m³，这些污染物的排放会对环境造成一定污染。

2019年4月，生态环境部印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，要求轧钢加热炉污染物SO₂小时均值排放浓度不高于50mg/m³；2021年7月16日全国碳排放权交易在上海正式启动，它是推动绿色低碳发展的一项重大制度创新，也是实现碳达峰、碳中和与国家自主贡献目标的重要政策工具。由此可见，在减污降碳的背景下，对轧钢加热炉SO₂的低碳减排治理已势在必行，减污降碳要靠综合治理、靠机制引导，更要靠技术创新。因此，具有低碳特性且可实现固体废弃物循环利用的烟气治理技术，将成为钢铁企业的首选。

目前，市场上应用于轧钢加热炉的脱硫技术，在实际应用中存在一些技术难题，主要体现在以下几个方面：

难题一：存在设备较多、占地面积大、投资、运行费用较高、设备堵塞及腐蚀严重问题。

难题二：存在系统阻力大，能耗高，副产物处置困难的问题。

难题三：在烟气脱硫治理过程中，存在碳排放较多的问题。

为解决轧钢加热炉脱硫面临的技术难题，中晶环境科技股份有限公司自主研发了禧德^Ⓡ干法固定床烟气脱硫技术。

二、禧德^Ⓡ工艺—干法固定床烟气脱硫技术

禧德^Ⓡ工艺是中晶环境继福斯^Ⓡ烟气脱硫脱硝一体化协同治理技术后，研发的又一新技术。该技术是利用中晶环境自主研发的M^®系列脱硫脱硝剂对烟气进行脱硫脱硝治理并且对VOCs、二噁英、汞、氟等多种污染物可协同治理的综合烟气治理技术。主要包含前端治理禧德^Ⓡ煤气精脱硫技术（CGD）和后端治理禧德^Ⓡ干法固定床烟气脱硫脱硝技术（FGD）。

2.1禧德^Ⓡ干法固定床烟气脱硫技术工艺流程

对于轧钢加热炉脱硫而言，禧德^Ⓡ干法固定床烟气脱硫技术主要利用中晶环境自主研发的M^®系列脱硫剂来进行烟气脱硫治理，主要采用对流工艺或错流工艺两种形式。

先将吸收剂用吨包输送到脱硫塔塔顶，再通过电动葫芦将吨袋送至每个仓室顶部，人工打开吨袋后，使吸收剂自动通过仓顶的进料口填充在脱硫塔内；来自热风炉、燃气锅炉的烟气进入脱硫塔后，水平/垂直穿过吸收剂，吸收剂中的碱基与SO₂发生化学反应，进而脱除掉SO₂；净化后的烟气从脱硫塔侧面向上运动，后再次穿过吸收剂进行二次脱硫，然后通过引风机进入烟囱排放，吸收剂则由底部排出，此时上部存留的新鲜脱硫剂补充至仓室内，使吸收剂始终充满仓室，保证烟气穿过吸收剂。

2.2M^®系列脱硫剂

禧德^Ⓡ干法固定床烟气脱硫技术采用的M^Ⓡ系列脱硫剂是由专利配方的多孔吸附+催化剂材料复合制备而成，制备过程中不会造成碳排放；它能够匹配多种工况条件，可用于加热炉、热风炉、煤气炉、锅炉、高炉等常规设备的烟气脱硫，在烟气治理过程中无碳排；相较于传统的脱硫剂，它在可实现超低排放的同时，还具有吸附容量更大、强度更高、耐久性与持久性更好的特点；副产物以钙基、硅基材料为主，粉碎研磨后作为水泥生料的原料掺入。综上所述，禧德^Ⓡ工艺在SO₂处理能力、减少碳排放、副产物的处理等方面均有较大的优势及前瞻性。

2.2.1脱硫原理方程式

2.2.2 M^Ⓡ系列脱硫剂主要特点

（1）脱除效率更高

因其硫容、硝容更高，所以对SO₂等污染物的初始浓度适应性更强，在SO₂入口1000mg/Nm³的烟气条件下，可达到近零的脱除效率(脱硫效率≥95%)。

（2）应用方式更灵活

在应用方式上更为灵活，可用于煤气发生炉、热风炉、燃气锅炉、焦炉，另外也适用于石油、石化等脱H₂S领域，在安装形式上，既能在固定床上使用，也能在活动床上使用。

（3）成本更低

以在加热炉、热风炉、煤气锅炉烟气治理中为例，可保证使用1年，相比于目前市场上脱硫脱硝剂三个月或六个月更换一次，使用寿命更长，效果更持久，治理成本相较于其他材料或工艺具有较大优势。

（4）三“零”标准：零废水、零固废、零风险

①零废水：全干式的反应环境，无水消耗，采用微波振打解析，且解析过程不产生废水；

②零固废：治理后的副产物可采用混烧或建材资源化进行处置。若企业有生产环节需要碱性材料，可掺烧后用于生产过程的脱硫；也可资源化后用于生产高等级建筑材料或用于搅拌站作胶凝材料、水泥添加剂使用；

③零风险：M^®系列脱硫剂主料由不燃无机材料组成，全过程无需氮气保护，上料、换料全自动化，做到运行过程100%无安全风险。

2.3禧德^Ⓡ干法固定床烟气脱硫技术优势

（1）禧德^Ⓡ干法固定床技术采用特制M®系列脱硫剂，脱除效率可达95%以上，并且脱硫副产物可回收用于建材制作；

（2）M^®系列脱硫剂由多孔吸附+催化剂材料复合制备而成，制备过程无碳排；相较传统脱硫剂，它在治理过程及副产物处置过程中也都几乎无碳排；

（3）采用干法脱硫，不产生废水，温降小，无白色烟羽现象；

（4）满足烟气量0%~120%的烟气波动和温度90~300℃的波动，系统运行稳定；

（5）设备数量少，模块化组合、灵活布置，现场可做到无人值守，运行成本和设备维护成本低。

三、结语

中晶环境禧德^Ⓡ干法固定床脱硫技术在可较好适应轧钢加热炉工况条件下，烟气脱硫效率可达95%以上，且较好解决了部分脱硫技术存在的设备多、占地面积大、设备堵塞、腐蚀及在烟气治理过程中有碳排放、副产物处置困难等问题。禧德^Ⓡ干法固定床脱硫技术将为钢铁行业实现精准减污降碳、绿色低碳循环发展及经济社会发展全面绿色转型助一臂之力。

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