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图1烟温自133.5℃升至155℃时煤气耗量为1176 m3/h
图2 烟温自134.7℃升至180.9℃时煤气耗量为1971m3/h
图3 烟温自136.7℃升至191.5℃时煤气耗量为2346m3/h
对球团焙烧设备烟气的SCR脱硝系统的运行参数及煤气耗量进行汇总计算,可以得出不同脱硝温度条件下每年煤气耗量及碳排量数据,如表1所示。
表1 不同脱硝温度下年煤气耗量及碳排放量折算表
由表1可知,(1)烟温155℃脱硝时所需混合煤气费用约463万元/年,碳排放指标购买费用约40万元/年,合计费用503万元;(2)烟温180.9℃脱硝时所需混合煤气费用约834万元/年,碳排放指标购买费用约72万元/年,合计906万元;(3)烟温191.5℃脱硝时所需混合煤气费用约1111万元/年,碳排放指标购买费用约96万元/年,合计1207万元;(4)烟温280℃脱硝时所需混合煤气费用约2546万元/年,碳排放指标购买费用约224万元/年,合计2770万元。可见,不同烟温脱硝的能耗与碳排放量相差非常大,采用150℃左右脱硝的运行费用明显较低,优势明显。
鉴于球团的低温脱硝成功经验,宝钢湛江钢铁公司三烧结机(550 m2)烟气脱硝也采用了类似的节能型低温SCR脱硝工艺,在活性炭脱硫后,安装了低温SCR脱硝设备,低温催化剂也由上海瀚昱公司提供。脱硝反应器入口烟气量为183万Nm3/h,入口NOx浓度≤400mg/Nm3,脱硝温度为是150~180℃。催化剂型式为蜂窝式,初装2层催化剂。该三烧结机及脱硝装置于2021年5月投运,至今已运行近一年时间,反应器出口NOx浓度≤44mg/Nm3(设计标准),氨逃逸率≤3ppm,满足环保部门规定的超低排放限值。
与国内部分钢铁厂球团或烧结设备普通采用的280℃中高温SCR脱硝工艺相比,宝钢湛江钢铁公司的球团和烧结设备采用的150℃超低温SCR脱硝工艺带来的收益较明显,较大幅节约补热煤气的用量,降低了脱硝的运行费用,也明显减少了碳排放,带来了良好的经济效益和环保效益,为国家“双碳”目标的实现做出了积极贡献,为钢铁行业的节能、降碳起到了引领示范作用,也获得了全国钢铁行业能效“领跑者”第一名的称号。
150℃低温脱硝远不是终点,上海瀚昱环保材料有限公司从未停下研发的脚步,成功研发出120℃超低温脱硝催化剂,已在山西桃园东义水泥有限公司4000 t/年水泥生产线完成了120℃超低温脱硝中试应用,并且通过了由山西省大气所、环科院、太原理工大学、山西建材协会等单位组织的项目评审验收,给水泥行业烟气治理、碳减排找到一条光明的道路,也为钢铁、石灰窑、陶瓷窑等非电行业的超低温脱硝并彻底省去“补热能耗”与实现“零碳排放”奠定了扎实的基础。
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