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钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝联合治理技术

北极星环保网来源:中国环保产业 周益辉2018/5/31 11:08:45我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫脱硝 烧结烟气 钢铁行业

北极星环保网讯:分析了烧结烟气的特点,介绍了当前几种主要的烧结球团烟气脱硫脱硝联合治理技术,从技术原理、特点、适用条件及工程应用等方面进行了叙述,提出了钢铁行业烧结烟气污染物治理技术的发展方向。

1前言

钢铁行业二氧化硫主要由烧结球团烟气产生,烧结球团烟气产生的二氧化硫占钢铁企业排放总量的70%以上,个别企业达到90%左右(不含燃煤自备电厂产生的二氧化硫)。据统计,2008年全国重点统计的钢铁企业二氧化硫排放量约110万吨,其中烧结二氧化硫排放量约80万吨。我国钢铁行业烧结烟气脱硫成为继火力发电机组烟气脱硫之后SO2排放控制的重点。

国家环保部2012年6月27日颁布《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》,对钢铁行业烧结、球团工业烟气主要污染物排放大幅趋严了要求,自2015年1月1日起现有企业和2012年10月1日起新建企业二氧化硫和氮氧化物排放限值分别为200mg/m3和300mg/m3[1]。钢铁行业烧结球团脱硫脱硝减排任务艰巨,势在必行。为了有助于我国钢铁企业符合国际烟气治理技术要求和环保发展趋势,要选择技术先进、经济性优、符合我国烧结烟气特点的烧结脱硫技术。本文简要分析了烧结烟气的特点并介绍了几种主要的脱硫脱硝技术。

2烧结烟气的特点

烧结是将各种粉状含铁原料,混合适宜的燃料和熔剂后放于烧结设备中点火烧结,在燃料产生高热和一系列物理化学变化的作用下,使部分混合料颗粒表面发生软化和熔化,产生一定量的液相,并湿润其他未熔化的矿石颗粒,冷却后,液相将矿粉颗粒烧结成烧结矿,这是炼铁行业的一项重要工序。烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中产生了含尘废气。烧结烟气的主要特点是:

(1)烟气量大。由于漏风率高(40%~50%)和固体料循环率高,有相当一部分空气没有通过烧结料层,使烧结烟气量大大增加,每产生1吨烧结矿约产生4000~6000m3烟气。

(2)烟气温度较高。随烧结工况变化,烟气温度一般在120℃~180℃。

(3)烟气粉尘浓度高。粉尘主要以铁及其化合物为主,由于使用不同的原料可能含有微量重金属元素,一般浓度达10g/Nm3,平均粒径为13~35μm。

(4)含湿量大。为了提高烧结混合料的透气性,混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在10%左右。

(5)含有害气体。高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均产生一定量的氯化氢(HCl)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、氟化氢(HF)等,它们遇水后将形成酸雨,会腐蚀金属构件。此外,还含有对人体健康危害极大的二噁英和呋喃等。

(6)含SO2浓度相对较低。随原料硫负荷等因素的不同,国内企业一般在1000~3000mg/m3。

(7)不稳定性。由于烧结工况波动,烟气量、烟气温度、SO2浓度等经常发生变化,阵发性强。

(8)含有重金属污染物。

3烧结烟气脱硫脱硝联合治理技术

3.1半干法(湿法)脱硫+SCR脱硝联合治理技术

半干法(湿法)脱硫+SCR脱硝技术,在电力行业应用技术成熟,业绩较为广泛。主要的技术路线为脱硫采用半干法或湿法、脱硝采用选择性催化还原法组合进行脱硫脱硝,如图1所示。经过处理后烟气中主要污染物能满足排放标准要求,其中氮氧化物脱除效率为70%~85%,脱硫效率在95%以上。

该工艺在烧结烟气中存在烟气温度不适宜的问题,主要是SCR脱硝催化剂反应温度区间为300℃~450℃,而烧结机机头烟气温度为100℃~160℃,难以满足SCR脱硝反应温度要求,低温SCR脱硝催化剂还有待开发应用。

该工艺技术成熟,脱硫脱硝效率高,可满足排放标准的要求,但烟气需要再热会造成能耗高,同时还存在脱硝反应催化剂在烧结烟气中使用寿命短、运营成本高的问题。

3.2活性焦脱硫脱硝一体化技术

用于脱硫脱硝的活性焦为直径5~9mm圆柱状炭质吸附材料(见图2),与活性炭相比,活性焦是一种综合强度(耐压、耐磨损、耐冲击)高、比表面积小,具有更好的脱硫、脱硝性能,且使用过程中脱硫活性和吸附硫容不降低,在加热解吸再生的作用下还会有所增加,因此,活性焦用于烟气脱硫脱硝不仅具有经济效益,而且使用寿命长。

延伸阅读:

烧结烟气污染物治理技术研究及应用现状

多图了解钢铁行业烧结烟气脱硝脱二噁英S-SCR技术

钢铁烧结烟气脱硝技术进展

烧结烟气超低排放技术应用及展望

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