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新形势下烧结烟气脱硫脱硝技术的探讨

北极星环保网来源:资源节约与环保 胡彩云2018/6/2 11:46:18我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫脱硝 烧结烟气 脱硝技术

北极星环保网讯:烧结的过程中会发生高温燃烧,使得燃料和烧结混合料在烧结反应下产生多种污染物和粉尘废气,这会对生态环境造成严重的污染。因此,必须要根据国家颁布的相关排放标准进行排放,把握烧结烟气脱硫脱硝技术的有效运用。

1 烧结烟气脱硫脱硝技术的特性

在烧结烟气脱硫脱硝技术中,漏风率和固体料循环率都比较高,使得有些空气无法通过烧结料层,就会加大烧结烟气量。而且烧结烟气系统的阻力变化大,也加大了烟气量的变化。其次,二氧化硫的浓度变化大,这都是因为其质量、成分(包括含硫率)的差异波动比较大[1]。这一过程中的原料是铁矿石,使得烧结烟气成分复杂,氮氧化物、氯化氢、氟化氢、多环芳烃等气态污染物都有很多,烟尘中还可能含有重金属。而且其烟气温度变化范围大,通常在  120-180℃,含氧量和含湿量比较高。

2 新形势下烧结烟气脱硫脱硝技术的探讨

2.1 活性炭纤维法烟气脱硫技术

在脱除烟气中的二氧化硫时,这一技术运用了脱硫活性炭纤维催化剂,同时将硫资源进行回收利用,进行硫酸或硫酸盐的生产。其脱硫率超过了  95%,工艺过程和操作都比较简单,而且设备少,还可以实现硫资源的回收利用,主要运用在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气、大中型工业锅炉的烟气污染控制中。

活性炭纤维法烟气脱硝技术的工艺过程和原理都比较复杂,但是运用这一工艺进行烟气中 SO2 的脱除时,其有非常大的优势,活性炭具有吸附的特性,对于烟气中的  NOX、二恶英和汞等污染物都可以进行有效的脱除,具有脱除多种污染物的功能[2]。在活性炭催化还原脱除氮氧化物后,可以实现  60%-70%的脱硝率,而二恶英的脱除率可以达到 95%,用其来吸附氧化脱除重金属,脱除率也可以高达 90%。

2.2 循环流化床脱硫+SCR 脱硝工艺

这一工艺的吸收剂是干态的消石灰粉,当然也可以运用其他对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液。通常锅炉排出的烟气会从具有文丘里装置的吸收塔(即流化床)底部进入,此时其速度加快,在与细的吸收剂粉末混合后,颗粒间、气体与颗粒间会出现剧烈摩擦,此时喷入水雾要均匀,并降低烟温,就会反应生成  CaSO3 和 CaSO4。而脱硫后的烟气会携带大量固体颗粒,经由吸收塔顶部排出,由再循环除尘器进行处理排放。这一工艺具

有比较成熟的脱硝技术,适用范围广,污染物脱除效率比较高,最严格的污染物排放可以运用这一技术,而且工程总投资和运行费用适中[2]。目前已建设脱硫装置的烧结球团企业可以继续建设脱硝部分,不会出现重复建设的问题,其维护运行方便。但是这一工艺还产生很多副产物,没有最的佳应用途径和资源回收价值,只能进行废物处理。

2.3 湿法脱硫+SCR 联合脱硝工艺

这一工艺技术成熟,脱硝效率比较好,但在烧结烟气处理中应用还比较少。因为湿法脱硫后的烟气温度一般在 50-80℃间,而 SCR 技术在  320-450℃的温度下才能反应。反应温度较高催化剂会产生烧结或者结晶现象,但是反应温度太低,在催化剂表面硫酸铵会凝结堵塞催化剂的微孔,使得催化剂的活性大幅度降低。如果在脱硫工艺前运用烟气脱硝工艺,需要将烧结烟气经加热装置升温,先脱硝再运用换热装置进行降温处理,此时烟气就得到了净化。

2.4 湿法脱硝工艺

湿法脱硝工艺包括碱液吸收法、络合吸收法、还原吸收法和氧化吸收法等。这一工艺运用的是湿式洗涤的方法,属于湿式洗涤并脱硫脱硝技术,一套设备中可以同时进行烟气中  SO2 和 NOx 的脱除,氧化吸收塔和碱式吸收塔两段工艺都需要使用。在氧化吸收塔中,NO、SO2  和有毒金属需要运用氧化剂来氧化;而后续工艺就是碱式吸收塔,吸收剂为碱液,残余的酸性气体会被吸收,实现 95%以上 NOx  的脱除率。但是这一工艺运用的还比较少,其催化剂昂贵,需要进行一次性投资,运行成本高。

2.5 电子束辐照烟气联合脱硫脱硝

这一工艺会运用阴极发射在电场加速形成高能电子束,运用这一电子束辐照烟气,就会产生自由基,此时与 SOx、NOx  反应就会生成硫酸和硝酸。在其中通入氨气,产生的副产品就是 (NH4)2SO4 和 NH4NO3  等。目前这一方法已经完成了工业实验,但是还没有进行工业化应用。因为是能耗高、副产物含水率大,在运用电子束时,还要采取一定的防辐射措施。

结语

在我国国民经济发展中钢铁行业占据着举足轻重的地位,推动了国民经济的快速发展,但是也大量消耗了很多资源能源,使得其周边环境恶劣。因此,必须要减少其大气污染物的排放,加强治理烧结烟气,探索有效的烧结烟气脱硫脱硝技术,推动我国经济和生态环境的共同发展。而通过以上的研究探讨,活性炭纤维法烟气脱硫技术是最适合的烟气脱硫脱硝技术,在烧结烟气时可以运用这一工艺。

延伸阅读:

烧结烟气联合脱硫脱硝工艺的比较

烧结烟气氮氧化物减排技术路径探讨

烧结烟气超低排放技术应用及展望

烧结烟气脱硫脱硝处理技术的比较分析

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