2.2 脱硝处理
烧结烟气的NOx中95%为NO,NO 难溶于水,而高价态的NO2、N2O5可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,从而可与后期的SO2同时吸收,达到同时脱硫脱硝的目的。
因此目前钢铁行业在线检测氮氧化物主要是NO,荣程烧结厂于2015 年7 月进行脱硝设备投运,采用臭氧法,通过O3将NO 氧化成NO2,然后通过碱液吸收生成硝酸盐,从而脱除烟气中NOx。影响臭氧脱硝的主要因素:摩尔比(O3/NO)、反应温度、反应时间、吸收液性质等,这些因素对脱硝效率有不同程度的影响。
230 m2烧结机脱硝项目正式投入运行以来,经烟气检测,脱硝效率达到53%以上,出口烟气NOx的排放浓度降到160 mg/Nm3以下,最低达到95 mg/Nm3,远低于300 mg/Nm3的国家排放限值,年减少NOx排放约550 t。
2.3 粉尘颗粒物的治理
2.3.1 机头静电除尘器升级改造
针对机头电除尘极板的粘灰现象,重点对机头静电除尘做了多次升级改造。对二、三、四电场更改极板、极线材质和结构,增重振打锤,增加振打频次,减少粉尘排放,同时对机头电除尘灰取样检测分析。对机头电除尘灰取样化验成分分析结果:碱金属含量相对较高,尤其是钾和钠偏高,且Cl 离子偏高。导致除尘灰黏性强,粘着在极板、极线上,因此操作上对电除尘进行断电振打,同时将电除尘灰外销处理(一、二电场含碱金属偏低且品位高,可循环利用),减少烧结机循环使用量,从而减少碱金属富集,同时适当增加烧结机铺底料厚度,提高烧结透气性,降低烧结负压,电除尘极板极线的附着粘结物得到有效控制,除尘器出口含尘量明显减低,出口粉尘排放<40 mg/Nm3。
2.3.2 增加湿法静电除尘器
2017 年9 月荣程集团在230 m2烧结机的脱硫装置后投运湿法静电除尘器,对经过四电场干法电除尘和脱硫脱硝之后的烟气进行二次除尘,从而实现超低标准排放。湿法电除尘器采用水冲刷集尘极表面来进行清灰,可有效收集PM 2.5 以下粉尘、SO3酸雾、气溶胶等微细颗粒物。
湿电除尘投运后,检测烟气进口粉尘浓度76.16 mg/Nm3,出口6.55 mg/Nm3,除尘效率91.4%。
处理后的粉尘含量降低到10 mg/Nm3以下,远低于国家超低排放标准。该项目投入运行后,烟气问题得到了彻底解决,每年减少烟尘排放约166 t,进一步促进了区域空气质量的提升和改善。
2.4 生产过程控制
2.4.1 原料结构控制
减少或停用高硫铁料,如伊朗铁粉降低铁料中含硫量,伊朗铁粉化学成分见表1。
2.4.2 固体燃料控制
提高固体燃料的采购标准,降低硫分,控制在1%以内,从而降低燃烧过程中释放的SO2,减少烧结烟气的含硫量。降低煤粉挥发分,从而降低氮氧化物含量。在原料结构不变的前提下,通过对不同挥发分的无烟末煤实验得出,燃料中挥发分直接影响氮氧化物含量,且随着挥发分的升高而升高。
2.4.3 温度控制
通过对烧结烟道温度的控制,可少量控制氮氧化物含量。实践表明,在同等原料结构下,当烟道温度控制在145~155 ℃时,氮氧化物含量最低。
生产中一般控制在140~160 ℃。因脱硫设备进口温度要求,控制在180 ℃以下,烟气经过主抽风机后还会上升,因此超过165 ℃以上没有尝试。不同的烧结机对烟道温度的控制标准也不一样。影响烟道温度的因素很多,如烧结机的漏风率、烧结的透气性、配料方案及测温点位置等,需要实践摸索找出最佳区间。
3 结语
脱硫、脱硝、湿法静电除尘器的一体化上线,可以满足目前国家环保政策要求。随着国家环保要求的提高,限排放越来越严格,目前行业在线检测氮氧化物主要是NO。随着烟气检测设备的升级,未来检测的有害气体的种类也将越来越多,如NO2、二噁英、HCl 等,同时高质量的煤炭资源减少。使用高质量的燃料降低烟气中SO2和氮氧化物,其性价比不高,从长远角度来看,还需要工艺设备再升级、先进技术的引进等。同时,增加烟气消白设备也势在必行,对排放的白色烟气进行消白,回收循环利用。
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