烧结烟气低温SCR脱硝技术半工业化试验

北极星环保网讯:随着钢铁企业超低排放政策的实施，行业亟需经济可行的技术方案。由于烧结烟气的特殊性，NOx超低排放改造仍存在一定的技术瓶颈。在烧结烟气活性炭法脱硫脱硝装置后进行了25000 m3/ h低温SCR脱硝半工业化试验，结果表明：活性炭法耦合低温SCR脱硝工艺组合方案优势明显，活性炭法为低温SCR脱硝提供了优异的低硫、低尘环境，150℃的烟气温度下脱硝效率为85%左右，135℃的烟气温度下脱硝效率为65%～70%；活性炭法后烟气中粉尘具有质轻、粘附性强的特点，声波吹灰+压缩空气吹灰的组合吹灰方式吹灰效果良好；低温下氨的吸脱附特征明显，工程控制中为防止氨逃逸超标需严格控制烟气温度及喷氨量。

2018年5月7日生态环境部发布了《钢铁企业超低排放改造工作方案》征求意见稿，明确提出钢铁行业烧结烟气超低排放指标:在基准含氧量16%条件下，颗粒物、SO2、NOx小时均值排放浓度分别≤10，35，50 mg / m3，钢铁行业迎来“史上最严”的排放标准，加速了钢铁企业超低排放改造进程。

就目前烧结烟气净化市场而言，脱硫、除尘工艺已较为成熟，实现颗粒物及 SO2超低排放指标压力较小，在技术路线上也有诸多选择，而脱硝技术仍处于起步阶段，实现脱硝超低排放，企业将承受较大压力。

企业将面临以下新挑战:

1) 由于过去几年，脱硝排放标准宽松，钢铁行业长期执行 300 mg/m3的排放限值，无脱硝设施也能基本满足排放标准，导致脱硝设施覆盖率低，据统计，国内约 90%的烧结机未安装脱硝设备，导致行业技术储备不足。

2) 由于烧结烟气排放温度处于 90～150 ℃，而目前电力行业使用的中 高 温 脱 硝 催 化 剂 的 工 作 温 度 通 常 为 300 ～400 ℃ ，钢铁行业难以直接进行技术移植，而烟气再加热将大大增加投资成本，增加系统能耗和操作费用。

3) 目前行业内以烟气再加热的中高温SCR脱硝技术和活性炭催化脱硝的技术路线为主，这两种技术路线都存在一定的技术缺陷: 烟气再加热导致系统能耗偏高以及活性炭脱硝效率有限，导致两种方法大面积推广应用受限。

从烧结烟气实际排烟温度来看，低温SCR被认为是实现脱硝超低排放目标最有前景的技术手段之一。

烧结烟气低温SCR脱硝具有以下优点:

1) 低温下可实现脱硝，烧结烟气仅需少量或无需设置再加热装置，设备体积大幅缩减，能耗大大降低。

2) 脱硝设施布置不受温度限制，可布置于除尘、脱硫后，无需对原烟气净化系统进行改动，安装简便，适应性强。

3) 脱硝设施布置于低尘、低硫的原烟气净化系统尾部，无催化剂堵塞、磨损、微量金属元素污染、SO2中毒等问题，维护成本低，使用寿命长。

低温SCR脱硝优势明显，但低温下SCR催化剂抗水、抗硫的问题仍未得到有效的解决，低温SCR脱硝缺少成熟可靠的工程案例。低温SCR脱硝技术应用前景广阔，钢铁企业超低排放改造成功与否直接关系到企业的生存与发展，而超低排放改造的重点是脱硝，因此，解决低温SCR脱硝的工程难题意义重大。

为了实现烧结烟气中 NOx的超低排放，中冶长天国际工程有限责任公司联合山西太钢不锈钢股份有限公司共同开展了钢铁烧结烟气低温SCR脱硝半工业化试验研究。

1 项目概况

项目建设地点为太钢不锈炼铁厂三烧结活性炭法脱硫脱硝设施旁，烟气取自活性炭法脱硫后净烟气烟道，取气量为25000 m3/ h，在引风机作用下，烟气通过蒸汽换热器，经喷氨、烟气整流器混合均匀后进入反应器本体，烟气中的NOx在三层催化剂的催化作用下与NH3发生还原反应生成N2达到脱硝的目的，净化后的烟气再返回至净烟气烟道排放，每层催化剂均设有压缩空气进行吹灰，由于入口粉尘量较小，系统不设置灰斗，吹灰后的烟尘可随烟气流动带出系统，试验工艺流程如图1所示。

图 1 低温SCR脱硝半工业化试验研究工艺流程

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