脱硝催化剂常识

【技术汇】利用烟气循环协同脱硫脱硝处理烧结废气的可行性研究

2018年12月08日 热度:678 ℃

全文2549字

阅读约需2.5分钟

作者 |赵冯韬,王钊

湘潭市环境保护监测站

【摘要】

钢铁工业中SO

2

和NO

x

主要排放源来自烧结工序。根据烧结烟气两种污染物排放特点及其防控需要,分析了不同削减工艺的优缺点。重点介绍了湖南某钢铁企业利用烧结烟气循环利用对SO

2

和NO

x

减排效果的影响。结果表明,通过将部分烧结烟气循环利用,能有效减少烧结工序中SO

2

和NO

x

的排放,为钢铁工业进一步开展SO

2

和NO

x

减排工作提供了有力的技术支持。

【关键词】烟气循环;烧结废气;脱硫;脱硝

前言

钢铁冶炼行业是高耗能重污染的一个行业,特别是其烧结工序排放的NOx和SO2的量尤为严重。2016年6月,环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)修改单(征求意见稿),将烧结机和球团焙烧设备的SO2限值调整为50mg/m

3

、NOx限值调整为100mg/m

3

。因此,针对钢铁冶炼行业,开发运用更有效的脱硫脱硝技术已经刻不容缓。本研究在充分比较了国内外主要的脱硫脱硝方法基础上,提出了将烧结机风箱中烟气循环利用协同脱硫脱硝,实现SO

2

与NOx共同减少。

1烧结机废气排放路径及烟气循环利用脱硫脱硝原理

烧结机是用于大型黑色冶金厂的烧结作业,可将不同成份和不同粒径的矿粉烧结成块,并消除矿石中所含的部分硫,磷等杂质的装置。以湖南某钢铁企业360m

2

烧结机为例,其结构如图1所示。

图1湖南某钢铁企业的烧结机结构原理图

从图1可以看出,烧结机车台的左端为加热段,中段为焙烧分解段(SO

2

与NOx产生段),即高硫段,通常NOx的浓度也较高。右端为结焦成型段,即低硫段。烧结机车台下部有24个烧结废气收集风箱,实验通过分别实时在线监测确定两种污染物不同浓度风箱的位置,将高硫段烟气引入脱硫脱硝装置。低硫段烟气分两部分处理,一部分低硫烟气返回烧结料层循环使用,降低烧结料层的氧含量,达到减少NOx产生的目的,另一部分根据实时在线监测数据确定是否能够直排。若浓度达标则直接排放,若不能达标,则自动开启控制阀将烟气引入脱硫脱硝装置。

2风箱互换协同减排处理烧结工序SO

2

与NOx的可行性分析

2.1SO

2

与NOx处理工艺的多方案比选

2.1.1 SO

2

的处理方法目前,烟气中SO

2

的处理方法主要以下几种方法:

(1)干法脱硫

传统的干法脱硫工艺有干法喷钙脱硫、吸附法脱硫等。优点是工艺简单,不会产生污水,能耗低,特别是经脱硫处理后的烟气温度高,有利于排气扩散。但其存在脱硫效率低,设备占地面积大、投资大,且脱硫副产物的可利用性低等缺点。因此,该方法的应用较为有限。

(2)半干法脱

硫主要采用干态的消石灰粉作为吸收剂,与烟气中的SO

2

反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙。它的优点是操作简单,运行和维护管理简便,设备占地面积小,对防腐要求低并且不产生废水。但其脱硫效率最高仅可维持在80%,当工况不稳定时,难以保证SO

2

的达标排放。

(3)湿法脱硫

湿法脱硫是目前比较成熟的脱硫方法,烧结工序烟气湿法脱硫工艺主要包括石灰石-石膏湿法、氨法、氧化镁法等。它的工艺特点有:脱硫效率较高且比较稳定,能确保SO

2

排放达标。脱硫副产物能够方便利用,对脱硫剂品质要求不高,工艺可操作性强,成熟程度高。

2.1.2 NOx的处理方法针对国内烧结烟气脱硝技术的现状,目前可供选择的脱硝工艺路线主要有:低温SCR脱硝技术、活性焦(炭)协同处理技术和湿式吸收法脱硝技术等。

(1)低温SCR脱硝技术

SCR即选择性催化还原法,其原理是使用合适的催化剂,用氨作为反应的还原剂,在一定条件下使NOx转化为对环境无害的氮气和水蒸汽。

该法脱硝效率较高,可以达到90%以上。低温SCR脱硝技术是目前相对成熟和可靠的工艺,易于控制,且运行安全可靠,不会造成二次污染。催化剂是制约低温SCR脱硝技术广泛应用的主要原因,传统的SCR脱硝法要求烟气在350℃以上才能完成催化还原反应。而烧结烟气温度一般在100~200℃间。因此,控制恰当的反应温度以及选择合适的低温催化剂尤为重要。

(2)选择性非催化还原法(SNCR)

选择性非催化还原法(SNCR)也是一种比较成熟的脱硝方法,在各种燃料类型的锅炉中应用较广。SNCR工艺是利用氨或尿素等氨基还原剂将烟气中的NOx定量的还原为N

2

和H

2

O。

与SCR工艺不同的是,该反应不需要催化剂,但所需的反应温度较高。若选取氨为还原剂,最佳反应温度区间为870~1100℃,而选取尿素的最佳反应温度区间为870~1100℃。因此,若选择用SNCR作为烧结烟气的脱硝方法,虽然避免了选择催化剂带来的不便,但仍需考虑反应温度的问题。

(3)活性焦(炭)协同治理技术

该技术利用活性焦的变温吸附性能,在低温时将烧结烟气中的SO

2

、NOx等吸附,并被储存在活性炭孔隙内。在活性炭吸附足够量的污染物后,被高温加热,发生脱附反应,得到高浓度SO

2

解吸气,并回收制取硫酸。活性炭还具有一定的催化活性,通过向烟气中喷入氨后,在活性炭的吸附和催化作用下,氨与NOx发生选择性催化还原反应生成氮气和水,可大幅减少烟气中NOx含量,实现烟气高效脱硝;经脱硫和脱硝作用后的活性炭恢复吸附性能,可循环使用,但该方法投资高,运行费用较大。

(4)湿式吸收脱硝技术

湿式吸收脱硝技术是通过液相氧化-还原吸收的方式来达到脱硝的目的。氧化步骤主要是选用具有强氧化剂将NO氧化成高价态的NOx,通常是NO

2

。吸收步骤是利用脱硫反应产生的亚硫酸盐将高价态的NOx还原吸收,使得其最终形成氮气而脱离。

湿式脱销工艺也是一种脱硫脱硝协同处理工艺,工艺相对简单,运行费用较低,维护起来也比较简单,但会产生二次污染的废水。并且这项技术应用时间不长,具体效益还有待考察。

脱硫,和低温SCR脱硝技术进行脱硝。将部分低硫段烟气与高硫段烟气混合处理,一方面增加了烟气总量的脱硫脱硝比例,确保低硫段烟气的SO

2

和NOx均能达标排放。另一方面,通过将低硫段烟气导入烧结料层,减少了氧气相对含量,同时降低了烧结烟气的温度,使NOx的产生量减少。总体提高了烟气循环比例和污染物的处理效率并减少了污染物的排放总量。结果表明,通过烟气循环,烟气中污染物排放量有了明显改善,同时烧结矿使用量及烧结产品质量没有变化。按照当年的实验参数已经运行1年,目前该钢铁企业360m

2

烧结机的烟气稳定达标排放,具体成果参数如表1所示。

表1烟气循环协同脱硫脱氮处理结果

3结论

针对烧结废气处理的技术难点,通过将部分低硫段废气循环利用的方法,可以达到进一步脱硫脱硝的效果,烟气的处理量和排放量也明显减少。在优化的条件下,SO

2

和NOx均能够达标排放。同时,烧结矿的品质并没有明显的变化。因此,该方法经济可行。

本文发表于《节能环保》2018年9月

作者简介:赵冯韬,男,湖南湘潭人,工程师,学士,主要从事环境分析监测工作。

电厂脱硝交流群

本平台建立“电力公众平台「脱硝专业」”交流群,交流燃煤电厂烟气脱硝技术及应用案例,探讨新技术、新产晶、新问题;

识别二维码加好友申请进群,加好友请注明“姓名+单位+手机号+邮箱”

发表评论
◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

相关文章

2018河北省自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖总评结果公布

经2018年度省自然科学奖、技术发明奖、科学技术进步奖总评,共推荐建议授奖项目260项。其中:一等奖建议授奖项目30项(自然科学奖一等奖项目3项、技术发明奖一等奖项目3项、科学技术进步奖一等奖项目24...

2018年制造业“双创”平台试点示范项目名单的通知

请输入标题   bcdef根据《工业和信息化部办公厅关于组织开展2018年制造业“双创”平台试点示范项目申报工作的通知》(工信厅信软函〔2018〕221号)要求,经企业自主申报、地方推荐、专家评审、网...

【基层动态】自备电厂1号机组环保超净改造有序推进

【基层动态】自备电厂1号机组环保超净改造有序推进

近日,自备电厂根据公司安排及甘肃省、兰州市环保相关要求,1号机组停机进行环保超净改造,重点进行脱硫、电除尘及脱硝系统改造,加装管式除尘器,新增一层脱硝催化剂,更换部分在线设施,以达到国家超净排放要求。...

燃煤发电机组脱硫脱硝等废气处理100问答

燃煤发电机组脱硫脱硝等废气处理100问答

本文主要介绍了脱硝技术相关内容,涉及低氮燃烧技术、SCR脱硝、SNCR脱硝、SCR脱硝缺点、脱硝催化剂、SCR系统等相关内容,详情如下:一、基础原理篇:1氮氧化物的的危害有哪些?答:(1)、NO能使人...

中创清源中标郎酒东方玻璃1#和2#窑炉脱硝催化剂采购项目

中创清源中标郎酒东方玻璃1#和2#窑炉脱硝催化剂采购项目

    近期,中创清源成功中标叙永郎酒东方玻璃有限公司1#和2#窑炉脱硝催化剂采购项目(以下简称”郎酒东方玻璃项目”)。    据悉,郎酒东方玻璃项目共有3条玻璃酒瓶生产线,1#和2#窑炉初装脱硝催化...

【喜讯】我所提供服务的河南康宁特环保科技股份公司即将登陆新三板

【喜讯】我所提供服务的河南康宁特环保科技股份公司即将登陆新三板

2018年11月20日,山东柏瑞律师事务所提供服务的河南康宁特环保科技股份公司(简称康宁特)收到了全国中小企业股份转让系统有限责任公司核发的同意康宁特股票在股转公司挂牌的函,即将登陆新三板。康宁特是一...