脱硝催化剂技术

世界首台套烧结烟气低温SCR脱硝项目:隐形冠军中国造!

2018年11月20日 热度:32 ℃
山瑞丰钢铁(集团)有限公司

11月2日,由同兴环保科技股份有限公司EPC总包的唐山瑞丰钢铁(集团)有限公司烧结机烟气低温(180℃)SCR脱硝催化剂“首台套”示范项目,一次性调试成功投入运行。

参与首试的瑞丰钢铁(集团)有限公司1、3号烧结机均为200m

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,单台年产烧结矿170万吨,烟气净化采用“半干法脱硫+GGH换热(冷侧)+烟气升温+低温SCR脱硝(180℃)+GGH换热(热侧)+引风机+原烟囱排放”工艺。设计烟气量84万Nm

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/h,GGH换热(冷侧)进口烟气温度为75-95℃,设计脱硝系统进口NOx不大于450 mg/Nm

3

,脱硝系统出口NOx排放浓度小于50 mg/Nm

3

参与首试的SCR脱硝催化剂采用的是同兴环保控股子公司——北京方信立华科技有限公司研发的“方信”牌低温催化剂,是“方信”牌低温催化剂继焦化、垃圾焚烧、水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料、造纸、氧化铝、酸洗、隧道窑等行业之后,在烧结机行业上的首次应用,标志着“方信”牌低温催化剂在烧结烟气低温SCR脱硝行业有了重大突破。

中控室画面截图

中控室内不断跳动着的画面显示:填充了2层的脱硝反应器催化剂,第一层催化剂床层温度为184.9℃,第二层催化剂床层温度为178.2℃,脱硝反应器入口NOx为200-300 mg/Nm

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,出口NOx稳定在20 mg/Nm

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以下。调节喷氨数量,出口NOx可稳定在5mg/Nm

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以下,氨逃逸≤1ppm,排放浓度远低于国家及河北省地方标准要求的50mg/Nm

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排放浓度。

“首台套”数据分析表明,该技术不仅能够完全实现烧结烟气NOx的超低排放,甚至可以达到近零排放,而且低温脱硝与中高温对比,煤气用量大幅减少高炉煤气市场价按0.1元/立方米测算,180℃的脱硝催化剂反应温度比250℃脱硝成本节省约695.8万/年,显示烧结烟气低温SCR脱硝具有明显的节能效果,此举还解决了中高温SCR催化剂吨烧结矿成本过高的问题。

低温SCR催化剂在不同温度下脱硝煤气消耗

GGH原烟气出口155°C升到180℃(脱硝温度),煤气耗量为7835Nm

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/h;

GGH原烟气出口220℃升到250°C (脱硝温度),煤气耗量为15778Nm

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/h;

说明:GGH按照低温催化剂解析温度250℃选型设计,烟气量约为70~84万Nm

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/h

参加首台套试验的瑞丰钢铁集团现场管理人员及有关专家一致认为, 1#、3#烧结烟气低温SCR脱硝项目具有以下特点:

1、目前国内在线运行的所有的SCR催化剂中,唐山瑞丰的这两套是名付其实的世界范围内“首台套”真正意义上的低温SCR技术在烧结机烟气净化上的成功应用且运行温度在180℃时脱硝效率达到95%以上,超过了目前国内外所有的活性炭技术的脱硝效率。

2、采用低温脱硝工艺,同等标况的烟气在进入SCR脱硝反应器处理的工况烟气量相对较小,系统温降低,最低温降可控制在2℃以内,一定程度上减少煤气耗量,降低运行成本。

3、采用低温SCR脱硝,对GGH换热器的处理工况烟气量大大减少,减小GGH直径,显著降低了GGH的一次性投资。

上述结果初步验证了低温SCR脱硝工艺在烧结烟气上的适应性和可行性。

远方传来的消息让京城里的何洪教授团队兴奋不已,这项被冠名为“世界首套”的烧结烟气低温SCR脱硝项目,聚焦了国内外同行的目光,寄托了太多人的期待,又耗费团队太多的心力。

(二)

      从2017年下半年开始,钢铁企业烧结机脱硝进入管控范围。进入2018年后,环保部门对钢铁企业的烧结机脱硫、脱硝不断提标,口子越收越紧。由于排烟温度低、烟气量烟尘大,烟气成分复杂,受原有脱硫工艺影响等,烧结机烟气脱硝一直是环保治理的难点。处在环保风口的钢铁企业为烧结机脱硫、脱硝选择合适的技术路线焦虑万分。

     情急之下,一种名为“活性炭脱硫脱硝一体化技术”,在市场上大行其道。许多地方政府甚至明确要求辖区内钢铁企业上活性炭技术。

     然而,活性炭一体化技术也并非十全十美。他固有的几方面的缺陷,使得该项技术一走到前台就受到中小钢铁企业的诟病,钢铁企业普遍行动迟缓反应谨慎。

在国内SCR催化剂领域深耕多年,兼有焦化、电力等多领域成功案例的北京工业大学何洪、李坚教授等人早年即敏锐地意识到降低钒基催化剂的运行温度可能是低温SCR催化剂开发的一个可行方向。于是,何洪教授团队从调整钒基催化剂表面酸碱性和微观结构出发,经过多年研究得到了系列低温SCR催化剂的配方和制备工艺,并将催化剂的工作温度区间成功地拓宽到了160℃~400℃。基于低温SCR催化剂的基础配方,何洪教授团队又深入研究并开发出了蜂窝SCR催化剂的成型配方和成型技术。

右四为何洪教授

2012年,何洪教授团队SCR技术产业化迈出了关键的一步,天使基金成功介入,北京方信立华科技有限公司成立。公司依托北京工业大学的低温SCR催化剂核心技术,生产出了合格的第一代低温SCR催化剂产品并开始向脱硝市场供应。之后,为了完善和促进低温SCR催化剂的工业应用,何洪教授团队和北京方信立华科技有限公司又进行了低温SCR工业脱硝工程技术的开发,并积极拓展催化剂在其它行业的应用。

2016年,同兴环保斥资控股北京方信立华。

然而,由于没有“烧结机首台套"数据,何洪教授的推广一开始并不顺利。

2018年3月,历经艰辛,同兴环保终于拿下了国内钢铁企业烧结机低温SCR的首台套。北京方信立华科技有限与唐山瑞丰钢铁(集团)有限公司成功签订了北区炼铁1#、3#烧结机两套低温SCR脱硝催化剂合同,这是国内低温SCR脱硝催化剂首次在烧结机烟气脱硝工程上的应用。此前,台湾中钢公司研发的SCR脱硝催化剂曾在宝钢应用,它的适宜温度是250—320℃,而脱硝效率只有80%。

唐山瑞丰钢铁(集团)有限公司1#、3#二台烧结机烟气低温(180℃)SCR脱硝首台套项目的成功达标投运,将我国钢铁企业环保治理技术向前大大地推进了一步,钢铁企业在活性炭一体化技术之外又有了新的选择。

之后,同兴环保又一鼓作气拿下了瑞丰钢铁2#、4#、5#、6#、7#、松汀钢铁、敬业钢铁、澳森钢铁等8套烧结烟气SCR脱硝项目。目前上述项目正在紧张施工中。

随着十多个在建项目的陆续投运,同兴环保在国内烧结机烟气中低温SCR脱硝领域,实现了“湿法脱硫+中低温SCR脱硝”、“半干法脱硫+中低温SCR脱硝”工艺技术的全覆盖和烧结烟气脱硫工艺与SCR脱硝工艺的无缝对接,有力提振了非电领域烟气低温脱硝实现超低排放的信心。

在谈到烧结机低温SCR脱硝催化剂研发前景时,何洪教授透露,他们的团队正在进行温度130℃的低温SCR脱硝催化剂研发。尽管更难,但团队中的每一个成员都充满了信心。

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