燒結煙氣濕法脫硫配套煙氣脫硝技術
摘要
尋找高(gao)(gao)效、穩定的適合(he)配(pei)套燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)濕法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)技術是鋼鐵(tie)企業面(mian)臨的重(zhong)大難題之一。通(tong)(tong)過分析比較，總結(jie)(jie)(jie)(jie)出在濕法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫裝置下游增加濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器和SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)裝置的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)凈(jing)化系(xi)統(tong)(tong)綜(zong)合(he)解決方(fang)案。通(tong)(tong)過對煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)進行(xing)先脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫除(chu)塵(chen)，降低了進入脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)裝置的SO2濃(nong)(nong)度(du)(du)和粉(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)(du)，有(you)效消除(chu)了脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)系(xi)統(tong)(tong)形成硫酸氫銨堵塞的風險，保證了脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)催(cui)化劑性能的長期(qi)穩定。通(tong)(tong)過設(she)置煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)再熱系(xi)統(tong)(tong)，提(ti)(ti)高(gao)(gao)了煙(yan)(yan)囪排(pai)(pai)煙(yan)(yan)溫(wen)度(du)(du)。經過在常州東方(fang)特(te)鋼有(you)限公司300m2燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)凈(jing)化系(xi)統(tong)(tong)進行(xing)實(shi)施(shi)及效果(guo)驗(yan)證，此種燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)綜(zong)合(he)凈(jing)化系(xi)統(tong)(tong)用于(yu)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)凈(jing)化過程中(zhong)，可以(yi)長期(qi)穩定運行(xing)，并(bing)滿足排(pai)(pai)放(fang)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)污染物濃(nong)(nong)度(du)(du)SO2不(bu)高(gao)(gao)于(yu)35mg/m3(標準)、NOx不(bu)高(gao)(gao)于(yu)50mg/m3(標準)、粉(fen)塵(chen)不(bu)高(gao)(gao)于(yu)10mg/m3(標準)的超低排(pai)(pai)放(fang)標準要求。同時，此SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)工(gong)藝可以(yi)同步脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)二噁英(ying)，并(bing)且(qie)提(ti)(ti)高(gao)(gao)排(pai)(pai)放(fang)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)(du)，即可以(yi)消除(chu)排(pai)(pai)放(fang)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)白霧或(huo)煙(yan)(yan)囪雨問題。
關鍵詞：燒結 ；煙氣；濕法脫硫；煙氣脫硝；煙氣除塵；超低排放
1前言
隨著(zhu)我國(guo)(guo)電力行(xing)(xing)(xing)業(ye)煙(yan)(yan)氣脫(tuo)硫、脫(tuo)硝、除塵(chen)(chen)工程的全面(mian)實(shi)施，燃煤電力行(xing)(xing)(xing)業(ye)煙(yan)(yan)氣污(wu)染已(yi)得到了(le)有(you)效(xiao)控制，鋼(gang)(gang)鐵、水泥、工業(ye)窯爐等(deng)行(xing)(xing)(xing)業(ye)煙(yan)(yan)氣污(wu)染受(shou)到了(le)人(ren)們更多的關(guan)注。燒結煙(yan)(yan)氣中的SO2、氮(dan)氧化物(NOx)和二噁英(DXN)等(deng)污(wu)染物是(shi)鋼(gang)(gang)鐵行(xing)(xing)(xing)業(ye)的主要污(wu)染源，目(mu)前已(yi)經成(cheng)為我國(guo)(guo)鋼(gang)(gang)鐵行(xing)(xing)(xing)業(ye)節(jie)能(neng)減排(pai)(pai)(pai)(pai)的主要領域之一，而燒結、球(qiu)團單(dan)元NOx排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)量占(zhan)鋼(gang)(gang)鐵廠排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)總量的50%~60%(不含自備電廠)[1~3]。對此，國(guo)(guo)家環(huan)(huan)保(bao)部門于(yu)2012年出(chu)臺了(le)針對燒結機、球(qiu)團煙(yan)(yan)氣排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)的GB28662—2012《鋼(gang)(gang)鐵燒結、球(qiu)團工業(ye)大氣污(wu)染物排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)標準(zhun)(zhun)(zhun)》；2017年對GB28662—2012進(jin)行(xing)(xing)(xing)修改(gai)(gai)，進(jin)一步提高了(le)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)標準(zhun)(zhun)(zhun)；2018年5月生態環(huan)(huan)境部發布(bu)了(le)《鋼(gang)(gang)鐵企業(ye)超低(di)(di)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)改(gai)(gai)造工作方案(an)》(征求意見稿)；2019年推(tui)出(chu)《關(guan)于(yu)推(tui)進(jin)實(shi)施鋼(gang)(gang)鐵行(xing)(xing)(xing)業(ye)超低(di)(di)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)的意見》(環(huan)(huan)大氣[2019]35號)，推(tui)進(jin)實(shi)施燒結煙(yan)(yan)氣超低(di)(di)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)標準(zhun)(zhun)(zhun)：粉塵(chen)(chen)濃(nong)度不高于(yu)10mg/m3(標準(zhun)(zhun)(zhun))，SO2濃(nong)度不高于(yu)35mg/m3(標準(zhun)(zhun)(zhun))，NOx濃(nong)度不高于(yu)50mg/m3(標準(zhun)(zhun)(zhun))，正式(shi)推(tui)行(xing)(xing)(xing)超越國(guo)(guo)際上(shang)任何國(guo)(guo)家的“史上(shang)最(zui)嚴”燒結煙(yan)(yan)氣排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)標準(zhun)(zhun)(zhun)。
目前我國大部(bu)分(fen)燒結(jie)機、球團窯爐都實施(shi)了煙氣(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)改造工程(cheng)，并且多數(shu)燒結(jie)機采用濕(shi)法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)工藝(yi)，排放的(de)SO2基本可(ke)以(yi)實現超(chao)低排放，但是(shi)對于(yu)(yu)NOx和(he)DXN等(deng)(deng)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)暫未采取有(you)效的(de)措施(shi)。NOx已成為(wei)繼(ji)SO2之后(hou)主要(yao)的(de)大氣(qi)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)之一(yi)，其溫室效應約為(wei)CO2的(de)310倍。NOx還可(ke)以(yi)導(dao)致(zhi)臭氧層(ceng)破壞、光化學煙霧等(deng)(deng)，甚至會導(dao)致(zhi)人類呼吸系統疾(ji)病等(deng)(deng)多種危(wei)害。DXN是(shi)一(yi)種無色無味、毒(du)性(xing)嚴(yan)重的(de)脂溶性(xing)物(wu)(wu)質，其毒(du)性(xing)相(xiang)當(dang)于(yu)(yu)人們熟(shu)知的(de)劇毒(du)物(wu)(wu)質氰化物(wu)(wu)的(de)1000倍、砒(pi)霜(shuang)的(de)900倍，這類物(wu)(wu)質非常穩定，熔點較高，極難溶于(yu)(yu)水，可(ke)以(yi)溶于(yu)(yu)大部(bu)分(fen)有(you)機溶劑，非常容易在生物(wu)(wu)體(ti)內積(ji)累(lei)，所以(yi)對人體(ti)危(wei)害嚴(yan)重。因此，與燒結(jie)煙氣(qi)濕(shi)法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)技術相(xiang)匹配的(de)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)脫(tuo)(tuo)二噁英(ying)技術是(shi)燒結(jie)煙氣(qi)進一(yi)步凈化的(de)最(zui)佳方(fang)法(fa)。
本文結合常州(zhou)東方特鋼有限公(gong)司300m2燒結煙(yan)氣凈(jing)化(hua)工程(cheng)技(ji)術和運行(xing)狀況，進行(xing)燒結煙(yan)氣濕法脫硫配套煙(yan)氣脫硝凈(jing)化(hua)技(ji)術的分析和討論。
2常州東方特鋼300m2燒結煙氣凈化工程介紹
常州(zhou)東方特鋼有(you)限公(gong)司2號燒(shao)結機(ji)為300m2燒(shao)結機(ji)，原建(jian)有(you)濕法脫硫裝置，脫硫后(hou)排放(fang)煙氣(qi)中(zhong)SO2濃度(du)(du)低于(yu)35mg/m3(標(biao)準(zhun))，但排放(fang)煙氣(qi)中(zhong)粉塵濃度(du)(du)和(he)NOx濃度(du)(du)分別在(zai)35mg/m3(標(biao)準(zhun))和(he)250mg/m3(標(biao)準(zhun))以上(shang)，無法達到目(mu)前的(de)排放(fang)標(biao)準(zhun)。
為(wei)滿(man)足國家超低(di)排(pai)(pai)放標(biao)準要(yao)求，在不(bu)拆除(chu)現(xian)有(you)(you)煙(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)而降低(di)投資的(de)(de)基礎上，常州東方特(te)鋼(gang)有(you)(you)限(xian)公司率(lv)先(xian)提出(chu)了(le)(le)增加(jia)煙(yan)氣(qi)(qi)除(chu)塵(chen)和脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)構想(xiang)，并通過(guo)(guo)(guo)(guo)交流和比較，選擇了(le)(le)寶(bao)鋼(gang)工(gong)程技(ji)術集團有(you)(you)限(xian)公司提供的(de)(de)增加(jia)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器和SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)工(gong)程方案：燒結煙(yan)氣(qi)(qi)首先(xian)經過(guo)(guo)(guo)(guo)靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)系(xi)統除(chu)塵(chen)后(hou)，通過(guo)(guo)(guo)(guo)鎂法濕法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)進行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)，再經過(guo)(guo)(guo)(guo)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器深度除(chu)塵(chen)，最(zui)(zui)后(hou)通過(guo)(guo)(guo)(guo)SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)進行(xing)煙(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)二噁英，凈化后(hou)的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)通過(guo)(guo)(guo)(guo)SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)系(xi)統后(hou)溫(wen)度達(da)到100℃左右，遠(yuan)離煙(yan)氣(qi)(qi)露點溫(wen)度，從而實現(xian)煙(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)消白作用(yong)(即消除(chu)煙(yan)囪雨現(xian)象)。最(zui)(zui)終煙(yan)囪出(chu)口煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)污染物排(pai)(pai)放情(qing)況為(wei)：SO2排(pai)(pai)放小于(yu)35mg/m3(標(biao)準)，NOx排(pai)(pai)放小于(yu)50mg/m3(標(biao)準)，粉塵(chen)排(pai)(pai)放小于(yu)10mg/m3(標(biao)準)，即達(da)到了(le)(le)最(zui)(zui)嚴格的(de)(de)燒結煙(yan)氣(qi)(qi)污染物超低(di)排(pai)(pai)放要(yao)求。
2.1鎂法脫硫工藝
2.1.1技術原理
采用亞硫(liu)酸鎂清(qing)液法煙氣脫硫(liu)工(gong)藝(yi)，此工(gong)藝(yi)屬于堿性(xing)清(qing)液運行(xing)體系。根據氧化鎂再生反應(ying)的(de)(de)特(te)性(xing)，通過外部再生誘導結(jie)晶工(gong)藝(yi)，生成高(gao)pH值、高(gao)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)活性(xing)的(de)(de)亞硫(liu)酸鈉亞硫(liu)酸鎂混(hun)合吸(xi)(xi)收(shou)(shou)清(qing)液，并采用與(yu)循(xun)環吸(xi)(xi)收(shou)(shou)清(qing)液特(te)性(xing)相適應(ying)的(de)(de)低液氣比的(de)(de)高(gao)效霧化噴淋吸(xi)(xi)收(shou)(shou)技(ji)術來提高(gao)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)效率，從(cong)而達到高(gao)脫硫(liu)率、高(gao)運行(xing)可靠性(xing)、低投資、低運行(xing)成本的(de)(de)目的(de)(de)。工(gong)藝(yi)流(liu)程示意如圖(tu)1所示。其主要反應(ying)如下(xia)：吸(xi)(xi)收(shou)(shou)單元：
再生單元：
脫硫產物處置：
圖(tu)(tu)1燒結(jie)煙氣鎂法脫硫流程示意圖(tu)(tu)
2.1.2技術優勢
①高吸收活(huo)性亞硫酸鎂吸收清液(ye)(ye)生成(cheng)技術(shu)：連續(xu)生成(cheng)高pH值(pH值≥8)，低固含量(固含量≤0.1%)、高有效吸收介質濃度([SO32-]≥0.3mol/L)的高活(huo)性吸收液(ye)(ye)；
②低液(ye)氣比、低壓損(sun)、高效(xiao)霧化空塔噴淋技(ji)術：在液(ye)氣比≤2L/m3、脫硫系統壓損(sun)≤600Pa條件下脫硫效(xiao)率(lv)即能大(da)于95%；
③可以(yi)實現在(zai)低成本的前提(ti)下，通過脫硫產物(wu)回收生(sheng)產工業(ye)級硫酸(suan)鎂；
④基于(yu)清液運行體系(xi)的(de)(de)特點(dian)，噴淋液固含量低，為選(xuan)擇性(xing)催化(hua)還(huan)原(SCR)脫硝系(xi)統催化(hua)劑的(de)(de)穩定(ding)使用創造了(le)良好的(de)(de)運行環境，避(bi)免了(le)催化(hua)劑堵塞。
2.2濕式電除塵技術
2.2.1技術原理
與(yu)干(gan)(gan)式電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)除塵(chen)(chen)原理相同，濕式電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)也是靠高(gao)壓電(dian)暈放電(dian)，將(jiang)其周圍氣(qi)體(ti)電(dian)離，使粉塵(chen)(chen)或霧(wu)滴粒子外表荷電(dian)，荷電(dian)后(hou)的(de)粉塵(chen)(chen)在(zai)電(dian)場力的(de)作用(yong)下到達集(ji)塵(chen)(chen)板/管，然后(hou)通過噴淋水(shui)(shui)(shui)流從集(ji)塵(chen)(chen)板頂(ding)端流下，在(zai)集(ji)塵(chen)(chen)板上構(gou)成一層均勻(yun)安(an)穩的(de)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)，將(jiang)板上的(de)粉塵(chen)(chen)顆粒帶走。干(gan)(gan)式電(dian)收塵(chen)(chen)器(qi)主(zhu)要處(chu)理含水(shui)(shui)(shui)很(hen)低的(de)干(gan)(gan)氣(qi)體(ti)，濕式電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)主(zhu)要處(chu)理含水(shui)(shui)(shui)較高(gao)乃至(zhi)飽和的(de)濕氣(qi)體(ti)，因此是濕法脫硫后(hou)煙(yan)氣(qi)除塵(chen)(chen)的(de)最佳(jia)選擇。燒結煙(yan)氣(qi)濕電(dian)除塵(chen)(chen)流程(cheng)見圖2。
圖2燒(shao)結煙(yan)氣濕電除塵流(liu)程(cheng)示意圖
2.2.2技術優勢
濕式電(dian)除塵器結構和(he)工作原(yuan)理，決定了其具有干式電(dian)除塵無(wu)可比擬(ni)的(de)優勢：
①除塵效率高(gao)，粉塵排放濃度可(ke)達到5mg/m3(標準(zhun))以下；
②對于亞(ya)微米大(da)小的(de)顆(ke)粒(li)，包括微細(xi)顆(ke)粒(li)物(PM2.5等，去除率(lv)80%以上)、SO3酸霧(氣溶(rong)膠，去除率(lv)60%以上)、重(zhong)金屬(汞等)都(dou)有較好的(de)收集性能，大(da)幅減少了煙囪白煙現象；
③收(shou)塵性(xing)能與粉(fen)塵特性(xing)無關，對黏性(xing)大或高比(bi)電阻粉(fen)塵能有(you)效收(shou)集，特別適用于處理(li)高濕煙(yan)氣；
④電(dian)除塵器內的電(dian)場氣流(liu)速度較高及(ji)灰斗傾(qing)斜角減小，設備布置可以更緊湊；
⑤避免反電暈現(xian)象，抑制(zhi)二次揚塵，由(you)于沒有如錘(chui)擊(ji)設備(bei)的(de)運動部件，可(ke)靠性(xing)較(jiao)高(gao)。
2.3SCR脫硝技術
經濕法脫(tuo)硫和濕式電除(chu)塵器(qi)除(chu)塵裝置凈化后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)燒結(jie)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)，首先通(tong)過煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)換熱器(qi)(GGH)與脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)凈煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)換熱升(sheng)溫至(zhi)(zhi)(zhi)約245℃，然后(hou)(hou)(hou)進入脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)反(fan)應器(qi)入口(kou)煙(yan)(yan)(yan)道，與加熱爐送(song)來的(de)(de)(de)(de)高溫煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)混合(he)升(sheng)溫至(zhi)(zhi)(zhi)約280℃，升(sheng)溫后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)繼而與氨系統送(song)入的(de)(de)(de)(de)氨空氣(qi)(qi)混合(he)氣(qi)(qi)充分均勻混合(he)，再經過整流器(qi)整流后(hou)(hou)(hou)進入脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)反(fan)應器(qi)。氨與煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)NOx在(zai)催化劑(ji)表面發生NOx還原反(fan)應，反(fan)應后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)凈煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)由脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)出口(kou)煙(yan)(yan)(yan)道送(song)至(zhi)(zhi)(zhi)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)換熱器(qi)，與原煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)換熱降溫至(zhi)(zhi)(zhi)約95℃，最后(hou)(hou)(hou)由脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)系統引風機送(song)至(zhi)(zhi)(zhi)煙(yan)(yan)(yan)囪排放。流程示意圖如圖3所示。
2.3.1技術原理
SCR脫硝(xiao)技術是在250~300℃煙氣溫度和催(cui)化劑作用下，氣態氨基還原(yuan)劑(氨水(shui)氣化制備成(cheng)氣態氨)與(yu)煙氣中的NOx發生(sheng)催(cui)化還原(yuan)反應，生(sheng)成(cheng)無害的N2和H2O的過程，主要(yao)的化學方程式(shi)如下：
由以上反應方程(cheng)式可(ke)以看(kan)出，SCR煙(yan)氣(qi)脫(tuo)(tuo)硝技術在脫(tuo)(tuo)除NOx的(de)(de)同時(shi)，可(ke)以深度氧(yang)化(hua)二(er)噁英，具有一定的(de)(de)脫(tuo)(tuo)除二(er)噁英污染物的(de)(de)功能。
圖3燒(shao)結煙氣(qi)SCR脫硝(xiao)流程示意圖
2.3.2技術優勢
SCR脫硝技術(shu)是(shi)一種(zhong)成熟的深(shen)度煙氣NOx后處理技術(shu)，具有如下特點：
①可同(tong)時脫除二(er)噁英(ying)，脫除率可達85%以(yi)上，二(er)噁英(ying)可完全(quan)分解，無二(er)次(ci)衍(yan)生污染物的產生；
②靈活性強，可根據已建/未建脫(tuo)硫裝置進行(xing)靈活組合，實現脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)脫(tuo)二噁英一(yi)體化(hua)煙氣綜合凈化(hua)系統；
③脫(tuo)硝效率最高可以(yi)達到95%以(yi)上，NOx排放濃度可控(kong)制到50mg/m3(標準)以(yi)下；
④系統(tong)簡單(dan)，操作便利，催化劑在(zai)與(yu)煙氣接觸過程中，受(shou)到氣態(tai)化學物(wu)質毒害(hai)、飛灰堵塞與(yu)沖(chong)蝕磨損(sun)等因素的影響，其活性(xing)逐漸降低，通常3～4a增加或更換一層催化劑即可繼續保證系統(tong)性(xing)能(neng)；
⑤脫(tuo)(tuo)硝裝置占地(di)小，脫(tuo)(tuo)硝反應器(qi)豎向布置，系(xi)統阻力小，可根據項目(mu)現狀考(kao)慮是否(fou)需要提高引風機(ji)壓頭甚至增設脫(tuo)(tuo)硝系(xi)統引風機(ji)；
⑥安全(quan)性高，無塵爆的(de)風險。
2.4工程效果及現狀
常州東方(fang)特鋼有限公司2號即(ji)300m2燒(shao)(shao)結機(ji)增加煙氣(qi)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)/脫(tuo)硝裝置工(gong)程，于2018年(nian)11月(yue)(yue)(yue)開工(gong)建設(she)，2019年(nian)5月(yue)(yue)(yue)1日建成(cheng)投產，最(zui)終形成(cheng)了燒(shao)(shao)結煙氣(qi)濕法脫(tuo)硫(liu)+濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器+SCR脫(tuo)硝的(de)綜合煙氣(qi)凈化系(xi)統。2019年(nian)6月(yue)(yue)(yue)1日~6月(yue)(yue)(yue)7日，經(jing)常州市環保局技術人員(yuan)現(xian)場數據比(bi)對(dui)分析，168h性能驗收平均數據如下：顆粒物排(pai)放濃(nong)度(du)(du)7.6mg/m3(標準)、二氧(yang)化硫(liu)排(pai)放濃(nong)度(du)(du)21.2mg/m3(標準)、氮氧(yang)化物排(pai)放濃(nong)度(du)(du)37.3mg/m3(標準)，遠低(di)于國家要(yao)求的(de)燒(shao)(shao)結煙氣(qi)超低(di)排(pai)放標準要(yao)求。同時(shi)，煙囪出口煙氣(qi)溫度(du)(du)102.5℃，遠高于煙氣(qi)露點溫度(du)(du)，即(ji)同步實現(xian)了消除(chu)(chu)(chu)煙囪雨的(de)產生。
目前該(gai)新增燒結煙氣(qi)除塵、脫(tuo)硝裝置已連續穩定(ding)運行近一(yi)年，系統運行高效、可靠，得到(dao)了環保部門及同行的普遍認可，預計每年可以減少顆粒物排放超過(guo)250t，減少氮(dan)氧化物排放約2000t。
3濕法脫硫系統配套煙氣脫硝技術分析
由于(yu)我(wo)國(guo)大(da)部分燒結機(ji)已(yi)配套(tao)(tao)建有(you)煙氣(qi)(qi)濕法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)，為(wei)實現(xian)國(guo)家對(dui)煙氣(qi)(qi)超低(di)排(pai)放(fang)(fang)要(yao)求(qiu)，必須增加(jia)(jia)煙氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。目(mu)前，可(ke)以(yi)(yi)工程(cheng)(cheng)(cheng)應用并(bing)且有(you)實際工程(cheng)(cheng)(cheng)業績(ji)的(de)(de)(de)(de)燒結機(ji)、球(qiu)團(tuan)煙氣(qi)(qi)NOx治(zhi)理技(ji)術主(zhu)(zhu)要(yao)有(you)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)和(he)選擇性(xing)(xing)催化(hua)(hua)(hua)(hua)還原SCR兩種技(ji)術。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)技(ji)術是在(zai)(zai)(zai)20世紀50年(nian)代由德國(guo)Berg-bau-Forschung公司開發的(de)(de)(de)(de)，其主(zhu)(zhu)要(yao)原理是在(zai)(zai)(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)收塔中，用活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(焦(jiao))吸(xi)附(fu)(fu)DXN和(he)SO2，并(bing)用NH3還原NOx，可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)同(tong)時脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)二噁(wu)(wu)英的(de)(de)(de)(de)功能(neng)，在(zai)(zai)(zai)我(wo)國(guo)以(yi)(yi)及日(ri)本(ben)(ben)新日(ri)鐵、JFE，韓國(guo)浦項及澳大(da)利亞博思格(BHP)等(deng)企業已(yi)有(you)多(duo)套(tao)(tao)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)運(yun)行(xing)，但存(cun)在(zai)(zai)(zai)以(yi)(yi)下問題(ti)：脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝效率(lv)低(di)[即使(shi)設(she)置(zhi)(zhi)兩級活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)，可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)將NOx排(pai)放(fang)(fang)濃度控(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)100mg/m3(標(biao)準(zhun))以(yi)(yi)下，但很難(nan)實現(xian)低(di)于(yu)50mg/m3(標(biao)準(zhun))的(de)(de)(de)(de)超低(di)排(pai)放(fang)(fang)要(yao)求(qiu)]；投資費(fei)用高(gao)[5](活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)附(fu)(fu)工程(cheng)(cheng)(cheng)需(xu)要(yao)較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)空速(su)，因(yin)此凈化(hua)(hua)(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)體積龐大(da)、控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統復雜、占地面(mian)積大(da)，導(dao)致(zhi)投資成(cheng)本(ben)(ben)高(gao)，比(bi)單純SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)高(gao)出數倍以(yi)(yi)上(shang)(shang))；運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)(ben)高(gao)(活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)高(gao)溫再(zai)生的(de)(de)(de)(de)氮氣(qi)(qi)保(bao)護、自身高(gao)溫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)燃燒、輸送過程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)磨損(sun)消(xiao)耗(hao)等(deng)因(yin)素導(dao)致(zhi)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)(ben)高(gao))；氨(an)(an)逃(tao)逸率(lv)高(gao)[6][達30mg/m3(標(biao)準(zhun))，低(di)反應溫度導(dao)致(zhi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝效率(lv)較(jiao)低(di)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)體積大(da)導(dao)致(zhi)夾(jia)帶氨(an)(an)逃(tao)逸量大(da)等(deng)因(yin)素；氨(an)(an)逃(tao)逸與冬季(ji)霧(wu)霾(mai)具有(you)一定關系(xi)，因(yin)此，未來(lai)氨(an)(an)逃(tao)逸率(lv)必將成(cheng)為(wei)環保(bao)控(kong)制(zhi)(zhi)指標(biao)之一]；同(tong)時，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)技(ji)術還存(cun)在(zai)(zai)(zai)二噁(wu)(wu)英無(wu)法徹底凈化(hua)(hua)(hua)(hua)、產生廢水、存(cun)在(zai)(zai)(zai)塵暴風險等(deng)問題(ti)。另外最重要(yao)的(de)(de)(de)(de)一點是在(zai)(zai)(zai)現(xian)有(you)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)基礎上(shang)(shang)增加(jia)(jia)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)煙氣(qi)(qi)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)投資高(gao)、無(wu)施(shi)工場(chang)地等(deng)問題(ti)。總之，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)技(ji)術無(wu)法適應現(xian)有(you)燒結煙氣(qi)(qi)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)市場(chang)的(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)，而SCR脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝技(ji)術是與現(xian)有(you)濕法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)配合最佳(jia)的(de)(de)(de)(de)煙氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硝技(ji)術。
3.1脫硝+脫硫凈化系統
為適應SCR脫(tuo)硝系(xi)統反(fan)應溫度高(gao)而脫(tuo)硫出口(kou)煙氣溫度較低的(de)要求，SCR脫(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)可(ke)建于(yu)(yu)脫(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)前，也(ye)可(ke)建于(yu)(yu)現有脫(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)后。若脫(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)建于(yu)(yu)現有的(de)濕(shi)法脫(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)之前，則形成SCR脫(tuo)硝+濕(shi)法脫(tuo)硫綜合(he)凈化系(xi)統，工藝流程示(shi)意圖(tu)如圖(tu)4所示(shi)。
圖(tu)4燒結煙(yan)氣SCR脫硝+濕法脫硫流程示意圖(tu)
由于SCR脫(tuo)硝(xiao)需要(yao)(yao)較高(gao)的(de)反應溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，煙(yan)氣含濕(shi)量(liang)越(yue)低越(yue)好，將脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)在(zai)濕(shi)法脫(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)之前的(de)工藝(yi)路線(xian)是(shi)比較容易(yi)接受的(de)。并且(qie)這種(zhong)(zhong)系(xi)統(tong)配置(zhi)(zhi)進入(ru)脫(tuo)硝(xiao)系(xi)統(tong)的(de)煙(yan)氣溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)較高(gao)，換熱器易(yi)選型，更為重要(yao)(yao)的(de)是(shi)煙(yan)氣為干煙(yan)氣(溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高(gao)于露點(dian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，不(bu)(bu)存在(zai)液態水汽)，脫(tuo)硝(xiao)設備和煙(yan)道不(bu)(bu)需要(yao)(yao)考(kao)慮防(fang)腐，但此種(zhong)(zhong)配置(zhi)(zhi)具(ju)有以下缺點(dian)或(huo)不(bu)(bu)足：
①提高了進入脫硫(liu)系(xi)統的(de)煙(yan)氣溫度，影響脫硫(liu)效(xiao)率，導致脫硫(liu)系(xi)統水耗增加，運行(xing)費用增高；
②濕法脫硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)即(ji)使設置(zhi)了高效除霧器(qi)，也很難(nan)實現粉塵的超(chao)低(di)排放，因此還(huan)需要(yao)增(zeng)加濕式(shi)電除塵裝(zhuang)置(zhi)；
③濕(shi)法脫硫后排放煙(yan)氣為濕(shi)煙(yan)氣(溫(wen)度等于甚至小于露點溫(wen)度，存在(zai)液態水汽)，煙(yan)囪雨及其(qi)腐(fu)蝕問(wen)題(ti)無(wu)法解決；
④進入(ru)脫硝系(xi)統的(de)(de)(de)煙(yan)氣含SO2濃度(du)較高，為避(bi)(bi)免較低(di)的(de)(de)(de)反(fan)應溫度(du)而形成硫酸銨/硫酸氫銨堵塞催(cui)化劑的(de)(de)(de)風險，脫硝反(fan)應溫度(du)要求較高，并且不可避(bi)(bi)免地(di)對催(cui)化劑性能(neng)和壽命產生一定的(de)(de)(de)影響；
⑤最嚴(yan)重的是(shi)，進入(ru)脫硝(xiao)系統的煙氣(qi)含有較高(gao)濃(nong)度的粉塵，并(bing)且為含有各種金屬元素(su)的細粉塵，容易導(dao)致脫硝(xiao)催化(hua)劑中毒和堵塞，特別(bie)是(shi)堵塞問題，是(shi)目前已投運(yun)此類工(gong)程的最頭痛問題，即使設置了耙(pa)式吹灰器，多(duo)數此類脫硝(xiao)催化(hua)劑也需要定期(qi)(一(yi)到三個月)停機清理堵灰。另外，催化(hua)劑的壽命(ming)和穩定性(xing)也受到嚴(yan)重損害(hai)。
3.2脫硫+脫硝凈化系統
根據現有(you)濕法脫(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)建設的位(wei)置(zhi)，通(tong)常(chang)燒結機與脫(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間場地緊湊。SCR脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)也可建于脫(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)后，同時(shi)為(wei)保證(zheng)排放(fang)粉塵濃(nong)度達到超(chao)低排放(fang)標準的要求，需在(zai)脫(tuo)硫(liu)和脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間增加濕式(shi)電除塵器，從而形成SCR脫(tuo)硝+濕法脫(tuo)硫(liu)的綜合(he)凈(jing)化(hua)系統。與常(chang)州東方特鋼有(you)限公司(si)300m2燒結煙氣綜合(he)凈(jing)化(hua)系統相同，工藝流程示意圖(tu)如圖(tu)5所示。
圖5燒結煙氣濕法脫(tuo)硫+濕電(dian)除塵+SCR脫(tuo)硝流程示意圖
由(you)于濕(shi)(shi)法脫(tuo)硫后(hou)煙(yan)氣溫(wen)度(du)較(jiao)低(di)，且為(wei)飽和(he)濕(shi)(shi)煙(yan)氣，因此，會導致脫(tuo)硝系(xi)統用煙(yan)氣換熱器換熱量增大，設備體(ti)積較(jiao)大，且入口煙(yan)道及部分換熱器與煙(yan)氣接觸面需要做防腐，但由(you)于煙(yan)氣已完成脫(tuo)硫，結合(he)常(chang)州東方特鋼燒結煙(yan)氣凈(jing)化系(xi)統運(yun)行狀況(kuang)，此種配(pei)置具有以下優(you)勢：
①脫硫(liu)后煙氣中SO2濃(nong)度非常低，對脫硝系統來說形成(cheng)硫(liu)酸銨/硫(liu)酸氫銨等(deng)堵塞(sai)的(de)風險明顯降低，催(cui)化(hua)劑(ji)脫硝效率(lv)和化(hua)學壽(shou)命等(deng)性能顯著提高；
②本脫硝工藝存在煙氣再(zai)加熱系統，使最終排放煙氣溫(wen)度提高，從而可以消除(chu)煙氣白(bai)霧或(huo)煙囪雨問(wen)題(ti)；
③SCR脫(tuo)硝(xiao)系統(tong)可以同步脫(tuo)除煙(yan)氣中(zhong)的二噁英污(wu)染物；
④濕式(shi)電除塵(chen)器可(ke)以達(da)到煙氣粉(fen)塵(chen)濃度超低排放標準的要求，同時也可(ke)避免后(hou)續SCR脫硝系(xi)統粉(fen)塵(chen)堵塞(sai)問題；
⑤濕式電(dian)除(chu)塵(chen)器及(ji)至(zhi)脫硝系(xi)統的(de)煙(yan)(yan)道可以排出部分(fen)煙(yan)(yan)氣液態水，減少最終煙(yan)(yan)囪排放煙(yan)(yan)氣含水量(liang)；
⑥由于脫硝系統(tong)啟動需要較(jiao)長的預(yu)熱(re)過(guo)程，脫硝裝置布(bu)置在脫硫系統(tong)下游的最末(mo)端時，脫硝系統(tong)可以單(dan)獨預(yu)熱(re)而不(bu)影(ying)響(xiang)上游系統(tong)較(jiao)復雜(za)的脫硫和燒(shao)結機系統(tong)的維護；
⑦最重要的(de)一點(dian)是，經(jing)脫硫處(chu)(chu)理后，煙(yan)氣粉塵中的(de)絕大多(duo)數金屬元素經(jing)堿(jian)(jian)性物質中和及(ji)除塵處(chu)(chu)理，進入(ru)脫硝系統的(de)煙(yan)氣中粉塵濃(nong)度(du)非(fei)常低，且為(wei)偏堿(jian)(jian)性物質，對脫硝催化劑(ji)沒有毒化及(ji)堵塞(sai)危險，解(jie)決了燒結煙(yan)氣脫硝行業(ye)中最令(ling)人頭疼的(de)催化劑(ji)堵塞(sai)問(wen)題。
4結語
本文結(jie)合常州東方(fang)特鋼(gang)有限公司(si)300m2燒結(jie)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)凈(jing)化系統(tong)配置(zhi)及運行狀(zhuang)況，提出了(le)在(zai)濕法脫(tuo)硫裝(zhuang)置(zhi)下游增加濕式(shi)電除塵(chen)器和SCR脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)凈(jing)化綜(zong)合解決方(fang)案(an)。通(tong)過此種燒結(jie)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)綜(zong)合凈(jing)化系統(tong)的(de)處(chu)理，最(zui)終排(pai)放(fang)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)污(wu)染(ran)物濃度(du)可以(yi)達到SO2不(bu)高(gao)于(yu)35mg/m3(標(biao)準(zhun)(zhun))、NOx不(bu)高(gao)于(yu)35mg/m3(標(biao)準(zhun)(zhun))、粉塵(chen)不(bu)高(gao)于(yu)35mg/m3(標(biao)準(zhun)(zhun))的(de)超(chao)低排(pai)放(fang)要(yao)求。同時(shi)，SCR脫(tuo)硝(xiao)工藝可以(yi)同步脫(tuo)除二噁英至0.5ng-TEQ/m3(標(biao)準(zhun)(zhun))以(yi)下。通(tong)過排(pai)放(fang)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫度(du)的(de)提高(gao)，還可以(yi)消(xiao)除排(pai)放(fang)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)白霧或(huo)煙(yan)(yan)(yan)囪雨問題。
需要指(zhi)出的是，在(zai)濕(shi)法(fa)脫(tuo)硫裝置(zhi)+濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)+SCR脫(tuo)硝裝置(zhi)的燒結煙氣綜合凈化系統(tong)工(gong)程設(she)計(ji)中，需要注意如(ru)下問題：濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)前后連接煙道(dao)須考(kao)慮(lv)良(liang)好的流場分(fen)布，防(fang)止對脫(tuo)硫系統(tong)及(ji)除(chu)塵系統(tong)性(xing)能產生影響；濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)及(ji)前后煙道(dao)應(ying)考(kao)慮(lv)良(liang)好的疏水(shui)系統(tong)和防(fang)腐(fu)性(xing)能，保證(zheng)系統(tong)運行的可靠性(xing)和穩(wen)定(ding)性(xing)；煙氣換(huan)熱器(qi)的低溫換(huan)熱元件應(ying)考(kao)慮(lv)防(fang)腐(fu)措施，保證(zheng)設(she)備(bei)連續運行的穩(wen)定(ding)性(xing)等(deng)。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
