新形势下烧结烟气脱硫脱硝技术的探讨论文_柏梦瑶,李艳飞,刘亚芝

新形势下烧结烟气脱硫脱硝技术的探讨论文_柏梦瑶,李艳飞,刘亚芝

北方工程设计研究院有限公司 河北石家庄 050000

摘要:现阶段,烧结烟气脱硫脱硝技术有了很大的发展,脱硝装置得到了广泛的应用,重金属污染物的排放大幅度减少。因此,要探讨主要的烧结烟气脱硫脱硝技术,并就其主要的优缺点进行分析,探讨最有效的烧结烟气脱硫脱硝技术,不断改善烟气治理和减排工作,为人们创造更加健康的生态环境。

关键词:新形势;烧结烟气脱硫脱硝技术;探讨

引言

烧结烟气是指烧结机头抽风箱排出的机头废气与机尾矿料在粉碎、冷却、筛选过程中产生的尾气,该气体含有大量的污染物。所以为了能够实现绿色生产,进一步研究烧结烟气的脱硫脱硝技术更具有实际意义。

1烧结烟气的特征

烧结烟气的的污染大,并具有以下几种特征:(1)烟气量大。在当前钢铁行业生产过程中,由于漏风率处于40~50%的范围内,再加之固体料的循环率相对较高,这会导致在生产过程中,一部分空气无法通过烧结料层直接参与生产过程,最终增加了烧结烟气的烟气量。(2)烟气的温度浮动大。烧结烟气的温度一般在180℃以下,但基于生产工艺的变化,烧结烟气的温度可低至100℃。在这样的温度情况下,如不实施换热或加热措施,很难实施SCR脱硝技术。(3)烟气粉尘的浓度高。烧结烟气中的粉尘多为铁及其化合物,并且受燃烧原料的不同,其中还会存在一定的微量重金属。

2新形势下烧结烟气脱硫脱硝技术的探讨

2.1传统的脱硫脱硝技术

在传统对烧结烟气的处理中一般会采取单独脱除的办法,通过石灰石→石膏法或氨→硫酸铵,以氨作为还原剂生成SCR催化剂来消除废气中的NOx,但这种办法,无法直接处理烧结烟气中的NOx,需要对烧结烟气进行加温,在温度达到催化剂需要的时候才可以。而传统的脱硫脱硝则是用碱性浆液或溶液脱硫和NH3来达到脱硫脱硝的作用。但这导致整个烟气净化系统非常复杂,系统间的配合也比较困难,其所净化效果也有所降低,而且治理所产生的成本也非常高,在这种情况下我们考虑能否在传统的基础上根据需要进行联合脱硫脱硝,通过同一技术将传统净化系统中独立净化部分变成同时脱出SO2和NOx或者通过多种脱硫脱硝技术的结合,使之能共同产生作用,以此达到烟气净化的最佳效果。

2.2活性炭纤维法烟气脱硫技术

在脱除烟气中的二氧化硫时,这一技术运用了脱硫活性炭纤维催化剂,同时将硫资源进行回收利用,进行硫酸或硫酸盐的生产。其脱硫率超过了95%,工艺过程和操作都比较简单,而且设备少,还可以实现硫资源的回收利用,主要运用在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气、大中型工业锅炉的烟气污染控制中。活性炭纤维法烟气脱硝技术的工艺过程和原理都比较复杂,但是运用这一工艺进行烟气中SO2的脱除时,其有非常大的优势,活性炭具有吸附的特性,对于烟气中的NOX、二恶英和汞等污染物都可以进行有效的脱除,具有脱除多种污染物的功能。在活性炭催化还原脱除氮氧化物后,可以实现60%-70%的脱硝率,而二恶英的脱除率可以达到95%,用其来吸附氧化脱除重金属,脱除率也可以高达90%。

2.3循环流化床脱硫脱硝一体化技术

该技术主要由烟气系统、循环系统、水系统等几方面组成。循环流化床脱硫脱硝一体化技术,烟气首先会通过电除尘之后,在风机的作用下被引入到催化剂中,受催化剂化学作用的影响,烟气中的一氧化氮会被转变为二氧化氮;之后进入到脱硫脱硝反应塔的塔底,塔底是一个文丘里装置,烧结烟气在进入到装置内部之后会加速,同时,整个反应过程以生石灰为吸收剂,依靠喷射装置被均匀的喷射在文丘里装置的底部,进入到反应装置中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆之后,吸收剂与烟气中的二氧化氮、二氧化硫发生反应,生成一系列的反应物,包括硝酸钙、硫酸钙等,这些反应物将会以大型固体颗粒的形式在塔顶回落,形成内循环,并且部分体积相对较小的固体颗粒随着烟气直接从反应塔的上方排出,进入到布袋除尘器之中。但是大部分的固体颗粒都会通过除尘器的再循环系统进入反应塔中继续参加完成化学反应。从效果来看,循环流化床脱硫脱硝一体化技术具有低温条件下脱硫脱硝的能力,适合处理温度相对较低的烧结烟气。同时与其他技术相比,该技术的脱硫效率理想,最大脱硫率达到了97.66%,并且脱硝效果也达到了预期水平。因此可以认为,循环流化床脱硫脱硝一体化技术具有先进性,值得做进一步推广。

2.3湿法联合脱硫脱硝

湿法脱硫脱硝又被称为半干喷雾脱硫脱硝技术,即采用湿式洗涤系统,用石灰浆、喷雾干燥塔、除尘设备等组成的一套系统,系统通过喷头将石灰浆喷入干燥塔,再在液体中加入催化剂,使其能解决NOX能在催化剂的作用下,溶于水,与烟气中的酸性物质发生中和反应,从而脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物,但这种脱硫脱硝的方法的脱氮率不高,而且该方法很难实现SO2和NOX的同时高度净化,并且需对烟进行加热至催化剂能反应的温度,而且催化剂的消耗会比较大。

2.4电子束辐照烟气联合脱硫脱硝

这一工艺会运用阴极发射在电场加速形成高能电子束,运用这一电子束辐照烟气,就会产生自由基,此时与SOx、NOx反应就会生成硫酸和硝酸。在其中通入氨气,产生的副产品就是(NH4)2SO4和NH4NO3等。目前这一方法已经完成了工业实验,但是还没有进行工业化应用。因为是能耗高、副产物含水率大,在运用电子束时,还要采取一定的防辐射措施。

2.6半干法脱硫(SDA)+SCR脱硝技术(中低温)

半干法脱硫(SDA)采用的脱硫剂(吸收剂)有石灰、碳酸钠等,烟气半干法脱硫以采用碳酸钠作脱硫剂为主,石灰资源充足、价格低廉的地方也可采用石灰。烟气进入SDA脱硫塔,脱硫剂制成浆液,在脱硫塔内经雾化装置雾化喷入,烟气与脱硫液接触,烟气中的SO2被脱硫液吸收中和,与此同时水分蒸发,迅速完成雾化、吸收和干燥。干燥的含粉尘烟气进入袋式除尘器进一步脱硫除尘。经除尘净化后的烟气经换热或加热后,温度达到SCR脱硝反应温度,布袋除尘器收集下来的脱硫副产物进入灰仓,部分脱硫副产物可循环制浆喷洒。烟气与氨气在进入SCR脱硝反应器前进行充分混合,混合好的烟气进入SCR反应器,烟气中的NOx与氨在催化剂的作用下发生反应,实现脱硝。为确保催化剂的活性,需利用高温烟气对催化剂进行定期再生。脱硝后的烟气进入余热锅炉,烟气温度降为160℃左右经烟囱排放。该工艺主要由脱硫剂制浆系统、脱硫塔、布袋除尘系统、SCR脱硝反应器、烟气换热系统、加热炉补热再生系统、氨系统、余热锅炉、引风机等组成。半干法脱硫(SDA)+SCR脱硝(中低温)工艺,技术成熟,但对于高浓度SO2(质量浓度≥800mg/m3)烟气适应性较好。

结语

烧结烟气的脱硫脱硝已经成为全社会关注的热门问题,对于相关工作人员而言,在未来工作中应该充分了解上述几种脱硫脱硝技术的特征,并根据企业的具体要求,科学的选择脱硫脱硝技术,最终为实现绿色生产奠定基础。

参考文献

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论文作者:柏梦瑶,李艳飞,刘亚芝

论文发表刊物:《中国电业》2019年第10期

论文发表时间:2019/9/11

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