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钢铁企业烧结烟气如何选择适合的脱硝技术

点击数:163 发布时间:2019/5/8 来源:烧结球团杂志

钢铁企业烧结烟气与普通电厂烟气相比,有其自身的特点:烟气量大且分布不均匀。每生产一吨烧结矿大约产生4000-6000m3烟气,因透气性差异和辅料不均等原因,最终....
钢铁企业烧结烟气与普通电厂烟气相比,有其自身的特点:烟气量大且分布不均匀。每生产一吨烧结矿大约产生4000-6000m3烟气,因透气性差异和辅料不均等原因,最终倒是烟气系统阻力变化较大,从而烟气量变大。今天来和大家一起聊聊钢铁企业烧结烟气如何选择适合的脱硝技术。

钢铁企业烧结烟气相比普通电厂烟气的区别

(1)温度变化范围大。一般为80-180℃,但达不到电厂锅炉烟气脱硝SCR反应所需要的温度350℃。含氧量高。一般为15%-18%。湿度大且不稳定。为了提高烧结混合料的透气性,混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以水分含量一般为10%-13%。

(2)污染物成分复杂。原料铁矿石的运用,使烟气中含有HCl、HF、NOX等腐蚀性气体,粉尘浓度高,SO2含量大。

目前烟气脱硝技术按照脱除原理可以分为催化分解、催化还原、非催化还原、吸收法、吸附法、电子束法等,今天我们从几种应用较广泛的脱硝技术中,结合钢铁企业烧结烟气的特点选择合理的脱硝技术。

1、选择性催化还原脱硝(SCR)

SCR工艺在20世纪70年代于日本率先实现工业化,主要应用于工业锅炉和电站锅炉烟气脱硝,是在催化剂作用下,以NH3为还原剂,在一定温度范围内(一般为300-450℃),使NOX发生还原反应,生成N2和H2O。

该技术脱硝效率高,一般为70%-90%,不产生二次污染,系统稳定。国内约有300多家电厂采用SCR法,约占所有脱硝技术的98%。然而,由于我国烧结烟气温度较低,不能达到SCR的操作温度且投资运行成本高,故无法直接应用到烧结烟气脱硝。

2、 选择性非催化还原脱硝(SNCR)

SNCR是指在一定温度下,无催化剂存在,利用氨或尿素等氨基还原剂选择性地将烟气中的NOX还原为N2和H2O,而基本上不与烟气中的氧气作用。SNCR技术主要应用于火电厂烟气脱硝,该技术投资少、设备简单、无催化剂,但脱硝效率相对较低,通常在40%左右,且反应温度较高,主要应用于窑炉设施,因此不适用于烧结烟气的工况。

3、活性炭脱硝

NOX在活性炭官能团的选择性催化作用下被喷入的氨还原而被脱除,没有氨气的条件下为吸附脱除,脱硝效率为40%-60%。其优点一是可以实现二氧化硫、氮氧化物、二噁英等多种污染物同时脱除;二是烟气温度能够满足脱硝反应要求,不需要外加热源;三是无需工艺水和废水处理

截至目前,采用活性炭干法烧结脱硫脱硝的大型钢铁公司包括日本新日铁住金、韩国浦项钢铁、澳大利亚的博思格钢铁以及中国太钢等。但活性炭装置建设费用和运行费用十分高昂,是其他烧结烟气治理装置的3~5倍,活性炭消耗量大,喷射氨增加了粘附力,造成吸收塔内气流分布不均匀,再加上环保投入效益较低,难以普及。

4、 臭氧氧化脱硝

臭氧氧化脱硝技术的基本机理是利用臭氧发生器产生的强氧化性臭氧将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物,然后在洗涤塔内将NOX被吸收剂Ca(OH)2吸收,实现脱硝的目标。

其脱硝效率为60-90%,反应机理是:

NO+O3→NO2﹢O2

4NO2+2Ca(OH)2→Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+H2O

臭氧氧化脱硝工艺简单,占地面积小,运行维护简单,可同时实现SO2、NOX脱除。结合钢铁企业烧结烟气特点,选定臭氧氧化脱硝技术最为合适、合理,但这种技术结合在国内钢铁行业应用案例较少。

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