鋼鐵企業(yè)燒結煙氣與普通電廠煙氣相比,有其自身的特點:煙氣量大且分布不均勻。每生產(chǎn)一噸燒結礦大約產(chǎn)生4000-6000m3煙氣,因透氣性差異和輔料不均等原因,最終倒是煙氣系統(tǒng)阻力變化較大,從而煙氣量變大。今天來和大家一起聊聊鋼鐵企業(yè)燒結煙氣如何選擇適合的脫硝技術。
鋼鐵企業(yè)燒結煙氣相比普通電廠煙氣的區(qū)別
(1)溫度變化范圍大。一般為80-180℃,但達不到電廠
鍋爐煙氣脫硝SCR反應所需要的溫度350℃。含氧量高。一般為15%-18%。濕度大且不穩(wěn)定。為了提高燒結混合料的透氣性,混合料在燒結前必須加適量的水制成小球,所以水分含量一般為10%-13%。
(2)污染物成分復雜。原料鐵礦石的運用,使煙氣中含有HCl、HF、NOX等腐蝕性氣體,粉塵濃度高,SO2含量大。
目前煙氣脫硝技術按照脫除原理可以分為催化分解、催化還原、非催化還原、吸收法、吸附法、電子束法等,今天我們從幾種應用較廣泛的脫硝技術中,結合鋼鐵企業(yè)燒結煙氣的特點選擇合理的脫硝技術。
1、選擇性催化還原脫硝(SCR)
SCR工藝在20世紀70年代于日本率先實現(xiàn)工業(yè)化,主要應用于工業(yè)鍋爐和電站鍋爐煙氣脫硝,是在催化劑作用下,以NH3為還原劑,在一定溫度范圍內(nèi)(一般為300-450℃),使NOX發(fā)生還原反應,生成N2和H2O。
該技術脫硝效率高,一般為70%-90%,不產(chǎn)生二次污染,系統(tǒng)穩(wěn)定。國內(nèi)約有300多家電廠采用SCR法,約占所有脫硝技術的98%。然而,由于我國燒結煙氣溫度較低,不能達到SCR的操作溫度且投資運行成本高,故無法直接應用到燒結煙氣脫硝。
2、 選擇性非催化還原脫硝(SNCR)
SNCR是指在一定溫度下,無催化劑存在,利用氨或尿素等氨基還原劑選擇性地將煙氣中的NOX還原為N2和H2O,而基本上不與煙氣中的氧氣作用。SNCR技術主要應用于火電廠煙氣脫硝,該技術投資少、設備簡單、無催化劑,但脫硝效率相對較低,通常在40%左右,且反應溫度較高,主要應用于窯爐設施,因此不適用于燒結煙氣的工況。
3、活性炭脫硝
NOX在活性炭官能團的選擇性催化作用下被噴入的氨還原而被脫除,沒有氨氣的條件下為吸附脫除,脫硝效率為40%-60%。其優(yōu)點一是可以實現(xiàn)二氧化硫、氮氧化物、二噁英等多種污染物同時脫除;二是煙氣溫度能夠滿足脫硝反應要求,不需要外加熱源;三是無需工藝水和廢
水處理。
截至目前,采用活性炭干法燒結脫硫脫硝的大型鋼鐵公司包括日本新日鐵住金、韓國浦項鋼鐵、澳大利亞的博思格鋼鐵以及中國太鋼等。但活性炭裝置建設費用和運行費用十分高昂,是其他燒結煙氣治理裝置的3~5倍,活性炭消耗量大,噴射氨增加了粘附力,造成吸收塔內(nèi)氣流分布不均勻,再加上環(huán)保投入效益較低,難以普及。
4、 臭氧氧化脫硝
臭氧氧化脫硝技術的基本機理是利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的強氧化性臭氧將難溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高價態(tài)氮氧化物,然后在洗滌塔內(nèi)將NOX被吸收劑Ca(OH)2吸收,實現(xiàn)脫硝的目標。
其脫硝效率為60-90%,反應機理是:
NO+O3→NO2﹢O2
4NO2+2Ca(OH)2→Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+H2O
臭氧氧化脫硝工藝簡單,占地面積小,運行維護簡單,可同時實現(xiàn)SO2、NOX脫除。結合鋼鐵企業(yè)燒結煙氣特點,選定臭氧氧化脫硝技術最為合適、合理,但這種技術結合在國內(nèi)鋼鐵行業(yè)應用案例較少。
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