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太钢烧结烟气脱硫脱硝工艺实践

 HUMIN9000 2014-06-02

太钢烧结烟气脱硫脱硝工艺实践

工矿物资网: www. 信息来源:互联网2011-08-26

  1立项背景

  SO2是大气主要污染物之一,它的排放严重影响到人类的生存环境和经济发展。目前,钢铁行业的SO2排放量仅次于电力行业,居于全国排放量的第二位。在钢铁工业中,烧结工艺是钢铁生产流程中SO2产生的主要来源。

  烧结烟气具有如下特点:

  1)烟气量大;

  2)受烧结机原料结构影响,烧结烟气成分波动大,温度波动大;

  3)烟气中SO2浓度相对较低,一般发电厂排放烟气SO2浓度约5000mg/Nm3,而烧结烟气中SO2浓度一般低于1000mg/Nm3;

  4)烟气成分复杂,由于烧结过程使用多种原燃料,因此烧结烟气成分相对于电站锅炉复杂,烟气中除含有SO2外,还含有NOx、HF等多种有害气态污染物及含铁粉尘、重金属等固态污染物;

  5)烟气中含氧量相对较高,一般发电厂排放烟气中含氧量约8%,而烧结烟气中含氧量约15%。

  正是由于烧结烟气存在上述特点,造成烧结烟气脱硫不能完全参照发电厂烟气脱硫技术,必须寻找适合自身发展需求的脱硫工艺技术。

  烟气脱硫方法有许多种,一般分为湿法、半干法、干法。自20世纪70年代起,烧结烟气脱硫技术开始逐渐在日本、欧洲部分发达国家进入工业化应用,由于各国政府的环境政策和法律法规的差异,世界各地形成了具有各地域特点的烧结脱硫技术。在日本,早期以石灰石-石膏法和氧化镁法(湿法)为主,近年来建设的烧结烟气脱硫则以活性炭干法为主,而欧洲以循环流化床法为主。我国自20世纪末开始重视烧结烟气SO2污染问题。通过多年的引进吸收和不断的自主研发,呈现出百花齐放的格局。目前国内各钢铁企业采用的烧结烟气脱硫技术主要有:石灰石-石膏法、氨法、双碱法、循环流化床法等。

  太钢450m2烧结机于2006年建成投用,烟气量为140万Nm3/h,年排放SO2约9800t、NOx 3800t、粉尘1200t,经过3年多对国内外同行业烟气脱硫技术的跟踪、调研、对比,太钢最终认为活性炭法脱硫脱硝及制酸一体化装置是烧结烟气脱硫脱硝处理的最优方案。

  2 太钢烧结烟气脱硫脱硝工艺系统组成

  太钢烧结烟气脱硫脱硝工艺系统由烟气系统、脱硫系统、脱硝系统以及相应的电气、仪控(含监测装置)等系统组成。其工艺流程见图1(原文缺)。

  烟气系统主要包括烟气系统和增压风机系统。

  脱硫系统主要包括吸附系统、解吸系统、活性炭的输送系统、活性炭的补给、热风循环系统和冷风循环系统。

  脱硝系统主要包括氨系统(包括液氨储存、输送、蒸发、混合注入等)。

  2.1烟气系统

  烟气系统总阻力按8000Pa考虑。

  增压风机参数:

  1)流量:3059760m3/h(工况);

  2)全压:8000Pa;

  3)功率:8500kW;

  4)风机转速:745r/min;

  5)额定电压:10kV。

  2.2脱硫系统

  脱硫系统分为:吸附系统、解吸系统、活性炭输送系统、活性炭补给系统、除尘系统和热风循环系统、冷风循环系统。

  2.2.1吸附系统

  吸附系统是整个工程中最重要的系统,主要设备由吸收塔、NH3添加系统等组成。在吸收塔内设置了进出口多孔板,使烟气流速均匀,提高净化效率。吸收塔内设置三层活性炭移动层,便于高效的脱硫。

  2.2.2解吸系统

  吸附了硫化物的活性炭,经过输送机送至解吸塔,在这里活性炭从上往下运行,首先经过加热段,被加热到超过450℃以上,将活性炭所吸附的物质解吸出来。富二氧化硫气体(SRG)排至后处理设施,制备硫酸。解吸后的活性炭,在冷却段中冷却到150℃以下,然后经过输送机再次送至吸附塔,循环使用。

  2.2.3活性炭输送系统

  活性炭再循环是通过两条链式输送机,确保活性炭在吸附塔和解吸塔之间循环使用。

  No.2 AC 链式输送机位于吸收塔的下部,将吸附了烟气中SO2的活性炭输送至解吸塔。

  No.1 AC 链式输送机位于解吸塔的下部,将解吸后的活性炭输送至吸附塔再次重复使用。

  2.2.4活性炭补给系统

  活性炭在脱硫过程中,会出现破损,颗粒度降低,为保证脱硫效率,需将小颗粒的炭粉排出,这就需要不断的补充新的活性炭。活性炭的消耗量为400kg/h。

  在该系统中,外购活性炭通过皮带输送至活性炭储罐,储罐规格为Φ3.6m×16.5m,相当于7天用量。

  2.2.5热风系统

  热风系统主要提供解吸活性炭的热风。在此系统中,通过煤气发生器将空气加热至450℃,在通过循环风机送至加热段。

  2.2.6冷风系统

  将经过解吸后的活性炭,在冷却段中冷却到150℃以下。

 

3、入口硫的浓度:

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    入口硫的浓度平均470mg/Nm3,图中波动高点为矿粉中硫高的原因。

4、出口硫浓度:

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    出口硫浓度平均16mg/Nm,图中波动高点为烧结机开停机的原因。

5、入口氮氧化物浓度:

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    入口氮氧化物浓度平均102mg/Nm3。

6、出口氮氧化物浓度:

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    出口氮氧化物浓度平均62mg/Nm3。

7、脱硫效率:

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    脱硫效率平均96%。

8、脱硝效率:

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    脱硝效率平均39.9%。

9、保证性能与实测值如下表所示

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    各性能指标为投运4个月后(2011年1月)经市环保局检测的结果。所有项目均超过保证性能。

   另外,生产的硫酸达到了工业硫酸一等品质,在太钢轧钢系统进行了有效利用。

10、运行维护费用

    活性炭粉作为燃料高炉喷煤使用,硫酸在太钢的型材厂、五轧厂、焦化厂使用。

(1)活性炭消耗及产生的粉尘量

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    活性炭从2010年8月到2012年6月消耗5271吨,平均每月230吨,产生的粉尘为5688吨,月均247吨。

(2)硫酸产量

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    从2010年9月到2012年6月产酸13001吨,平均每月590吨。

(3)液氨用量

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

    从2010年11月到2012年6月用液氨2589吨,平均每月136吨,图中波动为零点是此月氨站校验安全阀。

(4)运行费用

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

李强:太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用(二)

五、结束语

    按设计,实施烟气脱硫脱硝后,450m2烧结机年可减少SO2排放6480吨,减少NOx排放916吨,粉尘排放减少840吨。

    烧结脱硫脱硝可以实现减少污染物排放的目标,有利于环境的全面改善,同时可以降低排污费的支付,在取得巨大环境效益的同时,产生了经济效益。
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