高炉热风炉烟气治理技术介绍XX有限公司2021.01汇报内容1.我国高炉热风炉现状2.SDS干法脱硫工艺简介3.高炉热风炉烟气治理技术
方案1.我国高炉热风炉现状高炉热风炉作用：把高炉的鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率；如下图所示：截止到2018
年年底，我国高炉炼钢厂个数约为331家，高炉总数约为1024个，总容积约为107.8万m3。2.我国高炉热风炉现状高炉热风炉，
按其工作原理可分为蓄热式和换热式两种。（1）蓄热式热风炉按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉（简称球炉）和采用格子砖的热风炉；按
燃烧方式可以分为外燃式，内燃式，顶燃式等几种。1.我国高炉热风炉现状蓄热式格子砖热风炉是现代高炉、尤其是大高炉最常用的热风炉形
式。它是按“蓄热”原理工作的：在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃
烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。优点：换热温度高、热利用率高、工作风量大，适合于大高炉生产需要。缺点
：体积大，占地面积大，购置成本高。（2）换热式热风炉主要是使用耐高温换热器为核心部件（此部件不能使用金属材质换热器，只能使用耐高
温陶瓷换热器），高炉煤气在燃烧室内充分燃烧，燃烧后的热空气，经过换热器，把热量换给新鲜的冷空气，可使新鲜空气温度达到1000度以上
。优点：换热温度高，热利用率高，体积小，购置成本低。缺点：换热温度没有蓄热式高，使用规模较小。1.我国高炉热风炉现状不同炉容
高炉热风炉烟气参数表注：假定煤气初始温度为40℃，空气系数α=1.10。1.我国高炉热风炉现状--热管换热器在20世纪80年代
开始，用热管技术回收热风炉烟气余热，以预热煤气和助燃空气且取得了显著的效果。此后，热管换热器在高炉热风炉领域获得了广泛推广应用。随
着时间推移，整体式热管换热器技术不断成熟，尤其是冷、热流体之间的中隔板密封技术得到解决，并且人们认识到分体式热管换热器的诸多缺点，
因而整体式热管换热器得到普遍推广应用。1.我国高炉热风炉现状--热管换热器分体式热管换热器1.我国高炉热风炉现状--热管换
热器整体式热管换热器1.我国高炉热风炉现状国内其它大、中型高炉的鼓风温度大多维持在1100~1150℃左右，而小型高炉大多数
处在1050℃左右的水平。提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术。常用的办法是混烧高热值煤气（如高炉煤气加焦炉煤气），或增加
热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状（如蓄热球），以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。仅仅依靠热
管换热器预热高炉煤气和助燃空气，最佳情况下可使高炉鼓风温度突破1100℃大关，但要实现1200～1250℃的高鼓风温度目标，不采用
其它技术手段是不可能的。1.我国高炉热风炉现状空气两次预热、煤气一次预热的组合预热系统1.我国高炉热风炉现状两座预热炉（小
热风炉）+1座混风炉1.我国高炉热风炉现状“前置炉+板式换热器”与“前置炉+管式换热器”具有如下缺点：引风机：一般全压值
1000～2000Pa，流量根据高炉容积而定。空气热管换热器烟气侧阻力与扰流子换热器烟气侧阻力之和约为1000Pa左右。烟气末端温
度为180℃～150℃。2.SDS干法脱硫工艺简介SDS干法脱硫由比利时索尔维（Solvay）公司研制开发，其在众多
领域得到了广泛应用。2.SDS干法脱硫工艺简介--反应原理SDS干法脱硫采用小苏打（NaHCO3）作为脱硫剂；研磨后的细粒度小
苏打（NaHCO3，d90＜20um）通过配套风机送入烟道/反应器，在温度大于140℃的环境下，NaHCO3会分解生成Na2CO3
、H2O和CO2，如下图所示：形成Na2CO3后，表面形成微孔结构，犹如爆米花被爆开，具有更大的晶界作用区；同时，新生成的Na2
CO3在反应瞬间有高度的反应活性，这样通过化学吸附可以脱除烟气中的酸性污染物，通过物理吸附可以脱除一些有机和无机微量物质。2.S
DS干法脱硫工艺简介--反应原理A–小苏打热激活B–与酸性气体反应+H2ONaHCO3+HCl+CO2
NaClSO2+?O2脱硫并干燥的副产物随气流进入布袋除尘器被捕集。注：①反应器也可以不设置，直接采用烟道。②副产物主
要为硫酸钠，其可用于造纸、玻璃、水泥厂。+H2ONa2SO42NaHCO3+2CO2SO3+H2O+CO2NaF
NaHCO3+HF 2.SDS干法脱硫工艺简介—工艺机理工程中，脱硫主要分两步进行：1）第一步：在SDS脱硫反应器中
完成：烟道气经过脱硫反应器，通过安装在脱硫反应器上的喷枪将NaHCO3干粉喷入烟气中去除烟气中的SO2。无数NaHCO3小颗粒以
及少量的Na2CO3颗粒与烟气中的污染物，如HCl、HF以及SO2发生强烈反应，进而吸附脱除污染物。PS：此步可完成90%的脱硫
。2）第二步：在布袋除尘器中完成：烟气进入布袋除尘器，除尘器中布袋表面的滤饼部分是由反应产物，未反应的吸附剂、反应物以及飞灰组成
。当经过滤饼时，余下的SO2、重金属、PCDD/F等继续发生反应，完成第二步脱硫。PS：通常，~15%的污染物会在过滤装置中发生
反应。2.SDS干法脱硫工艺简介—关键技术指标1）由于运输和储存的原因，NaHCO3原料通常是粗颗粒（d50值一般200um）
。如果要达到高的反应活性，脱硫剂-小苏打必须有较大的比表面积，因此在注入烟气反应器前，必须把NaHCO3研磨至一定细度。根据经验，
小苏打的粒径要求:90wt%<35μm(脱HCl)90wt%<20μm(高效脱SOx)2）烟气最低温度:140
oC。3）小苏打与烟气接触的最短时间:2秒。2.SDS干法脱硫工艺简介--工艺系统小苏打储存、研磨及供给系统；小苏打喷射
系统；SDS脱硫反应系统；脱硫灰补集系统(布袋除尘系统).2.SDS干法脱硫工艺简介--工艺特点系统简单，占地面积少，一次性投
资低。反应效率高，可以满足严格的SO2排放指标。干法脱硫不会引起烟气温度的下降，有利于节能，且能够与中低温SCR脱硝配合使用，并可
大幅降低催化剂中毒和堵塞的风险。系统灵活性高，能够适应主工艺的负荷变动。对于改造项目，主体工艺停产时间短，约7~10天。全干系统，
无水耗；且不产生废水。技术成熟：超过30年的行业经验，全球超过400家的业主使用，是欧盟以及美国环境治理推荐的方案。3.高炉
热风炉烟气治理技术方案--项目概况/设计参数项目地址某钢铁集团有限公司炼铁厂现有一座?3200m3高炉，其配套的热风炉烟气排
放SO2有超标现象，无法稳定达到国家钢铁超低排放标准。需要进行高炉热风炉烟气脱硫，最终达到SO2、颗粒物的超低排放要求。设计参数序
号名称单位数值备注1高炉炉容m332002烟气量Nm3/h3750003烟气温度℃160~3204SO2?排放浓度mg/Nm320
0最大值5颗粒物排放浓度mg/Nm3106SO2?排放浓度mg/Nm3≤357颗粒物排放浓度mg/Nm3≤53.高炉热风炉烟气治
理技术方案--设计原则达标排放，满足国家及地方环保政策要求。设计具有前瞻性，能够适应今后更为严格的环保指标要求。采用成熟可靠的脱
硫工艺流程和设备，与热风炉同步率?100%。工艺流程顺畅，与周围其它工程衔接良好。总图布置合理，充分利用现场有限空间，避免拆除还建
项目。装置操作简易、便于维护。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--设计总体说明技术路线小苏打干法脱硫（SDS）+布袋除尘脱硫
剂小苏打（NaHCO3），纯度为95-98%。改造/新建内容改造：烟气系统新建：小苏打储存、研磨及供给系统，小苏打喷射系
统，干法脱硫（SDS）反应系统，布袋除尘系统，除尘灰（脱硫副产物）收集及储存系统。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--工艺路线
如图所示，采用小苏打干法脱硫工艺，通过喷入研磨的超细小苏打脱除烟气中的二氧化硫，最后经布袋除尘器脱除烟气中的脱硫产物及粉尘，处理后
的烟气返回热风炉烟囱达标排放。小苏打磨机选型留有足够的裕量，可以满足更低的?SO2排放指标要求。3.高炉热风炉烟气治理技术方案
--工艺系统主要包括烟气系统，小苏打储存、研磨及供给系统，小苏打喷射系统，SDS脱硫反应系统，布袋除尘系统，除尘灰（脱硫副产物）
收集及储存等。1）烟气系统主要设备包括烟道、挡板门、风机、管道附件等。烟风管道为增设SDS脱硫反应器和布袋除尘器，本项目需要
改造和增设新的烟风管道。SDS干法脱硫需要的烟气温度是140oC以上；后续布袋使用温度不宜超过260oC；设计时需要综合兼顾，合
理选择烟道接口，使其符合工艺要求。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--工艺系统烟道挡板门当烟气净化装置需要检修时，为了不影响
热风炉的正常运行，可考虑在烟道合适的位置加装挡板门。锅炉引风机本项目增设烟气净化装置后，系统阻力增加约1800~2000Pa，需
要增设1台引风机。2）小苏打储存、研磨机供给系统主要设备包括电动葫芦、（开袋器）、小苏打筒仓、螺旋给料机、磨机、磨机配套风机、
管路、阀门/仪表及管路配件等。此系统上料导轨共用1套，开袋器、筒仓及螺旋给料机、磨料及配套风机采用1用1备。3.高炉热风炉烟
气治理技术方案--工艺系统袋装脱硫剂小苏打（NaHCO3，d50＜200um）由电动葫芦送至筒仓顶部，借助筒仓上方的开袋器将粗
颗粒小苏打倒入筒仓内。筒仓内的粗颗粒小苏打通过筒仓底部的螺旋给料机定量的将粗颗粒小苏打送至小苏打磨机；通过磨机的研磨，粗颗粒小苏打
被研磨成细粒度小苏打（d90＜20um）；最后经磨机配套风机送至SDS脱硫反应器入口的烟道处。3.高炉热风炉烟气治理技术方案-
-工艺系统通过检测SDS脱硫反应器进出口SO2值，自动调整螺旋给料机的送料量和配套风机的送风量，使脱硫系统自动适应锅炉烟气量及
烟气中SO2浓度的波动。磨机通过调整分级轮转速，可以调整出料粒度（利用离心力原理，克服离心力）；通过调整空气量和给料量来调整磨机
产能。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--工艺系统3）小苏打喷射系统从磨机出来的细小苏打（d90＜20um）经磨机配套风机送至
SDS脱硫反应器入口的烟道处，送料主管在进入烟道前分成管径相同的若干根分配支管（投料均布器），通过分配支管将研磨后的细小苏打均匀地
喷射到SDS脱硫反应器的入口烟道内。分配支管在烟道内的喷射方向与烟气方向相同，烟气流速与主烟道流速大致相同。3.高炉热风炉烟气治
理技术方案--工艺系统4）SDS脱硫反应系统该系统的核心装置是脱硫反应器，材质为Q235。脱硫反应器可设成套筒式结构（图1）
，也可设计成U型结构（图2）。为了保证脱硫效果和降低运行阻力，脱硫反应器的设计依据CFD流场模拟进行，并保证烟气在其内的停留时间大
于2S，阻力均控制在300Pa以内。图1图23.高炉热风炉烟气治理技术方案--工艺系统5）布袋除尘系统该系统的核心装置是布
袋除尘器。针对该项目，设置1台布袋除尘器，用于处理1#热风炉的烟气。除尘器相应设备、检修人孔等均设置检修平台、检修过道、楼梯。检
修走梯和平台采用用镀锌格栅。为了可以有效的观察每个仓室的滤袋运行情况，有无破漏，在每个仓室安装压差变送器。安装时，分别从荒气室和
净气室引管，然后连接到压差变送器。花纹板的开孔采用激光切割工艺加工，厚度为8mm，并清理各孔的锋利边角和毛刺，孔径公差满足国家标
准，形成良好的密封。花纹板其平面度偏差不大于1%，花盘孔中心偏差＜1mm。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--工艺系统1#高
炉配套热风炉布袋除尘器设计参数名称单位数值处理烟气量Nm3/h375000烟气温度℃160~320总过滤面积m212539.9总
过滤风速m/min0.7905滤袋规格mmΦ160×6000滤袋数量条4160滤袋材质PPS+PTFE覆膜；氟美斯+PTFE覆膜设
备阻力Pa≤1200承受负压Pa≤2500入口粉尘浓度mg/Nm310出口粉尘浓度mg/Nm3≤5清灰方式脉冲在线清灰清灰压力MP
a~0.3仓室个26灰斗个14提升阀套26漏风率%≤23.高炉热风炉烟气治理技术方案--工艺系统6）除尘灰（脱硫副产物）收集及
储存系统除尘收集的灰尘（脱硫副产物）通过输送设备—皮带机，将其集中到一点，然后采用半自动打包机，利用脱硫剂—小苏打的包装袋进行打
包。打包后的除尘灰统一外运。除尘灰的输送及储存系统设计就地和远程两种操作方式。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--自控系统
/保温和油漆自控系统提供一套完整、可靠、符合有关工业标准的脱硫除尘控制系统及设备；该系统的设计满足整个脱硫除尘系统设备安全、经
济运行和监视、控制、经济核算的要求，并满足国家和国际相关规范。控制系统完成脱硫除尘系统内所有的测量、监视、控制、报警及保护和联锁
等功能。保温为了最大限度的降低系统散热，工程中对烟道、SDS脱硫反应器、布袋除尘器等进行保温。油漆防腐油漆满足相应技术标
准和专门规定，面层油漆颜色由甲方确定。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--环境保护1）二次污染废气、废水无。固废除尘系统
收集的除尘灰（脱硫副产物）噪声由于机械的撞击、磨擦、转动等运动而引起的机械噪声以及由于气流的起伏运动或气动力引起的空气动力性噪
声，主要噪声源为主引风机。2）污染控制措施固废本项目中，打包统一外运。PS：除尘灰（脱硫副产物）：含Na2SO4>70%，N
a2CO3<27%；粉尘～3%；副产物可用作水泥助磨剂。3.高炉热风炉烟气治理技术方案--环境保护噪声设备订货时提出设备噪
声限制要求，在设备选型上要求选用符合国家有关标准的设备。风机外壳及前后管道设隔声装置，所有风机的进出口均设软连接，将噪声控制在规
范规定的标准以内。在厂内总平面布置中，充分考虑地形、声源方向性及车间噪声强弱，利用建构筑物、绿化植物等对噪声的屏蔽、吸纳作用，进
行合理布局，以起到降低噪声影响的作用。厂区边界噪声昼夜预计符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》中的3类标准限值。3.高炉热风炉
烟气治理技术方案--主要设备清单1#高炉配套热风炉设备一览表序号名称规格型号单位数值备注1烟气系统1.1引风机Q=375
000Nm3/h，P=2500Pa台11.1烟道挡板门套32小苏打储存、研磨机供给系统2.1电动导轨及电动葫芦起吊能力3t套与1#
高炉共用2.2开袋器套22.3小苏打筒仓V=2m3套2配插板阀、仓壁振打电机2.4磨机系统产能0~200kg/h套2含定量给料装置
、研磨装置、分级装置、壳体结构、配套风机、锁气阀、电气仪表等。3SDS脱硫反应系统3.1SDS反应器套筒式/U型结构套1根据现场确定结构3.2烟道膨胀节套23.高炉热风炉烟气治理技术方案--主要设备清单1#高炉配套热风炉设备一览表（续）序号名称规格型号单位数值备注4布袋除尘系统4.1布袋除尘器过滤面积12539.9m2；32.9m12.1m套14.2滤袋Φ160×6000条41604.3袋笼Φ155×5980个41604.4脉冲阀3in淹没式个2604.5提升阀Φ900套264.6插板阀300300套144.7星型卸灰阀300300套144.8振打电机套144.9烟道膨胀节套24.10压缩空气罐V=2m3个15除尘灰收集及储存系统5.1皮带输灰机套15.2半自动打包机台6电气及仪控套17管路、阀门及配件批1汇报完毕请各位领导、专家斧正！保护碧水蓝天，打造企业品牌！ |
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