高效烟气脱硫脱硝除尘技术在烧结机中的应用分析

2021-11-23于秀丽

商品与质量 2021年33期

于秀丽

安普德泰工程科技有限公司山东分公司山东淄博 255000

我国目前正在发展环境友好型社会，工业生产中含硝、含硫成分较多的烟气与我国可持续发展理念相悖，所以，对工业生产烟气进行治理十分关键。

1 烟气脱硫脱硝的现实意义

在我国社会经济高速发展的过程中，也出现了一系列问题，特别是环境污染，表现较为明显。目前，随着工业生产规模的扩大等因素影响，大气当中的氮氢化合物、二氧化硫等成分含量不断升高，并且成为大气污染的常见问题，究其根本原因，与工业生产排出的烟气有密切联系。基于这一情况，烟气脱硫脱硝成为解决大气污染的重要方式，对烟气脱硫脱硝工艺进行研究、应用有很强的现实意义，不仅可以改善大气质量，也能实现我国社会可持续发展。目前，我国将节能减排与可持续发展作为经济工作的重点内容，有相关文件内容显示，从2015年开始，我国要求工业生产行业每年将二氧化硫的排放量降低2%，氮氧化物的排放量需要降低5%，从而对大气污染物进行控制，实现环境质量的改善。由此可以看出，烟气脱硫脱硝的现实意义和社会意义很强。

2 烧结烟气特性

2.1 烟气量大且变化幅度大

在烧结料煅烧过程中，固体料循环率和漏风率较高，因此会阻碍空气，使其无法通过烧结料层，进而极大增加烧结烟气量。铺料不均或烧结料透气性不同均可能对系统阻力产生不同影响，烟气量变化幅度甚至可达到40%。

2.2 成分复杂

烧结烟气成分复杂的原因主要是原料使用可铁矿石，因此烟气中不仅有烟尘和二氧化硫，所产生的烟尘更是包含多种重金属，还有氟化氢、氮氧化物以及多环芳烃等，均会对环境造成极大污染，另外，烧结同样会产生二噁英，且排放量极高。

2.3 含氧量高且湿度大

在进行烧结工序之前，所用混合料需要添加适量水分，目的是增强其透气性，故而烧结烟气湿度大、含氧量高，湿度最高接近15%，而含氧量则保持在15%-18%。

2.4 二氧化硫浓度波动大

受原燃料供需和生产成本影响，钢铁企业选择的原料品种不一，因此烧结过程中产生的产品成分、质量均有较大差异，而且烟气二氧化硫浓度波动较大，少则每标准立方米数百毫克，多则可达5000mg/Nm3。

3 硝工艺系统流程

3.1 工艺系统流程

经脱硫脱硝除尘后的烟气先经过GGH（烟气再热器），与脱硝后的热烟气进行换热（启炉时需先用加热炉快速加热进入反应器烟气），换热后的原烟气约250℃后，再利用加热炉的热烟气加热至280℃后，进入SCR反应器，同时来自氨水存储区的氨水经输送泵输送至反应区的氨水蒸发器，通过热风蒸发后的氨气混合器经过喷氨格栅喷入SCR反应器进口烟道，在反应器内SCR脱硝催化剂的作用下，氨气将烟气中的NOx选择性催化还原为N2和H2O，完成NOx的脱除，经脱硝处理后的净烟气，再经过GGH二次换热至约120℃，净化后的清洁烟气由脱硫脱硝引风机返回经烟囱排入大气[1]。

3.2 GGH换热系统

来自布袋除尘器出口的烟气温度约80-100℃，SCR脱硝系统的最佳反应温度为280℃，因此本项目需设计烟气-烟气换热器GGH，利用SCR脱硝出口热烟气加热布袋出口冷烟气，减少了煤气燃料的消耗量，降低了系统能耗。

3.3 烟气加热系统

为了进一步提升烟气温度，补充换热温差及散热损失，系统需设置烟气加热系统，将原烟气温度稳定加热至280℃左右。每套烟气加热系统设置一套加热炉，加热炉可使用高炉煤气作为主燃料，煤气来自原有煤气主管，从加热炉出来的烟气温度为700-900℃，和原有烟气在烟道内进行混合加热，使烟气温度升高至280℃。

3.4 催化剂

为了使催化剂得到充分合理利用，根据设计脱硝效率在SCR反应塔中布置3层催化剂。在反应器顶部预留1层备用层空间，即2+1方案。采用SCR反应器预留备用层方案可延长催化剂更换周期。SCR反应器初次安装2层催化剂，一般当催化剂运行3年后，其反应活性将降低，氨逃逸也相应增大，这时需要在备用层空间添加一层新的催化剂；在运行5-6年后开始更换初次安装的第1层；根据运行情况再更换初次安装的第2层催化剂[2]。

4 湿法烟气脱硫脱硝一体化技术

4.1 氧化吸收法

氧化吸收法是通过创造强氧化环境改变烧结烟气物质性质，再经碱性溶液吸收物质的方法。在氧化吸收过程中，难度最大的当属一氧化氮的转化，因此技术核心为氧化剂的制备。当前，过氧化氢和高锰酸钾等氧化剂使用范围最为广泛，其中过氧化氢更是优势明显，不会产生污染，而且使用过程中无毒性物质生成。总体而言，氧化吸收法在脱硫脱硝方面效果良好，吸收率超过80%，但是该方法成本较高，因此在实际烧结烟气处理中应用范围受限。

4.2 还原吸收法

还原吸收法就是将一氧化氮通过还原剂还原为氮气，其中尿素为使用率最高的还原剂，还原剂最终产生的溶液还可进行回收利用，防止了二次污染的出现。试验显示，环境温度、还原剂浓度等均会影响脱硫脱硝率，其间使用的溶液不具有强腐蚀性，且使用的设备相对而言成本不高，反应原料及反应产物运输便利，工艺简单，操作便捷，因此优势较为明显[3]。