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钢厂环保之烟气综合治理技术

作者:天旭活性炭 时间:2015-06-08 来源:本站原创
摘要: 干法主要有LJS 循环流化床法、ENS 法、密相干塔法、GSCA 双循环流化床法、MEROS 烟道喷射法、活性炭吸附法、NID 烟道循环法等。

       
       新环保法实施以来,钢铁企业最头疼、首当其冲的就是烟气治理,不光要去除二氧化硫、氮氧化物甚至二噁英等有害气体,还要保证颗粒物排放时刻达标。
 
       然而,烟气综合治理也是各种技术工艺层出不穷的领域,选对适合自己的技术工艺,烟气综合治理才能走上正轨。
 
焦化煤气脱硫技术

       宝钢在这方面进行了有益的实践。宝钢焦炉煤气中含H2S4g/m3~6g/m3,HCN1.5g/m3~2.0g/m3,萘0.9g/m3~1.2g/m3。
 
       煤气先进行初冷(包括直接和间接两部分),温度由42℃~55℃降到 25℃;然后经排风机、电捕焦油器输入煤气精制系统的中间冷却脱萘塔,进一步除萘和焦油等杂质,脱萘塔出口煤气温度为36℃,含萘≤0.36g/m3。
 
       在宝钢一期工程中,煤气从脱萘塔出来后进入脱硫脱氰吸收塔,为保证脱硫效率,脱硫吸收液定量抽送到湿式氧化的希洛哈克斯装置,将H2S、HCN 的吸收液氧化成含3%游离硫酸的硫铵母液,送下一道工序硫铵工段生产硫铵。
 
       脱硫脱氰后的煤气去氨吸收塔,吸氨后进终冷塔,最后进吸萘塔。该塔为空塔,顶部喷淋洗油吸苯后,煤气中含H2S 小于200mg/m3、HCN 小于150mg/m3,进入总煤气柜。
 
      在宝钢二期工程中,煤气经中间冷却除萘后,进入吸氨装置,用75%的磷酸二氢铵((NH4)2HPO4)做吸收液,富液为磷酸二氢铵((NH4)2HPO4),进解吸塔获得18%的氨水,进一步加压浓缩生产99.8%的无水氨,解吸氨后的磷酸二氢铵循环使用。
 
       吸氨后的煤气进入终冷塔,脱酚脱氰后的煤气进吸苯塔,吸收粗苯后再进入脱硫脱氰工艺,脱硫后去煤气柜储存,供全厂使用;

       脱硫富液去解吸装置,在 111℃~112℃、58800Pa(0.6kg/cm2)条件下解吸,解吸出的 H2S、HCN、CO2进燃烧炉生成SO2/NOX,再经过冷却、减湿、干燥、触媒作用等制备硫酸。尾气经氨水除害塔排入大气。

烧结烟气综合治理技术

       国家提出要对烧结烟气进行综合治理,即脱硫、脱硝、脱二噁英、除尘联合进行,不能再单一进行脱硫了。

       烧结点火器后约1/3 风箱处的烟气含硫不高,且温度高,这部分废气可不必脱硫,直接返回烧结作热风烧结,既节能又能降低脱硫运行费。

烧结烟气脱硫技术

       烧结烟气脱硫技术分为干法、半干法和湿法。

       湿法:主要有石灰—石膏法、硫铵法、氧化镁法、双碱法、离子液法等。

       干法:主要有LJS 循环流化床法、ENS 法、密相干塔法、GSCA 双循环流化床法、MEROS 烟道喷射法、活性炭吸附法、NID 烟道循环法等。

       半干法:主要有SDA 旋转喷雾法等。总体来看,干法脱硫效率偏低,脱硫副产物主要成分为亚硫酸钙,其物理化学性质不稳定,直接应用困难。

       湿法脱硫效率高,但是易造成低温腐蚀和烟囱雨,是PM2.5的主要产生源,很难实现多污染物的协同控制。以SDA 旋转喷雾干燥法为代表的半干法有湿法的制浆系统,而副产物的成分和状态类似干法。

       目前,我国已有480 多套烧结烟气脱硫装置,约有80%是湿法。总体效果湿法比干法要好些,但尚没有一种方法为最优的脱硫方法。

       已建成的设施约有一半以上没有达到设计水平,有工艺设计缺陷、设备选型不合理、施工质量不合格(施工单位资质不合规定)等问题。

       二噁英治理技术。二噁英形成的前提是有氯元素存在。烧结生产具备形成二噁英的所有条件( 不要再对烧结和焦炭喷洒氯化钙了)。

       烧结烟气中二噁英浓度在30ng-TEQ/Nm3~60ng-TEQ/Nm3,占总量的17.6%,仅次于垃圾焚烧。

       降低二噁英的技术措施包括:降低烧结烟气中氯元素含量,高效强化除尘(除去细小的含二噁英尘颗粒),对收集的二噁英气体进行加热分解(加热温度大于850℃)或急速冷却,采用活性炭吸附或有机溶剂溶解吸收等。
 
       在废气中添加尿素颗粒、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙,使烟气温度急冷到200℃以下,均有利于降低二噁英产生。
 
烧结烟气脱硝技术

       烧结烟气的温度和氧、水含量较高,产生的NOX 主要是NO2,在烧结烟气中,NO 含量≤160mg/m3。

       烟气脱硝技术有湿法和干法之分,主要有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。

       其中脱硝效率最高、技术最为成熟的是选择性催化还原(SCR)法。但目前得到广泛商业应用的钒钛系 SCR 催化剂反应温度一般在 300℃~400℃,故反应器需布置在除尘器之前,因粉尘等杂质的毒害作用,导致催化剂的使用寿命严重缩短。

       低温烟气脱硝催化剂的研究和开发是脱硝技术应用的关键。此外,可以将NOX 进行焚烧,使之成为水和氮气;也可对NOX 进行吸附、减量化处理。

烟气除尘技术

       新环保法对大气中固体颗粒物的控制标准严格,除尘自然成为钢企环保的重中之重。

高炉出铁场除尘技术

       出铁场烟尘排放点包括出铁口、撇渣器、摆动流嘴的3 处,3 处烟尘量约占总尘量的70%。

       出铁场排风量占系统总量的50%,巨型高炉3 个以上出铁口的烟尘量占总尘量的80%~90%。应在各排烟点设排烟罩,除尘效果好,又节电。出铁口排烟罩有上吸、侧吸、吹吸多种形式,上吸效果好。

       由于铁口上方容纳不下罩子必要的容积,应加大风速,加大排风量。撇渣器排烟罩多数为低拱型方罩。

       摆动流嘴排烟罩普遍采用矩形伞形上吸式。罩子可设多个排烟管,由上部接出烟气。排烟管道不许架空敷设,为免影响天车行走,只能埋在平台楼板层内。

       每个排风点均安装手动和电动阀各一个,安装在沟道旁的阀门井内,手动阀调节平衡风量用,电动阀在出铁口交替使用。

烧结电除尘技术

       电除尘技术装备分为湿式静电除尘器(没有二次粉尘飞扬,清灰、废水要处理,易腐蚀设备)、干式静电除尘器(有二次粉尘飞扬)、雾状粒子电除尘器(尘捕集后呈液体流下)、半湿式静电除尘器(湿式除尘室的洗涤水可循环使用,排出的泥浆在浓缩池用泥浆泵送入干燥机烘干,再从干式除尘室的灰斗排出)。

       电除尘技术设装备的优点是阻力小,耗能少;除尘效率高(可捕集PM2.5 以下的灰尘,布袋除尘只能捕集大于 10ppm的粉尘)效率可在 99%;使用范围广范,允许通过 300℃~400℃高温烟气;处理烟气量大,自动化程度高,维修量小等。

       其存在的问题主要是烧结除尘效率不稳定,难以实现排放浓度控制在50mg/m3。主要原因是烧结原燃料质量波动大,含有害杂质高;振打系统刚度不够,安装质量差,高压电源不能满足工况要求,极板和极线被腐蚀等。

       提高电除尘效率的措施是,烟气温度在150℃以下,除尘器本体密封好,在除尘器顶部和灰斗上安装声波清灰器,加大烧结主降尘管直径。

高炉煤气除尘技术

       过去,重力除尘器可除去85%大颗粒的尘,文式管除去细颗粒的尘。

       现在,布袋干法除尘得到推广使用,效果好,节水又节电,可提高TRT 发电量30%。

       高炉煤气干法除尘技术已比较普及,有节水和节电效果。但废布袋的处理成为难点之一,TRT 的叶片易结白色晶体,影响发电能力。

转炉煤气净化技术

       OG 法湿式除尘在国内外被广泛使用。

       将OG 系统与转炉炉口的连接活动裙罩改为密封式,燃烧率降低到3%,煤气回收量提高100m3/t。LT 法干式除尘技术在宝钢250吨转炉上应用,炉口烟气温度为1600℃,经冷却烟道间接冷却到1000℃,经蒸发冷却后进圆形电除尘器除尘。

       烟(煤)气在蒸发冷却器内由雾状喷水直接冷却,喷水烟气始终为干的。伴随喷水降温,烟气在蒸发冷却器内产生了一个调质过程,使粉尘的比电阻发生变化,这对于干式除尘器的除尘效果是非常有利的。

       烟气在蒸发冷却器内的流速低,有40%的粗颗粒会沉降到底部,经链式输送机和滑动卸灰阀排出。烟气出蒸发冷却器时的温度为170℃,排烟含尘量可达10mg/m3。

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