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高效液相旋流脱硝脱硫除尘一体化烟气处理工艺
1.技术背景
在国家环保治理的严峻形势下,京津冀及沿海发达地区已陆续执行烟气超低排放,工业炉窑行业的排放处理更是重中之重。
河北省颁布地方标准《钢铁工业大气污染物超低排放标准》(DB13/2169-2018)排放限值为:粉尘颗粒物10mg/nm3 、二氧化硫50mg/nm3、氮氧化物150mg/nm3。
各种石灰窑包括双膛窑、套筒窑、双梁窑、回转窑、机械立窑烟气排放颗粒物浓度普遍在20mg/nm3 、氮氧化物在300~900mg/nm3,治理工作势在必行。
2.工业炉窑烟气解决方案—高效液相旋流脱硝脱硫除尘一体化烟气处理工艺
(1)石灰窑烟气情况:
① 粉尘颗粒物:10~20mg/nm3
② 二氧化硫: ~50mg/nm3(或大于)
③ 氮氧化物:150~800mg/nm3(燃煤粉回转窑的排放量大于800mg/nm3)
(2)工艺技术——优化应用两大核心技术
① 高效液相反应:以脱硝脱硫液相反应取代常规的气相反应;
② 高效旋流技术:旋流除尘器应用,旋流液相吸收反应;
③ 确保脱硫脱硝除尘三位一体化进程,100%满足超低排放的要求。
(3) 工艺原理:烟气中的氮氧化物,主要为NO,占90%以上,很难溶解于水,本工艺原理就是采用高效专用复合剂将难溶解于水的NO转化为易溶解于水的NO2,再还原为N2,实现高效脱硝的目的。其反应过程为两部分,一是氧化,二是还原。脱硝脱硫同时进行。高效专用复合剂由还原剂A、强氧化剂B及调节剂C组成,不含特殊危化成份。
脱硫氧化过程:SO2+B+C+H2O→Na2SO4
脱硝氧化过程:NO+B+C+H2O→NaNO3
脱硝还原过程:A+NaNO3→N2+CO2+H2O+Na-
(4)反应后产物:
① 脱硫产物及粉尘颗粒物:经脱水处理后供给水泥行业;
② 脱硝产物为常规的无机盐,不含重金属,可并入工厂污水处理系统。
3.工艺特点
(1)脱硫、脱硝、除尘一体化处理,提高了效率,节省了投资,节约了占地面积。
① 粉尘:通过塔内管束旋流除尘器,颗粒物浓度从50mg/m3降至10mg/m3以下,几乎没有压力损失;如果采用常规方式,布袋除尘器改造会增加约20%的费用;为满足主工艺需求,主引风机需更换;改造空间也会受到限制。
② 采用一体塔处理方式,单塔就可以通过反应药剂的调整同时进行脱硫、脱硝,根据实验证明两种反应还可相互促进。
(2)与干法处理方式(SCR)的工艺对比
序号 |
项目及对比内容 |
一体塔处理 工艺(湿法) |
干法处理工艺(SCR) |
1 |
项目投资 |
低 |
比湿法高2~3倍 |
2 |
运行费用 |
低 |
比湿法高2~3倍 |
3 |
催化剂 |
无 |
年催化剂费用300~500万 |
4 |
烟气颗粒物浓度影响 |
无 |
催化剂堵塞 |
5 |
烟气SO2影响 |
无 |
有 |
6 |
二次污染 |
无 |
催化剂含危废成分 |
7 |
药剂影响 |
无毒、无污染 |
存在氨逃逸污染(3~5ppm) |
8 |
烟气温度要求 |
无 |
300~400℃,石灰窑烟气温度不能满足 |
9 |
脱硫功能 |
有 |
无 |
10 |
除尘功能 |
有 |
无,碱性物质可能导致催化剂中毒 |
11 |
压力损失 |
≤300pa |
高:~1000Pa |
12 |
对主体工艺影响度 |
无 |
有:需额外提升温度,压力损失大。 |
13 |
处理产能扩大能力 |
可满足 |
难度较大(硬件限制) |
14 |
脱硝效率 |
大于95% |
70~90% |
4.工艺竞争优势:
(1)经脱硝脱硫除尘一体化处理,能使颗粒物浓度从50mg/nm3将至10mg/nm3以下,不需改造除尘器和更换风机,节省了改造费用;
(2)脱硫脱硝一体化处理,一塔解决两种污染物,节省了投资和占地;
(3)如果环保控制进一步加强,本工艺只需从药剂上做出调整,硬件设备不需更改;
(4)相对于干法(SCR)的优势
① 项目投资和运行费用是SCR的1/3~1/2;
② 本工艺占地面积小,管路设计灵活,SCR占地大,药剂配置和供应需进行特殊设计,操作环境危险性高;
③ 本工艺不受温度限制,可在常温度下正常反应,SCR的温度必须在300℃以上,石灰窑烟气温度经布袋除尘之后都在100℃以下;
④ 药剂为液态,稳定安全无毒,不存在氨逃逸污染;
⑤ SCR催化剂的寿命到期(约1年)即失效,另外受碱性离子和SO2作用会加速失效,失效后必须送至专业厂家进行危废处理,但危废处理厂家的产能不能满足时,就会出现大量待处理催化剂滞留工厂,增加储存费用并影响了环境;一体化处理工艺无需催化剂的使用,不需花费催化剂本身费用和危废处理费用;
⑥ SCR不能实现脱硫和除尘的功能;
⑦ 压力损失小(低于300pa),可直接接入石灰窑烟气处理系统,但SCR压力损失较大,影响了主工艺的正常生产。
⑧ 处理效率高达95%,SCR低于90%。
我公司始终以工业炉窑的节能环保为研发宗旨,结合自身多年从事石灰窑的经验,同国内外各专业院所和专业公司紧密合作,致力于“高效液相旋流脱硝脱硫除尘一体化烟气处理”工艺在石灰窑领域的应用。同时针对个别窑型,实施炉内干法脱销。
我们热切期望同国内专业脱硫脱硝机构、个人合作,不断改进处理技术,为石灰窑绿色生产贡献更大的力量。