高硫钢铁烟气脱硫除尘脱硝协同处置技术

   日期:2021-04-26     浏览:59    
核心提示:高效脱硫、深度除尘、宽负荷脱硝

1、适用范围或应用领域

冶金/化工/电力/水利/环境/制造行业


2、技术简介

高硫钢铁烟气脱硫除尘脱硝协同处置技术能够高效脱除钢铁烟气中的大气污染物,效率高,脱硫剂原料采用造纸厂的固体废弃物—白泥,同时脱硫副产物—脱硫石膏作为水泥厂生产原料,实现固体废弃物资源化利用。工艺生产中产生的废水通过逐级净化后由各生产系统回用,实现废水零排放。高硫钢铁烟气脱硫除尘脱硝协同处置技术适用于冶金、化工、电力、水利、环境、制造等行业的废气治理。此技术已在四川德胜集团钒钛有限公司实现推广应用,运行稳定,缓解了企业的环保压力,对企业的可持续发展、生态环境的改善有重要的作用。


3、工艺路线及参数或技术原理

( 一)工艺路线 


高硫钢铁烟气脱硫除尘脱硝协同处置工艺路线采用:石灰石-石膏湿法脱硫+湿式电除尘器+预升温+GGH升温+加热炉补燃+GGH降温协同处置的技术路线。

 

( 二)工艺流程描述


烧结烟气依次经主引风机、增压风机后进入吸收塔,在吸收塔内含脱硫剂的浆液与烟气逆流接触将烟气循环洗涤冷却并脱除SO2,脱硫后的净烟气由装设于吸收塔上部的一体化除尘除雾装置除去雾滴后,进入塔顶湿式电除尘器;烟气经湿电入口导流板进行第一次均流后进入湿式电除尘器装置下部,再经过湿电布风板进一步均流深度净化去除粉尘和细微雾滴,由其顶部连接烟道送至SCR装置,收集的液体及湿式电除尘器冲洗水流入脱硫吸收塔浆液池;湿电装置出口低温烟气经GGH原烟气侧出口循环风进行预热升温5℃左右进入GGH,GGH安装在脱硝塔的进口和出口烟道之间,通过高低温段烟气的换热,节省能量,GGH原烟气侧出口烟气经高炉煤气加热炉补燃升温后进入脱硝反应器,向脱硝反应器内喷入氨气,在催化剂的作用下将氮氧化物还原为N2和H2O。

 

烧结烟气超低排放脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,配套建设脱硫剂系统、石膏脱水系统和废水处理系统。脱硫剂系统按石灰石块、石灰粉、白泥三种模式建设;石膏脱水系统采用带式真空压滤;脱硫废水处理系统采用三联箱工艺;脱水后的石膏和滤饼运至水泥厂综合利用。脱硫系统设计脱硫效率不低于99.3%,即脱硫塔进口SO2浓度≤5000mg/Nm3,出口SO2浓度<35mg/Nm3。

 

烧结烟气超低排放除尘系统采用湿式电除尘器,且为置顶式湿电除尘器,与脱硫塔一体式布置,即湿电壳体与脱硫塔为整体结构,采用二次倒装法进行安装,大大节约了占地面积、减少了土地成本;湿电采用立式管式布置,湿电阳极管采用蜂窝式导电玻璃钢,湿电阴极线采高镍用合金钢。湿电除尘系统设计除尘效率不低于72%,即湿电进口粉尘浓度≤35mg/Nm3,出口粉尘浓度<10mg/Nm3。 


烧结烟气超低排放脱硝系统采用SCR选择性催化还原工艺,采用尿素热解制氨;选用蜂窝式催化剂,催化剂按2+1方式布置;反应器系统配套回转式烟气换热器、热风炉、热解炉等装置。脱硝系统设计脱硝效率不低于79.2%,即脱硝塔进口NOX浓度≤240mg/Nm3,出口NOx浓度<50mg/Nm3。


4、主要技术指标

(1)与主机同步率100%; 


(2)污染物排放达到超低排放限值要求,即NOx浓度<50mg/Nm3、SO2浓度<35mg/Nm3、浓度<10mg/Nm3。


5、技术特点:

(1)适应高硫、高粉尘钢铁烟气:采用高效脱硫除尘吸收塔,严格控制烟道压损,同时将吸收塔内各功能单元集成和优化设计,极大地提升了吸收塔性能,使之适用于高硫钢铁烟气。此外,各种针对性设计让脱硫塔充分释放降尘功效。 


(2)置顶式湿式电除尘器:首先通过数值模拟优化确保气流均布,再选择最优的极配型式,保证其除尘效率可靠,系统运行稳定;置顶式湿电除尘器与脱硫塔一体式布置,即湿电壳体与脱硫塔为整体结构,施工方法采用二次倒装法,大大节约了占地面积、减少了土地成本,克服了场地狭窄限制,同时降低了高空作业难度,施工安全有保证,工期短、成本低、经济效益好。 


(3)高效换热,适应负荷变化:从催化剂、GGH、吹灰器等设计选型,反应温度区间的选型多方面综合考虑,反应器设计成烟气竖直向下流动;采用占地面积小且换热效率高的回转式烟气换热器;通过结构优化实现NH3/NOX沿烟道截面均匀地分布,且喷射系统能根据不同工况进行调节来适应负荷的变化。 


(4)资源综合利用:采用高炉煤气作为脱硝烟气加热升温介质,不仅实现高炉煤气减排,也节约了加热燃料;采用造纸厂白泥作为脱硫剂,不仅解决了造纸厂白泥作为固废的处置问题,通过合理设计作为脱硫剂,以废治废;脱硫石膏作为水泥生产原料添加剂,实现第二次固废资源化利用。


6、技术优势

(1)拥有多年钢厂烧结、球团烟气脱硫运维和工程实施经验,利用这些经验反馈设计,最终为业主提供最佳方案。 


(2)针对高含硫烟气、烟气工况变化大等情况有丰富的建设、运维经验。比如:四川德胜集团钒钛有限公司烧结烟气中二氧化硫含量在3000~4500mg/Nm3、球团烟气二氧化硫含量4500~7800mg/Nm3 波动,从全国烧结机运行情况看,烟气中二氧化硫含量高且变化幅度如此之大难以找到第二家;同时还要克服使用低质脱硫剂白泥(含有许多杂质)的困难。有了环保技术的保障,让含硫率高的低价矿得以充分使用,为业主大幅降低生产成本。 


(3)环保设施系统集成能力强、主设备质量优秀、运维经验丰富,运营项目全年高达340天以上,不主动停机检修,环保设施在烧结机停机才有检修时间(一般烧结停机8-12h,脱硫设备仅有6-10h的检修时间)。 


(4)有丰富的狭小场地的施工、安装经验,完成的标杆项目为客户大幅节约占地、布置简洁,方便维护检修。通过二次倒装等方法,严格控制建设时间,化繁为简,攻克高空倒装难关。 


(5)拥有同时使用三种脱硫剂(石灰石块、石灰、白泥)的丰富经验,在设计中充分考虑,让白泥实现固废资源综合利用,降低环保运维成本。公司在多个湿式钙法脱硫项目中使用白泥作为脱硫剂,在白泥的储存、制浆、储浆设计、施工、运行、应急处理等方面拥有丰富经验,确保在极其复杂的烟气工况下使用固废白泥仍保证烟气稳定达标排放。


7、设备组成

表1 主要设备组成

序号

系统名称

主要技术指标

1

脱硫系统

含烟气系统、吸收塔系统、氧化系统、悬混及搅拌系统、脱硫剂储存系统、脱硫剂制备系统、脱硫剂供送系统、事故系统、脱水系统、废水处理系统

2

湿电系统

阳极系统、阴极线系统、冲洗系统、高频电源系统、热风系统

3

SCR脱硝系统

含烟气预热系统、GGH系统、加热炉系统、反应器系统、脱硝剂储存系统、脱硝剂制备系统、脱硝剂供送系统、氨喷射系统、催化剂系统、吹灰器系统、压缩空气系统

4

管道、管件

碳钢管、不锈钢管、玻璃钢管及管件

5

阀门

电动阀、气动阀手动阀、过滤器等

6

电气自控

DCSPLC流量计、热电阻、压力变送器、液位/物位计、密度计、PH计、CEMS、氨逃逸


8、技术要求

设备使用条件 


(1)运行温度:脱硫系统<180℃、湿电系统50~60℃、SCR系统280~300℃。 


(2)公用工程:循环水、工艺用水、动力电、仪表气,根据装置规模而定;


9、工程案例

四川德胜集团钒钛有限公司260㎡烧结烟气超低排放综合治理升级改造项目   


项目概览


位置:四川省乐山市                

建设情况:202010月建成投运

装置规模:260㎡烧结机                     

占地面积:7000

处理对象:钢铁烧结烟气(工业废气)

年运行时间:>8200h                                                           

 
标签: 工业废气
 
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