转底炉烟气脱硫脱硝技术路线的选择.pdf
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1、工业加熟2023年第52 卷第6 期Vol.52No.62023D0I:10.3969/j.issn.1002-1639.2023.06.006摘要:随着国家对大气环境保护的越发重视,钢铁行业超低排放的不断深入,转底炉项目污染物排放限值的要求也将进一步收紧。结合转底炉生产情况,分析其燃料特性和烟气污染物的生成机理,阐述了转底炉烟气处理的必要性、难点以及推动超低排放的合理化建议。基于对传统的烟气污染物控制技术进行综述,介绍了湿法脱硫、半干法脱硫、干法脱硫、选择性催化还原法和选择性非催化还原法等主流的烟气脱硫脱硝技术,从技术、投资和运行等多方面进行了对比探讨,为转底炉烟气脱硫脱硝新形势下超低排放技
2、术路线的选择提供了一定的借鉴。转底炉烟气处置技术路线首选为“低氮燃烧器+SNCR+余热锅炉+SDS干法脱硫+布袋除尘器”,次选为“低氮燃烧器+余热锅炉+SDS干法脱硫+布袋除尘器+SCR技术路线。关键词:转底炉;脱硫;脱硝;脱硫脱硝路线中图分类号:TF704.3文献标志码:ASelection of Technical Route For Desulfurization and Denitrification of Flue Gas in Rotary Hearth FurnaceHUI Chunxue,LI Hu,LUO Lei,LI Donghai(Chongqing CISDI Ther
3、mal&Environmental Engineering Co.Ltd.,Chongqing 401122,China)Abstract:With the increasing attention of the state to atmospheric environmental protection and the deepening of ultra-low emissions in thesteel industry,the requirements of pollutant emission limits for rotary hearth furnace projects will
4、 also be further tightened.Based on the pro-duction situation of rotary hearth furnace,the fuel characteristics and the formation mechanism of flue gas pollutants are analyzed,and the ne-cessity and dfficulty of flue gas treatment of rotary hearth furnace are expounded.Based on the review of traditi
5、onal flue gas pollution controltechnologies,the main flue gas desulfurization and denitrification technologies,such as wet desulfurization,semi-dry desulfurization,dry des-ulfurization,selective catalytic reduction and selective non-catalytic reduction,were introduced.The technology,investment and o
6、perationwere compared and discussed.It provides some reference for the selection of ultra-low emission technical route under the new situation of fluegas desulfurization and denitrification of rotary hearth furnace.The flue gas disposal technical route of rotary hearth furnace is the first choiceof“
7、low nitrogen burner+SNCR+waste heat boiler+SDS dry desulfurization+bag dust collector,and the second choice is the technicalroute of“low nitrogen burner+waste heat boiler+SDS dry desulfurization+bag dust collector+SCR.Key Words:rotary hearth furnace;desulfurization;denitrification;route for desulfur
8、ization and denitrification随着国家对大气环境保护的越发重视,作为大气污染物排放大户,钢铁行业的大气污染物排放量成为国家管控的重点目标,对钢铁行业各工序的烟气排放限值执行标准制定越发严格 。除国家发布的排放标准钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准GB28662一2 0 12 外,国家还发布了关于推进实施钢铁行业超低排放的意见环大气2 0 19 35号等法规政策,多个省市如河北、河南、山西、山东等省份以及唐山、珠海、杭州等城市也分别发布了更为严格的地方标准2-5。目前国家尚没有转底炉专项环保排放标准,不同省市的生态环境局对转底炉项目的大气排放限值要求不尽相同6 。但有一
9、点可以肯定的是,不论是国标还是地标,未来制定的针对转底炉项目的大气污染物排收稿日期:2 0 2 2-0 7-0 6;修回日期:2 0 2 3-0 6-11作者简介:回春雪(19 8 9 一),女,回族,硕士,工程师,主要从事冶金固废资源化利用工程设计.INDUSTRIALHEATING转底炉烟气脱硫脱硝技术路线的选择回春雪,李虎,罗磊,李东海(重庆赛迪热工环保工程技术有限公司,重庆40 112 2)文章编号:10 0 2-16 39(2 0 2 3)0 6-0 0 2 3-0 51转底炉燃料特性转底炉主要是用于处置钢铁企业高锌含铁尘泥,将原料中的锌通过高温还原焙烧使其还原挥发,脱除原料中的锌,
10、其工艺流程如下19-0 1:原料和辅料经过配料、混合、成球、烘干后由布料器均匀布料至转底炉炉盘上,炉盘上的球团利用转底炉炉墙上布置的烧嘴燃烧煤气产生的热量进行加热,当球团随着转底炉炉盘转动被加热至12 0 0 130 0 时,球团内的配碳与ZnO进行还原反应,还原出的单质Zn(沸点9 0 6)挥发出来并随着烟气进人余热锅炉回收余热后,进人布袋除尘器除尘,过程中单质Zn被再放限值的要求不会放松,这也预示着,转底炉项目配置脱硫脱硝装置是无法回避的事情7-8 。鉴于此,本文针对转底炉烟气可能采用的脱硫脱硝技术路线进行论证。工業加熟.24.INDUSTRIALHEATING次氧化为ZnO后收集作为次氧
11、化锌副产品出售,烟气经烟达标排放。还原后的金属化球团产品经筛分、储存并外运利用。如上所述,转底炉内的高温气氛是通过煤气燃烧项目高炉煤气供给压力(正常)/kPa10.5 12供给温度(正常)/常温成分(干煤气)W(N2)/%w(H,)/%w(CO,)/%w(CO)/%W(CH,)/%H,S/mg m3(标准)有机硫/mgm(标准)w(0,)/%w(CmH,)/%低位发热值/kJm-3(标准)含尘量/mgm-3(标准)高炉煤气中主要可燃成分以CO为主,H2、C H 4的贡献很小。惰性气体CO2、N,的含量占高,不参与燃烧也不助燃,相反会吸收大量燃烧过程中产生的热量,火焰传播速度很慢,温度不高,燃烧
12、稳定性不好,平均热值仅为3451kJ/m(标准)左右。转底炉内需提供12 0 0 1300的反应环境,仅使用高炉煤气不足以支撑还原反应的进行,因此转底炉一般采用转炉煤气或者焦炉煤气作为燃料(也可使用混合煤气,因混合煤气只是单种煤气的物理混合,并无其他协同作用,故此文不再赘述。转炉煤气中主要可燃成分是CO,平均热值为6745kJ/m(标准)左右。根据转底炉内高温燃烧所需热量进行计算,当燃料燃烧前煤气与助燃空气双预热时,可以采用转炉煤气作为转底炉燃料。考虑到转炉煤气热值会出现波动的情况,为稳定转底炉本体燃烧温度,需预留转底炉助燃空气富氧措施。焦炉煤气中可燃成分H2、C H 4和CO体积比之和达到8
13、 6.2 4%,CO2、N、0,和其他烃类(CmH,)含量较少。焦炉煤气平均热值17 36 8 kJ/m,可满足转底炉内形成12 0 0 130 0 的反应温度。2转底炉烟气污染物特性转底炉大气污染物治理重点关注三种指标:颗粒物浓度、SO,浓度和NO浓度。下面就这三种污染物的特性进行分析。2023年第52 卷第6 期Vol.52No.62023产生的,钢铁企业为了能源循环利用,一般采用的煤气有以下三种:高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。以某钢铁企业三种煤气成分为例,煤气成分如表1所示。表1某钢铁企业煤气成分表转炉煤气14.5常温53.8230.312.680.9318.6115.9324.8251
14、.80.071.0334516.745102.1果颗粒物转底炉高温还原脱除Zn的过程中,球团中的KCl、Na C l、Pb 等也会被脱除随着烟气进入后续烟气处理系统。经检测2 ,转底炉烟气中颗粒物的主要成分是ZnO、K Cl、Na Cl、Pb O 以及Zns(OH)Cl,H,O 等。转底炉尾部常规配套布袋除尘时,选取合适的过滤风速及滤袋材质,颗粒物排放浓度完全可以达到环评文件批复所需的排放标准。实际已投产项目的排放情况也已证明,颗粒物排放浓度完全可以达到排放要求。2.2SO,因为转底炉中原料球团的还原焙烧是还原反应,原料中的S几乎不会溢出,转底炉烟气中的SO,主要来源于燃料中的S含量。煤气中硫
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