宝钢含硫烟气超低排放工艺制定.pdf
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1、收稿日期:作者简介:苗永 棒()硕 士 .宝钢含硫烟气超低排放工艺制定苗永棒 邓万里 王晓明(宝山钢铁股份有限公司 能源环保部)摘 要 为加快污染排放的源头治理 实现钢铁行业烟气超低排放 宝钢综合自身的煤气管网特点及场地现状 对煤气成分、燃料结构和脱硫工艺进行分析后 采用水解法脱硫工艺高效脱除焦炉煤气介质中的有机硫和无机硫 实现煤气源头脱硫治理关键词 焦炉煤气 精脱硫 水解法文献标识码:文章编号:()(.).宝钢积极响应国家环保政策 先后为电厂、烧结和焦炉等用户建设了烟气脱硫污染治理工程 在环保超低排放方面发挥了显著作用 但随着钢铁行业超低排放要求的进一步提高 热轧序列炉窑和高炉热风炉无法满足
2、生态环境部 关于推进实施钢铁行业超低排放的意见 的最新排放限值要求 根据国家提出的煤气源头脱硫的指导性意见 宝钢对尚未达到超低排放的高炉和轧钢工序开展了脱硫治理 宝钢煤气结构和烟气治理现状宝山基地高炉、焦炉和转炉设备配置齐全副产的高炉煤气()、焦炉煤气()和转炉煤气()是厂区用户主要的能源介质常以混合煤气作为主要燃料 应用于电厂、焦炉、高炉、低压锅炉、烧结、钢管、初轧、厚板、热轧和冷轧等 其中主要用户的煤气结构和烟气治理现状见表 在众多的用户中 电厂、烧结和焦炉的 和 使用量占比最大 为了环保达标排放 宝钢采用石灰石石膏法、活性炭和循化流化床等工艺 全面完成了自备电厂、烧结、焦炉等主要 排放源
3、的治理 相当于治理了 的 和 的 的硫排放源 冷轧序列的配套煤气站设有干式脱硫系统 其热处理炉的烟气达到了超低排放的要求在未满足烟气超低排放的用户中 高炉热风炉使 用 的 占 全 厂 、占 全 厂 但各高炉区域均没有场地条件建设煤气冶 金 能 源 表 主要用户的煤气结构和烟气治理现状主要用户高炉煤气流量/(万)占比/焦炉煤气流量/(万)占比/转炉煤气流量/(万)占比/脱硫方式是否超低排放电厂/焦炉/烧结 烟气脱硫是高炉热风炉 无否热轧序列炉窑 无否冷轧序列炉窑 烟气脱硫是其他 脱硫装置 根据管网结构和煤气流向 需要对所有高炉进行改造才能满足轧钢工序稳定使用精脱硫后的 而且超过 的 已得到硫污染
4、治理 全部 精脱硫会重复增加能耗物耗因此 对高炉热风炉采取烟气脱硫治理 满足高炉热风炉用户的超低排放要求后 重点研究如何实现热轧序列加热炉的烟气超低排放厂区内轧钢工序共有 座炉窑 不满足超低排放的热轧序列加热炉共 座 占整个轧钢工序的 单座炉窑的烟气脱硫末端治理一般采用干法脱硫技术 各烟气脱硫系统风量在 万 万/工艺流程和布置差异较大需要净化处理的总风量超过 万/脱硫系统总投资约 亿元 虽然加热炉烟气脱硫技术成熟可靠 但若对每个系统都独立设置净化处理系统 数量众多 每套系统都要设置脱硫剂和脱硫灰的运输 设备运行管理工作量也会增加现场总图布置也非常紧张 因此 综合考虑厂情和投资成本 对热轧序列炉
5、窑采取煤气源头脱硫治理 能源介质脱硫的决策热轧序列加热炉主要采用混合煤气作为燃料 烟气中硫元素的主要来源是 和(几乎不含硫)选择何种能源介质脱硫是决定精脱硫工艺路线的重要一步 煤气含硫量和杂质分析宝钢 和 基本成分如表 所示 除了表 中的成分外 还含有多种硫化物 作为炼铁过程中副产的一种可燃性气体 其中的硫元素主要来自炼铁过程中的煤炭和铁矿石 宝钢采用的原料煤一般是中低硫煤 含硫量相对较低 是煤炭在炼焦炉中经过高温干馏后产生的可燃性气体 荒煤气中含有大量的硫化物、焦油、苯馏份、萘等杂质 和 中的硫化物成分如表 所示由表 可知 的硫主要存在的形态为、无机硫 含量为 /、占比约为 有机硫 含量最大
6、为 /、占比约为 其余硫化物的含量较少与无机硫相比 有机硫的化学性质稳定 不易分解和脱除 中的含硫化合物可以大致分为两类:一类是无机硫 以 为代表 另一类是有机硫 包括、和 等其中 含量最高 为 /占比约为 和 的含量分别为 和 /和 这两种有机硫占比高达表 煤气成分含量煤气种类 表 和 硫化物成分/煤气种类总硫含量(以 计)冶 金 能 源 中的含硫物质总量约为 的含硫总量的 倍左右 燃料结构对硫排放影响热轧序列加热炉主要使用混合煤气作为燃料 其中 座使用 的混合煤气、座使用 的混合煤气 由 座煤气站进行混气加压 混合煤气中 和 的体积占比比较接近对用户的混合煤气种类以及各煤气组分硫贡献率进行
7、了计算 如表 所示 在混合煤气中硫贡献率最大 若对 脱硫而不对 脱硫 则不能实现超低排放达标 若只对 脱硫 且 的硫脱除率达到某一数值时 即使 不脱硫 也可满足热轧序列烟气超低排放要求表 热轧序列燃料硫来源用户混气种类各煤气组分硫贡献率 硫脱除率(烟气排放达标)初轧 :初轧 :钢管 :钢管 :热轧 :厚板、热处理 :热轧 :热轧 :热轧保温炉:仅高焦混合用户 :注:代表 代表 代表 代表天然气 在全厂煤气平衡中 热轧序列使用的 占比高达、占比低于 中的总含硫量约为 的 倍左右 在大部分混合煤气中硫贡献率高达 以上 综上考虑选择对 进行精脱硫治理 在宝钢已有脱硫治理的基础上 通过高炉热风炉的烟气
8、脱硫与 的精脱硫 最终实现覆盖宝钢 的 硫污染治理与 的 硫污染治理 焦炉煤气精脱硫工艺 焦炉煤气精脱硫技术的应用 的精脱硫技术一直被学者广泛研究按脱硫的物理形态不同 脱硫技术大致分为湿法脱硫和干法脱硫湿法脱硫主要是利用液体脱硫剂对 中的硫化物进行清除 湿法脱硫目前采用的比较多 如宝武炭材煤精采用的 法和 法南钢采用的 法等 脱硫技术用含 脱硫催化剂和亲硫耗氧性耐热耐碱菌及有关辅助材料的碱性溶液 吸收 中的无机硫、有机硫等 由于细菌的参与使得 脱硫技术具有生化反应的特点 技术本身基于 工艺南钢几乎未作大的改造 主要是更换了脱硫液以及加药系统 运行效果表明 焦化厂出口烟气的 严重超标情况得到大幅
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