钢铁行业烧结烟气氮氧化物超低排放治理技术应用研究.pdf
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1、CleaningWorld2023年6 月试验研究第39 卷第6 期世洗清界文章编号:16 7 1-8 9 0 9(2 0 2 3)6-0 0 6 6-0 0 3钢铁行业烧结烟气氮氧化物超低排放治理技术应用研究薛成自(邢台市生态环境科学研究院,河北邢台054000)摘要:钢铁行业是以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业生产活动为主的工业行业,是国家重要的原材料工业,也是大气污染物排放大户。为深入打好污染防治攻坚战,钢铁行业需推进超低排放改造,烧结机头烟气氮氧化物排放浓度需达到50 mg/m以下。烧结机头废气烟气量大、温度低、含湿量大,氮氧化物治理难度大。本文对烧结机头烟气氮氧化物超低排
2、放治理工艺、设计参数、治理效果进行研究,为钢铁行业超低排放改造提供有益参考。关键词:钢铁行业;烧结烟气;超低排放;设计参数;治理效果中图分类号:X757文献标识码:A0引言钢铁企业要以从事黑色矿物质的采选以及黑色治炼厂加工等工业生产活动为主体的工业领域,是我国极为重要的原材料工业,都是空气污染排放大户。目前在我国钢铁产能9 0%以上就是关于“高炉炼铁转炉炼钢”的一个过程。铁前系统污染物排放量约为使用量的9 0%。按每年产量7 亿多t生铁这一数值进行估算,我国每年所形成的粉尘量约为10 0 万多t、二氧化硫量约为16 0 万多t、氮氧化物量约为6 0 万多t。工业废气处理,特别是铁前全方位的工业
3、有机废气处理是至关重要的。随着我国深层次做好空气污染防治攻坚战执行,钢铁企业需推动超低排放改造。钢铁行业生产工艺有烧结、炼铁、炼钢、轧钢等,其中,烧结机头废气烟气量大,含有烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物,借助于现有的排放的管理要求,对于氮氧化物排放浓度应该达到50 mg/m以下,治理难度大。以某钢铁企业为例,对烧结机头烟气氮氧化物超低排放改造通常来说,采用的是选择性催化还原法(SCR)的工艺,本文对其工艺原理、应用、效果等进行研究,以期为钢铁行业超低排放改造提供参考。1烧结烟气产生及特点烧结将铁矿粉、原煤以及石灰粉、炼铁高炉炉尘、轧钢皮、炉钢渣等按一定配制搅拌,经烧而形成有一定强度以及粒度烧
4、结矿做为炼钢的水泥熟料,生产过程包括配料、焙烧、分选和成品四个工序,氮氧化物主要在焙烧工序产生。烧结机头烟尘特性:烟气量大,每制造1t的球团矿可产生40 0 0 6 0 0 0 m的烟尘;烟气温度波动范围大,受操作条件的影响,烧结烟气温度一般在12 0 18 0;含湿量高和含氧量高,烧结烟气中的含湿量可达到7%13%,含氧量可达到15%18%。2选择性催化还原法(SCR)脱硝技术2.1定义选择性催化还原法(SCR)指运用氧化剂(如NH3、液氯、尿素),在催化剂作用下选择性地与烟尘中的NOx发生化学反应,生成氮气和水的方法。2.2机理在选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝环节中,作者简介:薛成自(
5、19 8 1-),男,本科学历,高级工程师,研究方向:环境保护收稿日期:2 0 2 3-0 2-2 0。67第39 卷薛成自.钢铁行业烧结烟气氮氧化物超低排放治理技术应用研究表1某钢铁企业烧结机及烟气主要参数序号项目名称数值备注1带式烧结机/m2302烟气量/(Amh)16800003烟气温度/1304压力/Pa-2000除尘器出口5NO,浓度/(mgNm)350标干、16%氧60含量/%14-16标干7H,O含量/%12根据加氨能把NOx转化为N,跟水(H,O),其核心的化学变化如下所示:4NO+4NH,+O2 4N,+6H,0(1)6NO+4NH,5N2+6H,0(2)6NO,+8NH,7
6、N2+12H,O(3)2NO2+4NH,+O2-3N,+6H,O(4)在没有任何催化剂的情形下,以上化学变化只能在比较窄的环境温度内(8 50 110 0)开展,选用催化剂后使反应活化能减少,可以从比较低环境温度(30 0 40 0)环境下开展。而可选择性指的是在催化的作用和O,存有的条件下,NH,优先选择与NOx产生氧化反应,且不和烟尘里的氧完成氧化还原反应。现阶段世界各国SCR系统软件大多采用持续高温金属催化剂,反应温度是315400。2.3特点选择性催化还原法(SCR)技术具有以下特点。(1)N O x 脱除效率高。选择性催化还原法(S C R)一般NOx脱除效率可维持在7 0%9 0%
7、,是一种高效的烟气脱硝技术。(2)二次污染小。选择性催化还原法(SCR)的原理是将NOx利用还原剂还原为无毒性零污染的N,和H,O,全部加工工艺所产生的二次污染化学物质非常少。(3)现有的技术还比较完善,同时,用途广。选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术已获得比较多的应用。如火电厂的脱硫装置装置中SCR法约9 5%的比例。在中国已完成或筹建的脱硫装置施工中选用的大多是SCR法。(4)投资成本高,使用成本高。2.4应用SCR技术对加热炉烟尘NOx持续的效果十分明显、技术较为成熟,已成为世界上运用较多、最具有效果的一种烟气脱硝技术,在有效的布置下以及合理的环境温度下,可以达到8 0 9 0%的脱
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