烧结烟气脱硫脱硝工艺的比较

烧结机头是钢铁行业SO2和NOx主要排放源。随着环境保护的压力不断加大,烧结烟气脱硫脱硝工艺的选择就显得尤为重要。本文主要介绍了目前国内外主流的烧结烟气脱硫脱硝工艺,并对各种工艺的优缺点进行比较分析。

目前,烧结烟气治理的工艺主要有活性焦脱硫脱硝工艺、半干法脱硫+SCR脱硝工艺湿法脱硫+ SCR脱硝工艺。

一、活性焦一体化脱硫脱硝工艺

活性焦吸附法脱硫的原理是利用活性焦的吸附性能,低温时将烟气中的二氧化硫(SO2)进行吸附,吸附饱和后的活性焦由物料输送系统送至解析系统,在高温加热的条件下将吸附的SO2解析出来,然后送往回收装置生产浓硫酸;再生后的活性焦经冷却筛分后送回吸收塔循环使用。

活性焦脱硝的原理是由于活性焦具有催化活性,在一定的温度条件下,向烟气中喷入氨水,氨和NOx在活性焦的催化作用下发生选择性催化还原反应,生成氮气和水。

活性焦脱硫脱硝工艺一般含有烟气收集、喷氨、污染物吸附、活性焦再生、活性焦循环和输送、硫酸制备等几个主要生产系统。

脱硫塔

脱硫塔

二、 循环流化床半干法脱硫+SCR 脱硝组合工艺

废气进入反应器,反应器内布置脱硫剂,烟气中的二氧化硫与脱硫剂发生反应,由于烟气在反应器中流速较快,烟气和脱硫剂之间的接触面积大,反应完全,SO2被吸收。在反应塔中完成化学反应后,水分被蒸发,烟气中夹杂大量脱硫固废,一般在最后利用布袋除尘器将气固分离。由于反应器中保持适当的温度,并在物料紊流作用下,因此反应器中表面可保持洁净,无沉积物。

循环流化床脱硫工艺一般含有脱硫剂制备、进料、烟气净化等几个主要生产系统。

烟气脱硫后的温度为 80 ℃左右,经过GGH 换热,将烟气温度升高至160~300 ℃,进入SCR反应器进行脱硝。SCR法是在300 ℃左右、含氧气氛下,以NH3作还原剂、V2O5-TiO2-WO3体系为催化剂来消除尾气中NOx。

三、湿法脱硫 +SCR 脱硝组合工艺

湿法脱硫是目前烧结烟气应用最广泛的工艺,按照脱硫介质的不同,分为氧化镁法、石灰石-石膏法、氨法等。下面以最常见的石灰石-石膏法为例,介绍湿法脱硫工艺原理。

石灰石-石膏法以石灰石为脱硫吸收剂,石灰石首先经过破碎粉磨系统成粉状,与水搅拌混合形成吸收浆液。在吸收塔中,烟气由底部进入,顶部喷石灰石浆液,烟气中的SO2与碳酸钙发生反应,并被鼓入的空气氧化,最终生成反应物石膏。吸收塔一般分层设置,目前常采用三层喷淋,以提高脱硫效率。

石灰石-石膏法脱硫工艺一般含烟气收集、石灰石浆液制备、吸收、石膏处理等几个主要生产系统。

湿法脱硫+SCR脱硝组合工艺中脱硝原理与前述SCR脱硝原理一致,不再赘述。

石灰石—石膏法脱硫工艺

石灰石—石膏法脱硫工艺

四、各种脱硫脱硝工艺优缺点比较

1、活性焦一体化脱硫脱硝工艺

(1)该工艺脱硫效率高,同时具有除尘效果,由于不加入其他辅助原料,因此无其他废水、废渣的产生,不造成二次污染;

(2)由于活性焦良好的吸附性能,可协同处置氟化物、二噁英等其他污染物;

(3)烧结生产过程中由于工况不同、原料的不同会导致烟气量、温度以及SO2体积分数波动较大,而活性焦脱硫脱硝工艺对烟气的变化具有较强的适应性;

(4)资源回收。活性焦通过再生系统,可将吸附的SO2析出,送制酸系统制成浓硫酸,实现资源的回收利用;

(5)该工艺对烧结生产系统影响较小,活性焦吸附系统抗腐蚀能力较强;

(6)活性焦脱硫脱硝系统一次性投资较高,且由于需要不断补充活性焦,运行成本较高。

2、 循环流化床半干法脱硫 +SCR 脱硝组合工艺

(1)烟气循环流化床法脱硫效率高,对含SO2体积分数较高的烟气也有很好的脱硫效果;

(2)采用石灰为脱硫剂,分布广泛,且脱硫剂消耗量小;

(3)一次性投资成本较低,且运行费用较低;

(4)SCR法在运行一段时间后,催化剂需要更换,更换的废催化剂为危险固废,应加强管理。

SCR脱硝工艺

SCR脱硝工艺

3、 湿法脱硫 +SCR 脱硝组合工艺

(1)湿法脱硫应用广泛,工艺成熟;

(2)一次性投资成本较低,且运行费用较低;

(3)若采用石灰石-石膏法,后续石膏产生量较大,会带来后续石膏综合利用问题;

(4)湿法脱硫后的烟气会再烟囱口形成雾状水汽,携带有SO2、SO3、CaSO4等污染物;

(5)湿法脱硫运行过程中对设备的腐蚀较大,建设过程中应做好脱硫塔的防腐,运行过程中应加强检修,保证系统稳定运行。

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