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燒結煙氣脫硫脫硝一體化

  隨著我國經濟和工業化進程的不斷發展,大氣污染物排放的問題日益突出。在排放的大氣污染物當中,對生態環境和公眾健康影響最為嚴重的有SO2,NOx,二噁英以及工業廢氣中摻雜的多種重金屬等。其中SO2和NOx是酸雨的前體物,NOx還是光化學煙霧的前體物,二噁英以及重金屬有嚴重的致毒致癌作用。而且這些大氣污染物的排放量正在逐年增加。據中國環境科學研究院、清華大學等單位在2011年研究結果表明:單由SO2一項導致的酸雨污染,每年給我國造成的經濟損失超過1100億元;整個大氣污染造成的損失,每年約占中國GDP總量的2%~3%。我國SO2和NOx的排放主要是來自于燃煤電廠的鍋爐廢氣和鋼鐵冶金行業的燒結煙氣。目前,火電廠煙氣脫硫已取得了較大改觀,國家“十二五”要求電廠開始對煙氣進行脫硝,2015年前后80%的電廠將加裝脫硝裝置,從而實現“十二五”期間SO2減排8%,NOx減排10%的整體目標;痣姀S煙氣脫硫主要應用濕式石灰石-石膏法,脫硝主要選用的是選擇性催化還原(SCR法)工藝,在兩種技術日趨成熟、火電廠煙氣排放達標的背景下,鋼鐵冶金行業的煙氣治理與減排壓力正日益增大,也將成為國內工業煙氣治理的下一個重點。

燒結煙氣的特性:

鋼鐵冶金行業的SO2,NOx以及其他大氣污染物的排放主要來自于前期的燒結工序,其中燒結煙氣中的SO2的排放總量占整個鋼鐵行業排放總量的90%左右。雖然電廠的煙氣脫硫、脫硝工藝研究的較為深入,實際應用經驗有了較好的積累,可以為鋼鐵冶金行業提供一定的借鑒和支持,但是冶金行業的燒結煙氣與電廠鍋爐煙氣產生過程是不同的,因此,冶金行業煙氣治理不能照搬電廠模式。燒結煙氣是在將置于燒結臺車上的各種粉狀含鐵原料、燃料和熔劑點火熔化、高溫燒結成型過程中所產生的含有多種污染成分的氣體,它與電廠煙氣相比具有許多自身的特點:

 (1)煙氣量大、變化大

由于漏風率高(40%~50%)和固體料循環率高,有相當一部分空氣沒有通過燒結料層,使燒結煙氣量大大增加,每產生一噸燒結礦大約產生4000~6000m3煙氣。由于燒結料透氣性的差異及鋪料不均等原因,造成燒結煙氣系統的阻力變化較大,最終導致煙氣量變化大,變化幅度可高達40%以上。

 (2)二氧化硫濃度變化大

隨著原燃料供需矛盾的不斷變化和鋼鐵企業追求成本的最低化,鋼鐵企業所使用的原燃料的產地、品種變化很大,由此造成其質量、成分(包括含硫率)等的差異波動很大,使得燒結生產最終產生的二氧化硫的濃度變化范圍較大,從數百到5000mg/Nm3以上。

 (3)煙氣成分復雜

由于使用鐵礦石為原料,因此燒結煙氣的成分相對比較復雜,除二氧化硫和微細煙塵外,還含有氮氧化物、氯化氫、氟化氫、多環芳烴(PAH)等氣態污染物,煙塵中可能還含有重金屬等。燒結生產所排放的二惡英僅次于垃圾焚燒爐,排第二位。

 (4)煙氣溫度變化范圍大

隨著生產工藝的變化,燒結煙氣的溫度變化范圍一般在120~180℃,但有些鋼廠從節約能源消耗、降低運行成本考慮,采用低溫燒結技術后,使燒結煙氣的溫度大幅下降,可低至80℃左右。

 (5)含氧量與含濕量高

為了提高燒結混合料的透氣性,混合料在燒結前必須加適量的水制成小球,因此燒結煙氣的含濕量較大,可達到7%~13%。含氧量一般為15%~18%。

 

由于燒結煙氣成分復雜,含塵量高,煙氣變化波動大的特殊性,使得電廠目前使用的SCR脫硝技術不適用于燒結煙氣的治理工作,因此也使得燒結煙氣脫硝更困難,必須針對其自身的特點,進行綜合考慮,開發適合燒結煙氣治理的技術路線。

 煙氣脫硫脫硝一體化技術可以籠統的分為干法和濕法兩大類,隨著該技術越來越受到重視,近年來,一些新近研究出的煙氣同時脫硫脫硝的新技術和新思路使得此工藝有了更高的實用價值和科學價值

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