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宝钢股份:宝钢工程烧结烟气S-SCR脱硝技术

文章来源:中国宝武  发布时间:2018-07-13

1.技术背景

2013年11月,宝钢股份四烧结产线投运,同步建设了循环流化床半干法脱硫系统。2016年9月底,增建了一套中温催化脱硝脱二噁英装置。烧结烟气脱硝脱二噁英S-SCR技术是宝钢工程在消化、吸收国际先进工艺技术基础上,通过二次开发创新的一项前沿性的专项技术,该技术解决了脱硝烟气升温采用BFG燃料加热的技术难题,设施运行总体稳定可靠,脱硫脱硝及脱二噁英效果明显,满足排放要求。

2.S-SCR工艺流程与原理

在催化剂的作用下,利用氨作为还原剂使其与烟气中的NOx反应,产生无害的氮(N2)和水(H2O);脱二噁英:将二噁英经过催化剂会裂解成二氧化碳(CO2)、水(H2O)及盐酸(HCl),其主要反应式为:

4 NO + 4 NH3 + O2→4 N2 + 6 H2O

6 NO2 + 8 NH3 →7 N2 + 12 H2O

NO + NO2 + 2 NH3 → 2 N2 + 3 H2O

DXN (Dioxins or Furans) → CO2 + H2O+ HCl

3.核心技术及工艺

核心技术1:烟气加热技术

低热值稳定燃烧烧嘴的研发,通过点火烧嘴和中心烧嘴的反复性能测试,确定煤/空气最佳流量、压力,成功解决了低热值燃料热值波动带来的燃烧熄灭的风险。针对燃料热值的波动,稳定燃烧实现了中心烧嘴高热值自动开启和关闭的补燃控制。

核心技术2:高温烟气混匀技术

开发了高温烟气专用混合器。通过单孔掺入流场的模拟分析,以及1:25体积比的热、冷风干扰的实验,有效实现了烟气的高效混匀,使得脱硝效率得以有效保证。

核心技术3:脱硝反应器核心设备设计

采用2+1层催化剂结构形式, 为脱硝效率提升预留升级空间。针对烟气流量和压力、粉尘等因素,采用不同形式的催化剂结构形式。旋转式GGH换热器,通过利用脱硝反应后高温烟气余热进入脱硝反应器的烟气温度,有效降低了脱硝系统运行成本。

4.关键工艺技术设备

5.S-SCR工艺特点

(1) NOx及二噁英脱除效率可高达90%以上。

(2) S-SCR工艺为氮氧化物及二噁英裂解反应,无衍生废弃物再处理问题。

(3) S-SCR工艺使用面积及压降较小。

(4) 操作安全性高,无尘爆之忧虑。

(5) 操作维修相较简单。

(6) 对于已建干法/湿法脱硫的烧结机组,可以通过增设模块化脱硝脱二噁英实现一体化,达到新的环保要求。

6.处理效果

S-SCR工艺为氮氧化物及二噁英裂解反应,并无衍生废弃物再处理问题,对NOx及二噁英脱除效率可高达90%以上。其中:

SO2:入口浓度600-1000mg/Nm3,出口浓度平均30mg/Nm3左右,脱硫率96%以上。

NOx:入口浓度300-450mg/Nm3,出口浓度平均100mg/Nm3以内,脱硝效率达到80%以上,具备达到50mg/Nm3以下的能力。

颗粒物:入口浓度平均80mg/Nm3左右,出口浓度<20mg/Nm3。

二噁英:入口浓度平均1-3ng-TEQ/Nm3,出口浓度<0.5ng-TEQ/Nm3。

7.应用及推广

该技术成功应用于宝钢股份4号烧结机,于2016年9月底投运,目前设备运行总体稳定可靠,脱硫脱硝效果明显,满足排放要求,机组具备实现超低排放的能力。对于已建脱硫的烧结机组,通过增设模块化脱硝脱二噁英实现综合治理一体化有很好的借鉴作用。

按照目前试运行实绩测算,烟气净化投运后(包括脱硫脱硝)烧结工序能耗上升7.16kgce/t-s,吨烧结矿成本上升10.92元。

【责任编辑:李凡】

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