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烧结烟气氮氧化物超低排放技术研究

烧结烟气氮氧化物超低排放技术研究

作者:
西安聚能
来源:
西安聚能小编
2019/06/26
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【摘要】:
烧结烟气氮氧化物超低排放技术研究1、烧结机高效综合密封技术   烧结机漏风部位中,头、尾端部漏风最为严重,也最难治理。负压吸附式端部密封技术(如图3所示)以负压作为密封动力,迫使风箱密封板与烧结机台车底板侧部贴合,达到接合部的密封,巧妙地解决压差与密封的矛盾。顶部密封板由分体式改为整板式,彻底消除了传统分体式浮动密封体之间的间隙所导致的漏风,而且省去了灰箱。该技术在国内外得到了广泛应用,其中宝钢湛
烧结烟气氮氧化物超低排放技术研究
1、 烧结机高效综合密封技术
 
    烧结机漏风部位中,头、尾端部漏风最为严重,也最难治理。负压吸附式端部密封技术(如图3所示)以负压作为密封动力,迫使风箱密封板与烧结机台车底板侧部贴合,达到接合部的密封,巧妙地解决压差与密封的矛盾。顶部密封板由分体式改为整板式,彻底消除了传统分体式浮动密封体之间的间隙所导致的漏风,而且省去了灰箱。该技术在国内外得到了广泛应用,其中宝钢湛江2号550m2烧结机初期测试漏风率仅为17.8%,日本和歌山185m2烧结机测试漏风率仅为16.7%。烧结机漏风率降低,有助于降低烧结机主抽风机功率及烧结烟气末端治理负荷。
 
2、烧结烟气循环技术
 
烧结烟气循环工艺是将一部分烧结过程产生的烟气返回烧结机台车料面进行循环烧结的方法。这种方法一方面,可以明显减少废气的排放量,从而降低脱硫脱硝装置的投资和运行成本;另一方面,循环烧结过程中烧结烟气的部分显热和潜热将被回收利用,一定程度上可以降低焦粉的配比。此外,循环烟气中的部分粉尘会被吸附并滞留于烧结料层中;PCDD/Fs和NOx在通过烧结料层时,部分经过热分解得到减排;SO2得以富集,有利于提高脱硫系统的脱硫效率。
 
    根据烧结烟气的来源,循环工艺又分为内循环和外循环。内循环是从主抽风机前的风箱支管取风进行循环;外循环是从主抽风机后的烟道取风进行循环。鉴于烧结烟气中O2含量不满足烧结生产要求(通常不宜低于18%),而环冷机中低温段冷却废气(O2含量与空气类似)的开发利用困难,可通过兑入部分冷却废气,来实现烧结烟气富氧。
 
    目前,我国已将烧结烟气循环技术列为钢铁行业清洁生产的重点推广技术。宝武2号600m2新建烧结工程即采用了该技术,设计过程中除了充分考虑烧结系统的风量平衡、压力平衡、氧量平衡之外,还借助ANSYS软件对循环系统的烟气混合器、分配器及循环罩三大核心部件进行建模、流场仿真及结构优化,工程投产后预计烧结烟气外排量减少25%,NOx和二噁英排放量降低20%,吨矿工序能耗降低1-2kgce。
 
3、清洁燃气料面顶吹低C低NOx烧结技术
 
    燃气料面顶吹技术是在烧结点火炉后适当位置的烧结料面顶部喷入一定量的燃气,使其在烧结负压的作用下被抽入料层内,并在燃烧层上部燃烧放热。首先从热值等量置换角度来讲,该工艺是以燃气代替部分固体燃料;其次,通过喷气位置的控制,实现烧结料层顶部靠点火煤气+固体燃耗、中上部靠顶吹燃气+固体燃耗、下部料层靠自蓄热+固体燃耗的梯级供热方式,使整个烧结料层内的热量分布更合理、热量利用率更高,从而在整体上降低固体燃料消耗,相应的烧结COx、SOx、NOx等污染物的生成量也相应减少。烧结料层内热量分布更合理,将产生更多优质复合铁酸钙,也有助于抑制NOx的产生。
 
 
4、活性炭法烟气净化技术
    国内外工业烟气治理都经历了从单一除尘,到除尘及脱硫复合控制,最后到除尘及多污染物协同治理的过程。通过考察各种技术路线的多污染高效协同脱除效率、副产物的资源化程度、运行可靠性及性价比后,普遍认为活性炭法烟气净化技术和中低温SCR技术比较适应钢铁烧结烟气超低排放技术要求。当然,还有一些其他方法如氧化法等也在不断探索之中。活性炭脱硫原理是:利用活性炭的吸附特性和催化特性,使烟气中SO2与烟气中的水蒸气和氧反应生成H2SO4吸附在活性炭的表面,吸附SO2的活性炭加热再生,释放出高浓度SO2气体,再生后的活性炭循环使用,高浓度SO2气体可被加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。脱硝原理是:通过活性炭催化氮氧化物和氨反应的特性,实现氮氧化物的脱除。脱汞原理是:利用活性炭的吸附性能脱除烟气中的汞等重金属。除尘原理是:与常规过滤集尘一样,活性炭层通过碰撞、遮挡及扩散捕集来实现除尘功能。脱二噁英原理是:固体状与雾状的二噁英会附着或者吸附在废气中灰尘粒子表面,而在通过活性炭层时被过滤除去,气状的二噁英则可通过活性炭层时的化学吸附作用而被从烟气中除去;然后,当活性炭进行高温解吸时,吸附的二噁英会发生解吸并裂解为无毒性物质。
 
5、活性炭法烟气净化典型工艺
 
    活性炭法具备同时脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物、粉尘、二噁英类物质的优点。按吸附方式不同,分为交叉流工艺和逆流工艺,其中交叉流是指烟气与活性炭运动方向相互垂直;逆流是指烟气从下往上,活性炭从上往下移动。
 
 
6、分层吸附技术。
 
    基于活性炭对污染物吸附规律研究,SO2和粉尘的吸附速率大于NOx的吸附速率,即约80%的SO2和粉尘吸附在沿气流方向活性炭床层前部,由于SO2吸附为放热反应,会导致床层前部大量热量累积;同时吸附粉尘后,会降低床层透气性,增加系统阻损,因此床层前部活性炭需尽快排出。通过研究床层后部活性炭下料速度对出口粉尘浓度、脱硝率的影响,发现下料速度慢有利于降低出口粉尘浓度,但会导致系统压力损失急剧增大和脱硝率降低。为解决上述矛盾,开发了分层错流吸附技术,即吸附层分为前、中、后三层:前层脱硫+除尘,活性炭快速排出;中层进一步脱硫+除尘+脱硝,活性炭排料速度次之;后层深度脱硫+脱硝+抑尘,活性炭慢速排出,从而实现以不同运行参数适应不同污染物的高效协同脱除。