低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝手艺在津西无缝钢管的应用

　因为当前情况污染严重及国度环保尺度的提高,河北津西无缝钢管集团股份有限公司对2 号265m2烧结机实施脱硫脱硝除尘手艺革新,采用无缝钢管节能环保有限责任公司的低溪烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘手艺,新建一套烟气脱硫脱硝除尘系统。项目圆满经由过程168h满负荷运行机能的查核,具有净化效率高、流程简单、运行靠得住、经济性好、副产物易于处置、无二次污染等显著长处,其脱硫效率可达到99%,脱硝效率可达到90%,可以知足烧结烟气超低排放尺度。低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝手艺的成功应用证实,这是烧结烟气实现超低排放的一条经济靠得住的手艺路线。面临日益严重的年夜气情况污染形势，为知足国度和处所的环保要求，实现无缝钢管行业超低排放，河北津西无缝钢管集团股份有限公司经由过程实地调研、手艺阐发和方案切磋后，拟对2 号265m2烧结机进行脱硫脱硝除尘手艺革新，新建一套烟气脱硫脱硝除尘系统。新建系统采用无缝钢管节能环保有限责任公司的低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘手艺，实现了烧结烟气SO2、NOx 以及烟尘的同时超低脱除。1 国度环保尺度提高今朝，国内烧结行业已经遍及配套扶植了脱硫举措措施，要知足新的环保尺度，必然要晋升脱硫和除尘效率，增添脱她举措措施。各个无缝钢管企业都面对着工艺路线从头选择的问题，起首要考虑烟气的达标排放，还要考虑投资与运行成本，手艺的前瞻性和副产品的措置也是需要重点存眷的处所。2 革新手艺方案的选择烧结低温脱硝的手艺路线只有氧化脱硝和还原脱硝两种，连系湿法、半干法和干法脱硫三种脱硫路径，脱硫脱硝除尘手艺路线首要有氧化+湿法、氧化+半干法、活性炭法、SCR+湿法、湿法+SCR、半干法+SCR 等几种，但那时各类手艺路线都没有知足无缝钢管行业超低排放尺度的工程业绩。经充实调研和频频论证，河北津西无缝钢管集团股份有限公司确定革新方案为新建一套烟气脱硫脱硝除尘系统，采用无缝钢管节能环保有限责任公司的低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘手艺。3 工艺介绍3.1 工艺流程烧结机系统排出的烟气(一般为100-150℃摆布)引入低温催化剂中，在低温催化剂和强氧化剂感化下，年夜大都NO 被氧化成NO2，经催化氧化后的烟气再进入脱硫脱硝反映塔底部，脱硫脱硝反映塔底部为一布风装配，烟气流经时被平均分布。接收剂经由过程一套喷射装配在布风装配上部喷入。在布风装配的上部同样设有喷水装配，喷入的雾化水使烟气降至必然温度。增湿后的烟气与接收剂相夹杂，接收剂与烟气中的SO2、NOx 反映，生成亚硫酸钙、硫酸钙、亚硝酸钙和硝酸钙等。年夜量固体颗粒在塔顶回落，在塔内形成内轮回，部门烟气从脱硫脱硝反映塔上部侧向排出，然后进入脉冲袋式除尘器。年夜部门的固体颗粒经由过程除尘器下的再轮回系统，返回脱硫脱硝反映塔继续加入反映，如斯轮回达100-150 次，少部门脱硫脱硝产品则颠末灰渣处置系统输入到渣仓。后的烟气经除尘器经由过程脱硫脱硝增压风机排入烟囱。因为脱硫脱硝过程中烟气中的年夜量酸性物质尤其是SO3被脱除，烟喊的酸露点温度很低，排烟温度高于露点温度，是以烟气也不需要再加热。脱硫脱硝反映塔上部设有回流装配，塔中的烟气和接收剂颗粒在向上活动时，会有一部门烟气及固体颗粒发生回流，形成很强的内部湍流，从而增添了烟气与接收剂的接触效率，使脱硫脱硝反映加倍充实。固体颗粒在上部发生强烈的回流，增强了固体颗粒之间的碰撞和摩擦，不竭地表露出新颖的接收剂概况，年夜年夜提高了接收剂的操纵率。接收塔较高，烟气在脱硫脱硝反映塔中的逗留时候较长，使得烟气中的SO2、NO2可以或许与接收剂充实夹杂反映，99%的晚硫反映和90%的脱硝反映都在脱硫脱硝反映塔内进行并完成。系统流程如图1 所示。3.2 反映机理在脱硫脱硝反映塔内，多次轮回的固体接收剂形成一个浓相的床态，接收剂粉末、烟气及喷入的水分，在流化状况下充实夹杂。接收剂粉末和烟气中的SO2、NO2、SO3、HCl、HF 等在水分存在的环境下，在Ca(OH)2 粒子的液相概况发生反映，从而实现高效脱硫脱硝。下列简化反映式描述了必然温度规模内脱硫脱硝反映塔内发生的年夜部门反映。脱硫反映：SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O脱硝反映：NO+1/2O2→NO2(催化剂感化下)NO+O3→NO2+O2(强氧化剂感化下)4NO2+2Ca(OH)2→Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O脱硫脱硝互相促进皮应：2NO2+CaSO3+Ca(OH)2→Ca(NO2)2+CaSO4+H2O与其他酸性物质(如SO3、HF、HCl)的反映：SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O与诸多采用轮回流化床道理的半干法脱硫工艺比拟，该工艺的特点是采用新型布风装配，加速气体对固体颗粒的加化，快速获得均一的气固浓度分布，缩短脱硫脱硝塔进口的长度，提高床层操纵效率。同时，脱硫脱硝塔下部是脱硫脱硝反映敏捷进行的区域，采用新型布风装配，消弭了脱硫脱硝装配下部流场的偏转，提高了颗粒均勾性和脱硫脱硝效率，可连结低的反映物耗损率。3.3 工艺优势低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘手艺是一种低温干法同时脱硫脱硝工艺。该手艺以轮回流化床道理为根本，操纵催化剂和强氧化剂将NO氧化为NO2，经由过程接收剂的多次再轮回操纵，耽误接收剂与烟气的接触时候，以达到高效脱硫脱硝的目标。其手艺焦点就是开辟了独有的低温氧化催化剂和高效的轮回流化床反映器；解决了NOx的低成本氧化和SO2及NOx高效脱除的两年夜关头难题。该工艺具有脱除效率高、投资省、流程简单、运行靠得住、投资和运行费用低、副产物易于处置等显著长处，其脱硫效率可达到85%-99%，脱硝效率可达到70%-98%，系统出口粉尘浓度小于5mg/Nm3，完全可以知足超低排放尺度。4 工程应用4.1 工程概况河北津西无缝钢管集团股份有限公司现有2 号265m2 烧结机一台，工况烟气量为1620000Nm3/h,标况烟气量为1070000Nm3/h，烧结机原采用湿法脱硫塔脱硫，无脱硝举措措施。为知足国度和处所环保要求，2017年9月，该公司拟对2 号265m2 烧结机进行脱硫脱硝除尘手艺革新，革新要求净化后的烟气SO2排放浓度小于30mg/Nm3,NOx 排放浓度小于50mg/Nm3,颗粒物排放浓度小于10mg/Nm3,知足无缝钢管行超低排放尺度。4.2 参数设计低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘系统，首要由烟气系统、接收剂储存、输送及轮回系统、水系统、灰渣输送系统、公用介质及节制系统等构成。单套脱硫脱硝系统的设计参数，如表1 所示。4.3 革新前后结果对比河北津西无缝钢管集团股份有限公司2 号烧结机脱硫脱硝除尘革新项目于2017 年10 月开工，2018年9 月进入不变运行阶段。2018 年10 月5 曰，项目圆满经由过程168h 满负荷运行机能查核，系统运行不变，烟气排放各项指标低于烧结行业超低排放尺度。168h 查核时代，SO2 进口平均值为636.5mg/Nm3，出口平均值为2.3mg/Nm3,SO2 脱除环境见图2;NOx 进口平均值为198.94mg/Nm3，出口平均值为15.6mg/Nm3，排放环境见图3;粉尘排放浓度较低，出口平均浓度为1.33mg/Nm3，见图4。系统的首要设计和运行参数、首要能源介质耗损如表2 和表3 所示。经由过程数据阐发，运行参数均优于设计参数，系统可不变达到超低排放尺度，运行费用约3500 元/h，折合吨矿运行费用小于9.5 元。4.4 副产品操纵采用钙基脱硫剂纯真脱除烟气中SO2 的半干法工艺，包罗今朝遍及采用的轮回流化床脱硫工艺、SDA 扭转喷雾工艺及密相关塔工艺等，发生的脱硫渣首要成分为亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙及氢氧化钙等，此中亚硫酸钙占到大都。因为脱硫时系统采用的耗硫比分歧，脱硫渣中亚硫酸钙的组分一般被节制在35%±10%，脱硫渣平均粒径为10μm 摆布，堆比重为600-900kg/m3 之间。因为亚硫酸钙对水泥中矿物的选择性较强，不具有应用的遍及顺应性，是以无论是电厂烟气，仍是烧结烟气的干法脱硫系统发生的脱硫渣都很难纵。大都都是被堆弃，或者是有限地被用于矿井填埋、路基铺垫等，无法高效地操纵。低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘工艺对烟气进行处置后，副产品的首要矿物构成是硫酸钙、硝酸钙、亚硝酸钙及其他含钙化合物。硫酸钙是矿渣粉出产企业常用的外加剂，也是GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》许可添加的外加剂。硝酸盐和亚硝酸盐不仅能作为混凝土的早强剂组分，并且可作为混凝土防冻剂组分利用。我国曾出产应用过以硝酸盐和亚硝酸盐为主的很多品种的早强剂或防冻剂，如亚硝酸钙-硝酸钙，亚硝酸钙-硝酸钙-尿素、亚硝酸钙-硝酸钙-氯化耗，以及亚硝酸钙-硝酸钙-氯化耗-尿酸等。亚硝酸钙的掺入还可以防止混凝土内部钢筋的锈蚀，其原因是可以促使钢筋概况形成致密的庇护膜。经由过程试验阐发，其副产品可用于矿渣粉出产用添加剂和配制无缝钢管渣粉早强激发剂，达到提高矿渣的活性，并解决无缝钢管渣粉早期强度低的手艺问题，达到“零排放”，是以具有很高的经济价值。4.5 手艺特点1)实现了低温前提下NO 向NO2 的高效转化。在烟气温度高于100℃前提下，经由过程利用低温氧化催化剂和强氧化剂，加快烟气中的NO 与烟气中的O2 快速连系生成NO2。2)实现了SO2 与NO2 的同塔高效脱除。NO2 虽为酸性气体，但其与碱性接收剂发生酸碱反映的化学反映速度远低于SO2。首要原因有两个：一是NO2 溶于水生成HNO3 与HNO2,HNO2 不不变易分化为NO，导致整体脱硝率下降；二是NO2在水中的消融度为1.26mg/L，仅是SO2 在水中消融度的1%，SO2 与NO2 同塔接收存在竞争接收剂的问题。针对以上两点，经由过程近十年的理论研究与工艺实践，经由过程对传统流化床反映塔塔型的冲破性优化，经由过程流场的优化，提高了NO2的气固接触时候，在实现高效脱硫的同时，将NO2 的接收效率由传统轮回流化床反映塔低于40%提高到90%。3)实现了脱硫脱硝副产品的资本化操纵。常规半干法脱硫副产品中，亚硫酸钙含量较高，作为无缝钢管渣粉添加剂利用时，对建材的早期强度发生晦气影响。同时脱硫脱硝系统中，因为NO2硫脱硝副产品中亚硫酸钙含量削减，对建材早期强度的晦气影响削弱；另一方面，亚硝酸钙的存在，年夜年夜晋升了建材的早期强度及防冻机能。是以，同时脱硫脱硝副产品可以按比例添加在无缝钢管渣粉中，实现副产品的资本化操纵。4)系统可脱除强酸、重金属、二噁英等多种污染物，无废水发生、无低温侵蚀、烟囱无水汽。5 结语无缝钢管节能环保有限责任公司的低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘手艺实现了低温前提下NO向NO2的高效转化、SO2与NO2的同塔高效脱除以及脱硫脱硝副产品的资本化操纵，同时可脱除强酸、重金属、二噁英等多种污染物，且无废水发生、无低温侵蚀、烟囱无水汽。颠末对不变运行及168h 满负荷运行状况的阐发，该项目工艺具有净化效率高、流程简单、运行靠得住、经济性好、副产物易于处置、无二次污染等显著长处，其脱硫效率可达到99%，脱硝效率可达到90%，可以知足烧结烟气SO2、NOx、颗粒物低于35、50、10mg/Nm3的超低排放尺度，完全知足国度对烧结行业超低排放的要求。该项目是无缝钢管节能环保在烧结行业知足超低排放指标的业绩，也是整个京津冀区域为数不多的知足烧结行业超低排放指标的工程示范之一，其系统的不变运行标记着无缝钢管节能环保历经十年研发的低温烟气轮回流化床同时脱硫脱硝除尘手艺在烧结行业应用已经成熟，并具备年夜规模推广应用的前提，为烧结机烟气实现超低排放供给了一条靠得住的手艺路径。