1、1太鋼煉鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫脫硝太鋼煉鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)用2012012 2年年6 6月月2目目 錄錄一、概述二、燒結(jié)活性炭脫硫脫硝技術(shù)三、脫硫脫硝裝置的設(shè)計(jì)條件四、活性炭脫硫脫硝實(shí)際運(yùn)行效果五、結(jié)束語(yǔ)3 一、概 述 太鋼煉鐵廠燒結(jié)在物料焙燒時(shí)產(chǎn)生大量的廢氣（SO2、NOx、煙塵等），450m2燒結(jié)機(jī)，SO2年排放總量為6821噸，NOX年排放總量為2774噸，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為改善環(huán)境質(zhì)量，嚴(yán)格控制工業(yè)污染，太鋼450 m2燒結(jié)機(jī)配套脫硫脫硝裝置。 脫硫脫硝裝置采用日本住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社的活性炭移動(dòng)層方式的干式脫硫脫硝裝置，吸附塔的詳細(xì)設(shè)計(jì)以及吸附塔的移動(dòng)單元、解析塔

2、制造由住友重機(jī)械負(fù)責(zé)，太鋼進(jìn)行土建、電氣、設(shè)備、工藝、自動(dòng)化編程、能源介質(zhì)、總圖布置、建設(shè)與安裝等整套工程集成。 制酸由中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)，氨站由廣州天賜三和環(huán)保工程有限公司設(shè)計(jì)，施工由山西鋼鐵建設(shè)有限公司完成。 采用活性炭吸附工藝：脫硫、脫硝、脫二噁英、脫重金屬、除塵五位一體，其副產(chǎn)品制備濃硫酸，在國(guó)內(nèi)燒結(jié)行業(yè)為首例。4 450m2燒結(jié)脫硫脫硝于2010年8月31日投入運(yùn)行，至今運(yùn)行平穩(wěn)。 本文首先就使用活性炭脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明，然后對(duì)450m2燒結(jié)機(jī)干式脫硫脫硝裝置原理說(shuō)明、性能數(shù)據(jù)及物料消耗進(jìn)行分析。附圖：脫硫脫硝裝置全景圖5450m2燒結(jié)脫硫脫硝裝置全景圖燒結(jié)脫硫脫硝裝置全

3、景圖6二、燒結(jié)活性炭脫硫脫硝技術(shù)1、工藝概要 活性炭干法脫硫脫硝系統(tǒng)共分為七個(gè)子系統(tǒng)，包括除塵系統(tǒng)，卸灰系統(tǒng)，吸附、解析及活性炭運(yùn)輸系統(tǒng)，活性炭補(bǔ)給系統(tǒng)，熱循環(huán)及富SO2輸送系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)以及注氨系統(tǒng)。 燒結(jié)廢氣中的有害雜質(zhì)，通過(guò)吸附塔吸附，可去除粉塵、重金屬、 SO2、 NOX；解析塔可去除二噁英 、并將富集SO2輸送到制酸系統(tǒng)，生產(chǎn)98%濃硫酸 。7 脫硫脫硝使用的活性炭外觀如圖，平均直徑為9mm，長(zhǎng)度為1015mm的圓柱狀活性炭。8 脫硫脫硝工藝流程圖硫酸92、處理技術(shù)的原理 1）、除塵活性炭的除塵原理與普通的過(guò)濾除塵相同，通過(guò)沖撞，遮擋以及擴(kuò)散捕捉效果進(jìn)行除塵。通常直徑1m以上的粒子可

4、通過(guò)沖撞效果進(jìn)行捕捉。而不到1m的粒子要通過(guò)遮擋和擴(kuò)散捕捉效果進(jìn)行捕捉。102）、脫硫硫化物的大部分是二氧化硫（SO2），通過(guò)物理吸附以及化學(xué)吸附兩種吸附方式進(jìn)行。首先，在范德瓦爾斯力以及化學(xué)親和力的作用下，SO2由氣相移動(dòng)至活性炭粒子表面后被捕捉（物理吸附）。然后，在活性炭細(xì)孔內(nèi)被氧化為SO3同時(shí)與一同吸附的H2O產(chǎn)生反應(yīng)，作為H2SO4被捕捉（化學(xué)吸附）。、物理吸附SO2 SO2* 11、化學(xué)吸附A A、SO2* + 1/2O2* SO3*SO3* + nH2O* H2SO4*(n-1)H2O：為活性炭細(xì)孔內(nèi)的吸附狀態(tài)。：根據(jù)廢氣中的水分，SO2濃度，廢氣溫度的不同有所變化，但在通常的溫度

5、下（100150）可認(rèn)為是2。B B、為促進(jìn)脫硝反應(yīng)以及維持活性炭的活性，需要進(jìn)行加氨，如以下的化學(xué)反應(yīng)。是否作為NH4HSO4*或(NH4)2SO4*被吸附，由NH3與SO2的濃度比所決定。 H2SO4* + NH3 NH4HSO4* NH4HSO4 *+ NH3 (NH4)2SO4*123）、脫硝活性炭的脫硝反應(yīng)包括與SCR脫硝同樣的觸媒反應(yīng)和活性炭特有的還原反應(yīng)。與SCR相比，因?yàn)槟軌蛟诘蜏丶礋Y(jié)廢氣的溫度領(lǐng)域進(jìn)行脫硝處理，所以沒(méi)有必要像SCR一樣加熱廢氣，也不需要COG等加熱源。這可以降低運(yùn)行成本。活性炭的脫硝反應(yīng)如下所示。、SCR反應(yīng)活性炭有通常的Ti-V系金屬觸媒同樣的作用，如下式

6、所示NO被還原為N2。NO + NH3 + 1/4O2 N2 + 3/2H2O、Non-SCR反應(yīng)如上關(guān)于脫硫的說(shuō)明，提供的NH3與被活性炭吸附的SO2反應(yīng)，生成酸性硫氨或者硫氨，稱之為堿性化合物或者還原性物質(zhì)，表示為下式的CRed。活性炭在再生后，在含有該堿性化合物的狀態(tài)下循環(huán)至吸附反應(yīng)塔，與廢氣中的NO直接反應(yīng)還原生成N2。該反應(yīng)為活性炭特有的脫硝反應(yīng)，稱為Non-SCR反應(yīng)。NO + CRed N2134） 脫除PCDD/F（二噁英）作為毒性對(duì)象的PCDD/F，包括包括7 7種種PCDDsPCDDs（Polychlorodibenzo p-Polychlorodibenzo p-diox

7、insdioxins）與與1010種種PCDFs(Polychlorodibenzo furans)PCDFs(Polychlorodibenzo furans)，共計(jì)，共計(jì)1717種。種。在常溫下均為固體，但在活性炭吸附層的溫度范圍（100150），由于各種濃度及蒸氣壓作用，作為固體狀，霧狀，或者氣狀存在。其中，固體狀與霧狀的PCDD/F為附著或者吸附在廢氣中灰塵粒子表面的狀態(tài)，稱之為灰塵狀PCDD/F。因此，灰塵狀PCDD/F通過(guò)活性炭移動(dòng)層的過(guò)濾集塵功能被除去，氣狀PCDD/F通過(guò)吸附被除去。 太鋼著眼于未來(lái)，燒結(jié)在脫硫脫硝的同時(shí)，也可同時(shí)去除PCDD/F。145）、其他有害物質(zhì)的除去除

8、上述物質(zhì)以外，燒結(jié)廢氣含有少量的HCl(氯化氫)，氟化氫（HF），SO3 (三氧化硫)等酸性氣體。這些酸性氣體也通過(guò)吸附進(jìn)行除去。而且，Hg（水銀）這樣的揮發(fā)性重金屬也被高效率地吸附除去。15三、脫硫脫硝裝置三、脫硫脫硝裝置的設(shè)計(jì)條件的設(shè)計(jì)條件項(xiàng)目單位FGD入口廢氣條件最小值最大值平均值設(shè)計(jì)值備注廢氣流量m3N-wet/h1,444,000 1,369,000 1,444,000 BUF Inlet廢氣壓力Pa500 500 BUF Outlet廢氣溫度138 135 138 BUF Inlet煤煙mg/m3N-dry100 90 100 O2%-dry14.1 14.4 14.3 14.4

9、CO2%-dry5*6*6*CO%-dry0.6 0.6 N2%-dryBalanceBalanceH2O%13 12 12 SO2mg/m3N-dry553 815 639 815 SO3mg/m3N-dry微量微量NOxmg/m3N-dry209 317 260 317 HCmg/m3N-dry40*40*HFmg/m3N-dry2.5*2.5*PCDD/Fng-TEQ/m3N-dry1.5*1.5*Hgg/m3N-dry微量微量1、脫硫煙氣成份如下表一（太鋼450燒結(jié)）162、硫酸設(shè)備由中國(guó)瑞林公司進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備由太鋼負(fù)責(zé)采購(gòu)。通常時(shí)期（春季，夏季以及秋季）的產(chǎn)品硫酸純度為98%。但是，

10、在冬季由于融點(diǎn)的原因制造硫酸純度為93%。3、保證性能 在任何工況情況下排出凈煙氣： 含SO2濃度不大于41 mg/Nm3 脫硝效率達(dá)33%以上 粉塵排放濃度不大于20 mg/Nm3 二惡暎排放指標(biāo)不大于0.2ng/Nm3通過(guò)制酸系統(tǒng)制備98%的濃硫酸，450脫硫后制酸0.88萬(wàn)噸。17 450m2燒結(jié)脫硫運(yùn)行（2012年上半運(yùn)行數(shù)據(jù)）：1、脫硫吸附塔入口溫度：四、活性炭脫硫脫硝實(shí)際運(yùn)行效果 溫度平均：126.2 ，控制在 120到 130。圖中波動(dòng)為燒結(jié)機(jī)檢修停機(jī)所致。18 入口煙氣量平均：1670km3/h，范圍大約在 1,400 到 2,500 km3N/。 2、脫硫入口煙氣量：19入口

11、硫的濃度平均470mg/Nm3,圖中波動(dòng)高點(diǎn)為礦粉中硫高的原因。3、入口硫的濃度 20出口硫濃平均16mg/Nm3,圖中波動(dòng)高點(diǎn)為燒結(jié)機(jī)開(kāi)停機(jī)的原因。4、出口硫濃21入口氮氧化物濃度平均102mg/Nm3。5、入口氮氧化物22入口氮氧化物濃度平均62mg/Nm3。6、出口氮氧化物23脫硫效率平均96%7、脫硫效率24脫硝效率平均：39.9%，8、脫硝效率259、保證性能與實(shí)測(cè)值如下表所示 各性能指標(biāo)為投運(yùn)4個(gè)月后（2011年1月）經(jīng)市環(huán)保局檢測(cè)的結(jié)果。所有項(xiàng)目均超過(guò)保證性能。 另外，生產(chǎn)的硫酸達(dá)到了工業(yè)硫酸一等品質(zhì)，在太鋼軋鋼系統(tǒng)進(jìn)行了有效利用。保證項(xiàng)目保證值實(shí)測(cè)值判定SO2（脫硫）煙囪入口濃

12、度mg/m3N-dry417.5合格脫硫率%9598合格NOx（脫銷）煙囪入口濃度mg/m3N-dry213101合格脫硝率%3350合格粉塵煙囪入口濃度mg/m3N-dry2017.1合格PCDD/F煙囪入口濃度ng-TEQ/m3N-dry0.20.15合格NH3 Slip煙囪入口濃度ppm-dry39.50.2合格回收硫酸純度等級(jí)98一等品一等品合格2610、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 活性炭粉作為燃料高爐噴煤使用，硫酸在太鋼的型材廠、五軋廠、焦化廠使用。1）、活性炭消耗及產(chǎn)生的粉塵量 活性炭從2010年8月到2012年6月消耗5271噸，平均每月230噸，產(chǎn)生的粉塵為5688噸，月均247噸。272）

13、、硫酸產(chǎn)量 從2010年9月到2012年6月產(chǎn)酸13001噸，平均每月590噸。283）、液氨用量 從2010年11月到2012年6月用液氨2589噸，平均每月136噸，圖中波動(dòng)為零點(diǎn)是此月氨站校檢安全閥。294）、運(yùn)行費(fèi)用450450燒結(jié)脫硫脫硝燒結(jié)脫硫脫硝20122012年年1-61-6月份運(yùn)行成本月份運(yùn)行成本項(xiàng)目單價(jià)價(jià)格單位450脫硫數(shù)量（噸）金額（萬(wàn)元）一、硫酸收入500元/噸3320166.00 活性炭粉塵收入500元/噸161880.90 二、運(yùn)行成本2671.83 1、輔料 活性炭4872 元/噸1430696.67 NH33200元/噸723231.36 302、能源其中：電0.60 元/KWH175462981052.78 焦?fàn)t煤氣50.29 元/GJ64668325.22 循 環(huán) 水0.5元/噸600003.00 新 水3.8元/噸141365.37 蒸 汽18.63元/GJ2944854.86 壓縮空氣0.08元/M39640807.71 氮 氣0.36元/M33940800141.87 3、費(fèi)用萬(wàn)元其中：機(jī)物料萬(wàn)元30.00