太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术及应用,201,2,年,6,月,2,目 录,一、概述,二、烧结,活性炭脱硫脱硝技术,三、脱硫脱硝装置,的设计条件,四、,活性炭脱硫脱硝,实际运行效果,五、结束,语,3,一、,概 述,太钢炼铁厂烧结在物料焙烧时产生大量的废气（,SO,2,、,NOx,、烟尘等），,450m,2,烧结机，,SO,2,年排放总量为,6821,吨，,NO,X,年排放总量为,2774,吨，对环境造成严重污染。为改善环境质量，严格控制工业污染，太钢,450 m,2,烧结机配套脱硫脱硝装置。,脱硫脱硝装置采用日本住友重机械工业株式会社的活性炭移动层方式的干式脱硫脱硝装置，,吸附塔的详细设计以及吸附塔的移动单元、解析塔制造由住友重机械负责，太钢进行土建、电气、设备、工艺、自动化编程、能源介质、总图布置、建设与安装等整套工程集成。,制酸由中国瑞林工程技术有限公司设计，氨站由广州天赐三和环保工程有限公司设计，施工由山西钢铁建设有限公司完成。,采用活性炭吸附工艺：脱硫、脱硝、脱二噁英、脱重金属、除尘五位一体，其副产品制备浓硫酸，在国内烧结行业为首例。,4,450m,2,烧结脱硫脱硝于,2010,年,8,月,31,日投入运行，至今运行平稳。,本文首先就使用活性炭脱硫脱硝技术进行说明，然后对,450m,2,烧结机干式脱硫脱硝装置原理说明、性能数据及物料消耗进行分析。,附图：脱硫脱硝装置全景图,5,450m,2,烧结脱硫脱硝装置全景图,6,二、烧结,活性炭脱硫脱硝技术,1,、,工艺概要,活性炭干法脱硫脱硝系统共分为七个子系统，包括除尘系统，卸灰系统，吸附、解析及活性炭运输系统，活性炭补给系统，热循环及富,SO,2,输送系统、烟气系统以及注氨系统。,烧结废气中的有害杂质，通过吸附塔吸附，可去除粉尘、重金属、,SO,2,、,NO,X,；解析塔可去除,二噁英,、并将富集,SO,2,输送到制酸系统，,生产,98%,浓,硫酸,。,7,脱硫脱硝,使用的活性炭外观,如图，平均直径为,9mm,，长度为,10,15mm,的圆柱状活性炭。,8,脱硫脱硝工艺流程图,硫酸,9,2,、,处理技术的原理,1,）、,除尘,活性炭的除尘原理与普通的过滤除尘相同，通过冲撞，遮挡以及扩散捕捉效果进行除尘。通常直径,1,m,以上的粒子可通过冲撞效果进行捕捉。而不到,1,m,的粒子要通过遮挡和扩散捕捉效果进行捕捉。,10,2,）、,脱硫,硫化物的大部分是二氧化硫（,SO,2,），通过物理吸附以及化学吸附两种吸附方式进行。,首先，在范德瓦尔斯力以及化学亲和力的作用下，,SO,2,由气相移动至活性炭粒子表面后被捕捉（物理吸附）。然后，在活性炭细孔内被氧化为,SO,3,同时与一同吸附的,H,2,O,产生反应，作为,H,2,SO,4,被捕捉（化学吸附）。,、物理吸附,SO,2,SO,2,*,11,、化学吸附,A,、,SO,2,*+1/2O,2,*SO,3,*,SO,3,*+nH,2,O*H,2,SO,4,*(n-1)H,2,O,：,为活性炭细孔内的吸附状态。,：根据废气中的水分，,SO,2,浓度，废气温度的不同有所变化，但在通常的温度下（,100,150,）可认为是,2,。,B,、,为促进脱硝反应以及维持活性炭的活性，需要进行加氨，如以下的化学反应。,是否作为,NH,4,HSO,4,*,或,(NH,4,),2,SO,4,*,被吸附，由,NH,3,与,SO,2,的浓度比所决定。,H,2,SO,4,*+NH,3,NH,4,HSO,4,*,NH,4,HSO,4,*+NH,3,(NH,4,),2,SO,4,*,12,3,）、,脱硝,活性炭的脱硝反应包括与,SCR,脱硝同样的触媒反应和活性炭特有的还原反应。与,SCR,相比，因为能够在低温即烧结废气的温度领域进行脱硝处理，所以没有必要像,SCR,一样加热废气，也不需要,COG,等加热源。这可以降低运行成本。活性炭的脱硝反应如下所示。,、,SCR,反应,活性炭有通常的,Ti-V,系金属触媒同样的作用，如下式所示,NO,被还原为,N,2,。,NO+NH,3,+1/4O,2,N,2,+3/2H,2,O,、,Non-SCR,反应,如上关于脱硫的说明，提供的,NH,3,与被活性炭吸附的,SO,2,反应，生成酸性硫氨或者硫氨，称之为碱性化合物或者还原性物质，表示为下式的,C,Red,。活性炭在再生后，在含有该碱性化合物的状态下循环至吸附反应塔，与废气中的,NO,直接反应还原生成,N,2,。该反应为活性炭特有的脱硝反应，称为,Non-SCR,反应。,NO+C,Red N,2,13,4,）,脱除,PCDD/F,（二噁英）,作为毒性对象的,PCDD/F,，,包括,7,种,PCDDs,（,Polychlorodibenzo p-dioxins,）,与,10,种,PCDFs(Polychlorodibenzo furans),，共计,17,种。,在常温下均为固体，但在活性炭吸附层的温度范围（,100,150,），由于各种浓度及蒸气压作用，作为固体状，雾状，或者气状存在。其中，固体状与雾状的,PCDD/F,为附着或者吸附在废气中灰尘粒子表面的状态，称之为灰尘状,PCDD/F,。因此，灰尘状,PCDD/F,通过活性炭移动层的过滤集尘功能被除去，气状,PCDD/F,通过吸附被除去。,太钢着眼于未来，烧结在脱硫脱硝的同时，也可同时去除,PCDD/F,。,14,5,）、,其他有害物质的除去,除上述物质以外，烧结废气含有少量的,HCl(,氯化氢,),，氟化氢（,HF,），,SO,3,(,三氧化硫,),等酸性气体。这些酸性气体也通过吸附进行除去。而且，,Hg,（水银）这样的挥发性重金属也被高效率地吸附除去。,15,三、脱硫脱硝装置,的设计条件,项目,单位,FGD,入口废气条件,最小值,最大值,平均值,设计值,备注,废气流量,m,3,N-wet/h,1,444,000,1,369,000,1,444,000,BUF Inlet,废气压力,Pa,500,500,BUF Outlet,废气温度,138,135,138,BUF Inlet,煤烟,mg/m,3,N-dry,100,90,100,O,2,%-dry,14.1,14.4,14.3,14.4,CO,2,%-dry,5*,6*,6*,CO,%-dry,0.6,0.6,N,2,%-dry,Balance,Balance,H,2,O,%,13,12,12,SO,2,mg/m,3,N-dry,553,815,639,815,SO,3,mg/m,3,N-dry,微量,微量,NOx,mg/m3N-dry,209,317,260,317,HC,mg/m3N-dry,40*,40*,HF,mg/m3N-dry,2.5*,2.5*,PCDD/F,ng-TEQ/m3N-dry,1.5*,1.5*,Hg,g/m3N-dry,微量,微量,1,、脱硫烟气成份如下表一（太钢,450,烧结）,16,2,、硫酸设备,由中国瑞林公司进行设计，设备由太钢负责采购。,通常时期（春季，夏季以及秋季）的产品硫酸纯度为,98%,。但是，在冬季由于融点的原因制造硫酸纯度为,93%,。,3,、保证性能,在任何工况情况下排出净烟气：,含,SO,2,浓度不大于,41 mg/Nm,3,脱硝效率达,33%,以上,粉尘排放浓度不大于,20 mg/Nm,3,二恶,暎,排放指标不大于,0.2ng/Nm,3,通过制酸系统制备,98%,的浓硫酸，,450,脱硫后制酸,0.88,万吨。,17,450m,2,烧结脱硫运行（,2012,年上半运行数据）：,1,、脱硫吸附塔入口温度：,四、,活性炭脱硫脱硝,实际运行效果,温度平均：,126.2,，控制在,120,到,130,。图中波动为烧结机检修停机所致。,18,入口烟气量平均：,1670km,3,/h,，范围大约在,1,400,到,2,500 km,3,N/,。,2,、脱硫入口烟气量：,19,入口硫的浓度平均,470mg/Nm3,图中波动高点为矿粉中硫高的原因。,3,、入口硫的浓度,20,出口硫浓平均,16mg/Nm,3,图中波动高点为烧结机开停机的原因。,4,、出口硫浓,21,入口氮氧化物浓度平均,102mg/Nm,3,。,5,、入口氮氧化物,22,入口氮氧化物浓度平均,62mg/Nm,3,。,6,、出口氮氧化物,23,脱硫效率平均,96%,7,、脱硫效率,24,脱硝效率平均：,39.9%,，,8,、脱硝效率,25,9,、保证性能与实测值如下表所示,各性能指标为投运,4,个月后（,2011,年,1,月）经市环保局检测的结果。所有项目均超过保证性能。,另外，生产的硫酸达到了工业硫酸一等品质，在太钢轧钢系统进行了有效利用。,保证项目,保证值,实测值,判定,SO,2,（,脱硫,）,烟囱入口浓度,mg/m,3,N-dry,41,7.5,合格,脱硫率,%,95,98,合格,NOx,（,脱销,）,烟囱入口浓度,mg/m,3,N-dry,213,101,合格,脱硝率,%,33,50,合格,粉尘,烟囱入口浓度,mg/m,3,N-dry,20,17.1,合格,PCDD/F,烟囱入口浓度,ng-TEQ/m,3,N-dry,0.2,0.15,合格,NH,3,Slip,烟囱入口浓度,ppm-dry,39.5,0.,2,合格,回收硫酸,纯度,等级,98,一等品,一等品,合格,26,10,、运行维护费用,活性炭粉作为燃料高炉喷煤使用，硫酸在太钢的型材厂、五轧厂、焦化厂使用。,1,）、活性炭消耗及产生的粉尘量,活性炭从,2010,年,8,月到,2012,年,6,月消耗,5271,吨，平均每月,230,吨，产生的粉尘为,5688,吨，月均,247,吨。,27,2,）、硫酸产量,从,2010,年,9,月到,2012,年,6,月产酸,13001,吨，平均每月,590,吨。,28,3,）、液氨用量,从,2010,年,11,月到,2012,年,6,月用液氨,2589,吨，平均每月,136,吨，图中波动为零点是此月氨站校检安全阀。,29,4,）、运行费用,450,烧结脱硫脱硝,2012,年,1-6,月份运行成本,项目,单价,价格单位,450,脱硫,数量（吨）,金额（万元）,一、硫酸收入,500,元,/,吨,3320,166.00,活性炭粉尘收入,500,元,/,吨,1618,80.90,二、运行成本,2671.83,1,、辅料,活性炭,4872,元,/,吨,1430,696.67,NH,3,3200,元,/,吨,723,231.36,30,2,、能源,其中：电,0.60,元,/KWH,17546298,1052.78,焦炉煤气,50.29,元,/GJ,64668,325.22,循 环 水,0.5,元,/,吨,60000,3.00,新 水,3.8,元,/,吨,14136,5.37,蒸 汽,18.63,元,/GJ,29448,54.86,压缩空气,0.08,元,/M,3,964080,7.71,氮 气,0.36,元,/M,3,3940800,141.87,3,、费用,万元,其中：机物料,万元,30.00,劳保,万元,8.00,备件,万元,30.00,低易品,万元,10.00,4,、人工,75.00,三、利润,万元,2424.93,四、吨矿成本,烧结产量,2522700,吨,9.61,元,/,吨,31,五、结束语,按设计，实施烟气脱硫脱硝后，,450m,2,烧结机年可减少,SO,2,排放,6480,吨，减少,NO,X,排放,916,吨,粉尘排放减少,840,吨。,烧结脱硫脱硝可以实现减少污染物排放的目标，有利于环境的全面改善，同时可以降低排污费的支付，在取得巨大环境效益的同时，产生了经济效益。,32,敬请指导！,