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3.2 石灰石-石膏湿法 3.2.1 工艺原理及反应机理 石灰石/石灰-石膏湿法脱硫是工艺应用最广且技术最成熟的脱硫工艺技术,主要是采用了石灰石/石灰作为脱硫的吸收剂,与水进行混合 搅拌成溶液,送至塔内进行脱硫反应。塔内溶液与烟气进行循环接触,脱除烟气中SO2并生成中间物亚硫酸钙,再通入氧化空气进行氧化 反应,形成的石膏浆液经旋流及真空脱水系统处理后生成最终产物石膏。在掌握液气比技术、托盘技术及塔壁增效环等超低排放核心技术 的情况下,脱硫效率能达到98~99%以上。 石灰石-石膏湿法脱硫反应机理如下: CaCO3 ? Ca2 CO32SO2 H2O ? HSO3- H HSO3- 1/2O2 ? H SO42Ca2 SO42- 2H2O = CaSO4?2H2O 总公式:CaCO3 SO2 2H2O 1/2O2 = CaSO4?2H2O CO2 3.2.2 工艺流程 石灰石-石膏湿法脱硫包含烟气系统、石灰储存及浆液制备系统(或磨机浆液制备系统)、脱硫塔系统、氧化空气系统、旋流器系统、 真空皮带脱水系统及事故检修系统等。工艺流程图如下:
3.1.3 工艺特点 优点: a.完全的干法过程,无废水,无需增加消白设备即可达到效白的效果。 b.脱硫效率高,SO2可以从2000mg/Nm3脱除至超净排放要求的35mg/Nm3。 c.入口SO2增加,脱硫系统无需增容改造,只要增加消石灰投量即可。 d.可以去除SO3(湿法脱硫难以去除SO3)。 缺点: a.由于需要建床,对工况烟气量的稳定要求比较高,烟气波动大轻易造成塌床。
发表时间:2019-12-12T11:20:34.077Z 来源:《河南电力》2019年6期 作者: 陶恺 [导读] 本文主要对烧结机烟气脱硫脱硝超低排放工艺技术进行了介绍,其中着重对重点主流工艺技术进行介绍析。通过对烧结机烟气 脱硫脱硝超低排放工艺相关联的内容分析,以期为相关的环保工作人员提供借鉴。
(南京强思工程技术服务有限公司 江苏南京 210000) 摘要:本文主要对烧结机烟气脱硫脱硝超低排放工艺技术进行了介绍,其中着重对重点主流工艺技术进行介绍及分析。通过对烧结机
烟气脱硫脱硝超低排放工艺相关联的内容分析,以期为相关的环保工作人员提供借鉴。 关键词:烧结烟气;脱硫脱硝工艺;超低排放
1 烧结机烟气特性 烧结工艺是一项重要的钢铁生产工序,该工艺主要是将铁矿粉、炉尘、石灰及钢渣钢皮按照一定的比例混合后加热并烧结成块的 过程,在烧结料燃烧过程中会生产大量的含有污染物的烟气。 烧结机烟气的主要特征是: a.因漏风率较高,烧结机产生的烟气量较大,每吨烧结矿约产生4000m3~6000m3的烟气量。 b.烟气的温度比较高,温度范围约在120°C~180°C。 c.烟气携带粉尘多,浓度达到5~15g/m3,粉尘含碱性成分较多,具有细黏的特点,粉尘平均粒径约为13~35μm。 d.烟气的含水量大,约占总烟气量的10%左右。 e.含有污染及腐蚀性的气体,烟气中含有氯化氢(HCL)、硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOX)、氟化氢(HF),重金属污染物以 及二噁英等。SO2及NOx浓度分别在1000~3000mg/Nm3及 100~300mg/Nm3左右。 2 国家政策 2019年4月28日由国家五部委联合颁布的《关于推进钢铁行业超低排放的意见》明确烧结机及球团焙烧烟气颗粒物、SO2、NO1排放浓 度小时均值分别不高于10、35、50毫克/立方米,钢铁烧结机烟气脱硫脱硝除尘装置面临大面积提效改造。 3 烧结烟气脱硫脱硝主流工艺 3.1 循环流化床半干法 3.1.1 工艺原理及反应机理 循环流化床半干法工艺通过物料在床内的内循环和高倍率的外循环,使吸收剂与SO2间的传热传质交换和吸收剂内的传质过程强 烈,固体物料在床内的停留时间比较久,且运行温度靠近烟气露点附近,故极大的提高石灰的利用率并提升了脱硫效率。在较高的Ca/S比情 况下,脱硫效率可与石灰石/石膏湿法工艺相媲美,可达到90%~98%左右。 循环流化床烟气脱硫反应机理如下: Ca(OH)2 SO2 = CaSO3?1/2H2O 1/2H2O Ca(OH)2 SO2 = CaSO4?1/2H2O 1/2H2O Ca(OH)2 H2O SO2 O2 = CaSO4?2H2O CaSO3?1/2H2O 1/2O2 = CaSO4?1/2H2O 1/2H2O Ca(OH)2 CO2 = CaCO3 H2O 3.1.2 工艺流程 吸收剂Ca(OH)2在流化床反应塔内悬浮、和烟气反复循环,并通过雾化喷嘴增湿活化,在增湿段Ca(OH)2颗粒与烟气中的SO2、 H2O反应生成干粉产物。其主要设备为石灰储仓、生石灰消化器、吸收塔、布袋除尘器及灰仓等。工艺流程图如下:
3.2.3 工艺特点 优点: a.原料石灰石(石灰)廉价易得,产物石膏可当作水泥建材。 b.脱硫效率高效稳定,有一定的除尘效果,能轻松实现脱硫除尘一体化。 缺点: a.脱硫管道容易磨损和结垢。 b.烟囱出口有白色烟雨(核心地区需要消白),脱硫系统产生脱硫废水。 3.3 SCR脱硝工艺 3.3.1 工艺原理及反应机理 SCR脱硝技术,即选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)是指在催化剂(如TiO2、V2O5、WO3)作用下,还原剂NH3在310420℃(低温脱硝190-250℃)下将烟气中的NO和NO2还原成无毒的N2和H2O,而几乎不发生NH3的氧化反应,以此来降低NH3的消耗。SCR 技术具有脱硝效率高、系统运行稳定且无任何废水废渣等二次污染物产生的特点,故应用比较广泛,在脱硝实际应用业绩中占有近90%左 右的比例。 SCR脱硝反应机理如下: 4NO 4NH3 O2 = 4N2 6H2O 4NO2 2NH3 O2 = 3N2 6H2O 副反应有: SO2 1/2O2 = SO3 NH3 SO3 H2O = NH4HSO4 3.3.2 工艺流程 SCR工艺包括烟道系统、反应器系统和供氨系统,主要设备有进口烟道、喷氨格栅、整流器、反应器、催化剂、出口烟道、氨储罐、 卸氨泵、氨蒸发器、氨缓冲罐、稀释风机等组成。主要系统的组成如下: