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活性焦(炭)干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用与分析
作者:管理员    发布于:2017-11-23 14:02:28    文字:【】【】【

  烧结球团活性焦(炭)干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用与分析――:工程应用高继贤,刘静,曾艳,瞿尚鹏,傅月梅,辛昌霞(上海克硫环保科技股份有限公司上海201203)文介绍了活性焦(炭)干法烟气净化技术的工程装备、在国内外烧结脱硫脱硝脱二英项目中的应用,并给出了建议。应用和分析表明,活性焦(炭)脱硫技术需进行成本降低和技术完善,值得在我国钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝脱二e英(PCDD/F)领域逐步推广。

  烧结烟气脱硫工程是钢铁行业减排S2的主要手段,通过工程减排实现钢铁行业的绿色环保发展。同时,对烧结工序排放的N0X和二嗤英等污染物也需要建设脱硝脱二噪英装置进行工程减排。我国在钢铁行业“十二五”规划中,要求全面实现烧结脱硫,适量减排N0X,开展烧结烟气脱硝脱二嗤英的先进环保技术研究,这对钢铁行业大气污染物工程减排提供了发展契机。在工程应用中,移动床吸附反应塔与再生塔是活性焦(炭)脱硫脱硝集成净化的核心设备,主要采用错流移动床,也有装备采用对流床。日本技术的典型吸附反应塔和再生塔装备结构如所示。图i中,吸附反应塔为错流移动床,在床内活性焦和烟气错流接触,活性焦分为三层,各层的颗粒下落速度和停留时间不同,以实现高效脱硫脱硝;再生塔为列管式换热器结构,一般采用间接换热。日本一POWER公司活性焦脱硫脱硝装备与日本住友结构类似,也为错流移动床吸附反应器和列管式脱附再生器。上海克硫活性焦装备也为错流移动床,但是活性焦颗粒在目前应用中未分层。上海克硫逆流(对流)床和双段床吸附反应塔也开始在工业装置中应用。德国WKV公司和北京国电清新开发了对流床脱硫脱硝装备,其余的新型装备也在不断开发中。

  1.2应用进展活性焦(炭)干法烟气净化技术已在国内外多家大型钢铁企业的烧结脱硫项目中得到应甩工程业绩如表1所示24―7‘9―14’16―24.截至目前,采用活性焦(炭)干法烧结脱硫脱硝的大型钢铁公司包括但不限于日本的新日铁、FE、住友金属和神户制钢,韩国的浦项钢铁和现代制铁,澳大利亚的博思格钢铁以及中国的太钢(集团)公司等。

  活性焦(炭)干法烟气净化技术能一体化协同脱除S2、NOx、二英、重金属、卤化氢和粉尘等污染物,烟气处理量多数在(90~210)X104Nm3/h,运行取得了良好的效果。在已建设的多套烧结烟气脱硫工业装置中,以我国太钢和日本住友金属和歌山烧结脱硫为典型代表举例说明,其脱硫脱硝装置如所示。由于一POWEREntech(株)2005年成立,并购了三井矿山(株)的干式脱硫工程部门,并联合成立了活性焦,所以在表1中2005年以前相关的技术类型写为MET―Mitsui―BF,2005年:器―活性焦(炭)脱硫脱硝集成净化核心设备1517~181 U)太钢3号450m2烧结机脱硫脱硝与制酸工程(b)日本住友金属和歌山5号烧结机脱硫脱硝工程71994-2015ChinaAcader典型活性焦(炭)烧结烟气脱硫脱硝集成净化装置表1活性焦(炭)干法烟气净化技术在烧结脱硫脱硝中应用的工程业绩11用户国别目标脱除物成分SO:浓度脱硫率脱硝率脱二英率/w;副产物技术类型投运时间新日铁名古屋制铁所No.3日本硫酸住友,SHI新日铁名古屋制铁所No.2日本粉尘硫酸住友,SHI FE公司福山厂No.4日本粉尘DXNs硫酸FE公司福山厂No.5日本粉尘DXNs硫酸住友金属鹿岛厂No.2日本石膏住友金属鹿岛厂No.3日本石膏新日铁大分日本硫酸住友,SHI澳大利亚住友,SHI伯卡罗钢厂印度硫酸新日铁君津No.3日本粉尘硫酸住友SHI韩国住友SHI韩国住友SHI住友金属和歌山厂No.5日本粉尘石膏现代制铁唐津No.2韩国住友SHI神户加古川,KSL日本硫酸住友SHI太钢No.3中国硫酸住友SHI太钢No.4中国硫酸住友SHI国外的活性焦(炭)干法烧结烟气脱硫脱硝项目和国内太钢项目为我国烧结烟气脱硫脱硝提供了有益的借鉴。我国有烧结机1200台左24~25,目前有220台左右已建和在建烧结烟气脱硫装置。所用的吸附剂是由中国兵器工业集团山西新华活性炭厂供应的9mm大颗粒活性炭(焦)9建的烟气脱硫脱硝与制酸装置用于净化太钢三烧与四烧的烧结机烟气,位于太钢(集团)不锈钢公司炼铁厂内,包括2套脱硫装置和2套制酸装置。

  吸附反应塔和脱附再生塔是烧结脱硫脱硝系统的主要装备。吸附塔采用矩形错流移动床,外观为不规则长方体。由于处理的烧结烟气量较大,三烧和四烧的吸附反应塔均采用模块化设计,每个塔分为多个单元,通过单元的并联和控制气流分布,实现装备的大型化。

  活性焦在吸附塔内停留时间分单元不同而不同。吸附反应塔为上下双段烟气净化采用半工序。塔内活性焦(炭)颗粒层分为前、中、后三层,温度控制在120~140K高效实现硫氮双脱;吸附反应塔下段只脱硫,不脱硝;上段喷入NH3,实现硫氮双脱,但是上段脱硫率低于下段。这样的结构导致下段净化的出口烟气不脱硝,上段净化的烟气虽然脱硝,但出口烟气SO2浓度较高。脱附塔(或称脱吸塔、再生塔)与吸附塔紧密相邻,采用机械输送活性焦,输送角度接近垂直;再生时采用间接加热,在400太钢烧结脱硫脱硝脱二英与制酸系统投运后,作业率达到95以上。表2列出了太钢3号烧结脱硫脱硝脱二英集成净化与制酸技术性能分析,表中净化后数据为太原市环境监测中心站检测结果,烟气量为湿基数据,污染物浓度为干基数据。从表2可以看到,太钢3号烧结机脱硫率为98.8,脱硝率为61.0,除尘率为825,脱二嗤英率为90,硫酸产量8 800t/a,实测结果全部超过了设计值,实现了良好的烟气脱硫、脱硝、脱二英、脱重金属和除尘的集成净化功能,环保效果显著。

  表2太钢3号烧结脱硫脱硝脱二嗔英集成净化与制酸技术性能分析118参量烟气量粉尘二喝英净化前净化后太钢(集团)烧结脱硫脱硝装置取得了良好的环保效果。3号、4号两台烧结机脱硫脱硝脱二嗤英项目的成功投运,实现了脱硫率> 95,每年可减少二氧化硫排放10666~15000余吨、氮氧化物2200余吨和粉尘800 ~2000余吨,还减排了较多的二嗤英和重金属。在脱硫脱硝脱二17英的同时,每年从烟气中回收二氧化硫制成98的浓硫酸22000多吨,用于太钢轧钢酸洗工序和硫氨生产,变废为宝,减少了外购硫酸的成本。

  太钢活性焦(炭)烧结烟气脱硫脱硝脱二英与制酸项目是太钢(集团)深入贯彻落实科学和实现清洁生产的重要举措,体现了太钢建设绿色钢厂、发展循环经济、绿色低碳和环境友好型企业的战略意图。通过这一先进环保项目的建设,太钢烧结工序实现了废物零排放和硫资源回收,实现了环保与经济的双赢。该项目的成功投运,为全国钢铁行业实施节能减排、清洁生产、循环经济和烧结脱硫脱硝脱二英项目建设起到了作用,也为活性焦(炭)干法烧结脱硫脱硝脱二嗤英与制酸项目在我国钢铁行业的工业应用和技术推广迈出了坚实的步,具有十分重要的借鉴意义和示范作用。

  2分析和建议21我国烧结脱硫脱硝分析我国的烧结脱硫历史早可上溯至20世纪50年代,但是真正开始工业化建设始于2005年2008年以后我国烧结脱硫工业装置建设才迅速发展。目前,我国的烧结脱硫技术还未形成某种工艺主导的状况,已建和在建的220多套烧结脱硫装置还处于应用和探索阶段,呈现出了百家争鸣、百花齐放的工艺格局。世界金属导报,2010-06―骆铁军。钢铁工业“十二五”发展规划对科技发展的新要求,第八届中国钢铁年会文集,北京,2011.技术外还需进一步加快高效廉价活性焦(炭)、G如aT他遍。

  我国钢铁行业节能减排和清洁生产中,有着广阔的发展前景。

  22建议太钢(集团)公司采用活性焦(炭)干法烟气脱硫脱硝装置进行烧结脱硫脱硝,为我国钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝技术的选择提供了一条新的途径;同时,也为活性焦(炭)干法脱硫脱硝技术在我国的进一步应用推广起到了积极的促进作用。我国钢铁行业烧结机烟气脱硫还处于初期阶段,在“十二五”期间需要新建脱硫装置的市场空间巨大;对烧结脱硝也逐步提上日程,同时,由于脱硫脱硝脱二嗤英一体化、节水和循环经济的高技术需求,该技术有着更大的发展空间。据此,对我国的烧结烟气脱硫脱硝,特别是活性焦(炭)干法烧结脱硫脱硝,提出几点建议,以期抛砖引玉。

  加强技术创新和工程推广,加快产学研合作进度,在工程放大、优化设计和烟气脱硝方面的关键学科和工程问题上取得新的突破,为建设更优秀、大型化和同时脱硫脱硝的工业装备提供科学依据和技术支持。

  钢铁企业根据自身的情况,因地制宜,选择适合自己公司的烧结脱硫脱硝技术;国家有关部门大力支持烧结脱硫脱硝技术的发展,增强自主创新能力,促进烧结脱硫脱硝技术的多元化和规范化;优先发展和鼓励采用具有资源回收、集成净化和节水功能的烧结烟气深度净化技木促进循环经济发展,实现联合脱硫、脱硝、脱二嗤英、脱汞和除尘的能力,为建设高度环保、清洁生产、资源循环和绿色低碳的钢铁企业做出贡献。

  提高工程实施能力,不断降低工程投资和运行成本,促进节水和副产物综合利用;加快开发和推广适应我国450m2以上大型烧结机脱硫脱硝脱二嗤英的烧结烟气深度净化工艺及装备,工艺和装备要技术可靠、运行稳定、投资和运行费用廉价或适中。

  对活性焦(炭)烧结脱硫脱硝集成净化技术除推广国产化技术和引进日本、德国现有活性半焦。冶金管理,2009,杨天钧张建良,刘征建。烧结烟气脱硫技术的研究与发展。世界金属导报,2010―魏进趄廖继勇,刘昌齐,等。低碳经济形势下烧结烟气脱硫技术的发展。烧结球团,201035(3):6―9.曲余玲毛艳丽,张东丽。烧结烟气脱硫技术应用现状及发展趋势。冶金能源,2010刘文权。钢铁行业烧结烟气脱硫技术的发展。中国环郜学。我国烧结球团行业脱硫现状及减排对策。FuelPioc高继贤,王金福,王铁峰,等。移动床炭法变温吸附烟气净化与硫回收技术应用进展。化工进展200928(2):325-333.高继贤,刘静,翟尚鹏,等。活性焦(炭)干法烟气净化技术的应用进展。化工进展,2011,30(5),1097―1105.曾艳,高继贤,辛昌霞,等。活性焦脱硫技术在我国钢铁行业烧结脱硫的应用。世界金连娥桂,张原,林驰前,等。活性焦(炭)烟气脱硫技术应白井弘一。可再生活性焦技术已商业化的、可去除多种污染物的技术,8―15/26.2011年全国烧结烟气脱硫技术交流会文集,太原,2011.杨波。活性炭在太钢450烧结烟气脱硫脱硝工程中的应用及展望。科学之友,2011,张春霞,王海风,齐渊洪。烧结烟气污染物脱除的进展周末。活性炭吸附法在烧结烟气治理领域的进展及前景。

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  (上接第60页)量加强烧结矿冷却,可保证一段、二段的废气温度,同时保证出矿温度小于120°C. 46减少系统漏风每次检修都对环冷机台车下方风箱、上方集气罩与台车之间、烧结机台车尾部密封等漏风部位采取相应的措施进行堵漏密封。

  5实施效果及效益2011年烧结矿吨矿蒸汽产生量为56kg/1,吨矿发电量为6.有较大幅度提高。

  按照新区2011年生产烧结矿6 515148t计算,每吨烧结矿蒸汽发生量达到56kg/1,产生蒸汽总量为万t,无烟煤按1130元/t计算,经济效益为4512X1130=5098.56万元,与2010年(产汽量7kg/1矿)相比,实际增加经济效益4461.24万元。

  6结束语通过分析影响烟气温度的因素,制定出有关措施,包括:加强技术操作,严格工艺考核;提高作业连续性和作业率;坚持厚料层烧结;将烧结终点后移;对环冷机冷却进行优化;减少系统漏风等,实施后取得了较好的效果。2011年烧结矿吨矿蒸汽产生量为56kg/t,吨矿发电量为6.22kWh/t,效益显著。烧结余热回收是节能减排、降耗降成本的重要措施,符合低碳经济要求,符合国家产业政策,发展

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