再生铅富氧侧吹熔炼SNCR干法脱硝工艺实践.pdf
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1、2024 No.1 V试验研究清洁生产1 再生铅富氧侧吹熔炼技术介绍富氧侧吹熔炼技术是利用熔池熔炼原理,通过浸没底吹氧气的强烈搅动,使硫化物精矿、未脱硫收稿日期:2023-08-12再生铅富氧侧吹熔炼SNCR 干法脱硝工艺实践薛松成(山西恒巨环保科技有限公司,山西 运城 043200)摘要:再生铅富氧侧吹熔炼在再生铅领域占有突出地位。由于国家环境政策趋严,要求富氧侧吹熔炼进行脱硝处理。脱硝工艺主要有氧化法、SCR 法及 SNCR 法。本文中,笔者介绍了再生铅富氧侧吹熔炼炉脱硝工艺,重点介绍了氧化法脱硝工艺和 SNCR 高温干法脱硝工艺,分析了这两种工艺的优、缺点。并且,详细讨论了 SNCR 高
2、温干法脱硝工艺在生产实践中的应用。关键词:再生铅;富氧侧吹;熔炼炉;选择性非催化还原;臭氧氧化还原;脱硝;脱氮激活剂中图分类号:TM912.1文献标识码:B文章编号:1006-0847(2024)01-07-06Practice of SNCR dry denitrification process inoxygen-rich side-blowing smelting for recycled leadXUE Songcheng(Shanxi Hengju Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Yuncheng Shanxi 043200,
3、China)Abstract:Oxygen enriched side blowing smelting of recycled lead plays a prominent role in the field of recycled lead.Due to the stringent national environmental policy,denitrification treatment is required for oxygen-rich side-blown smelting.The denitration process mainly includes oxidation,SC
4、R and SNCR.In this paper,the author introduces the denitrification process of recycled lead oxygen-rich side-blown melting furnace,focuses on the denitrification process of oxidation and SNCR high temperature dry process,and analyzes the advantages and disadvantages of these two processes.In additio
5、n,the application of SNCR high temperature dry denitrification process in production practice is discussed in detail.Keywords:recycled lead;oxygen-rich side blowing;melting furnace;selective non-catalytic reduction;ozone REDOX;denitration;denitrification activator铅膏与熔剂等原料在反应器(熔炼炉)的熔池中充分搅动,迅速熔化、氧化、交互
6、反应和还原,生成粗铅的熔炼技术。该技术优势在于:侧吹炉采用竖炉结构,占地面积小,综合能耗低。根据生产需要,可用一台炉或两台炉串联,实现铅泥的间断还原或连续还原。可控制还原深度,实现金属铅在炉渣中的含量达到 1%以下。炉渣不溶于水,可达一般固废标准,易于处理。固定在侧墙上2024 No.1 Vol.618Chinese LABAT Man蓄 电 池的水冷风口结构简单,造价低廉。开风、停风快捷方便。工作时无需更换风口。风口寿命长达数年。同时,风口可配置天然气或煤气燃烧装备。从侧吹炉两侧鼓入熔融渣层的富氧空气或工业氧保证了熔体的强烈鼓泡搅拌。搅拌功率达 40100 kW/m3。在此种情况下,液、固、
7、气反应极快。而且,在饱和度不大的条件下,新相生成并加速生长。靠团聚(碰撞)作用炉渣中的金属长成 0.55 mm 的液滴,能迅速地下沉,与炉渣分离。侧吹炉的炉身由铜质水套围成矩形,靠铜水套工作面上形成的冷凝炉渣层来抵御炉渣的冲刷和腐蚀,其使用寿命在 5 a 以上。尽管铜水套比用耐火砖衬里的热损量大,但是冶炼单位能耗仍可维持在较低的水平。因为高炉床能力和高氧鼓风使得烟气体积大大减少,从而使烟气带走的热量大大降低。侧吹炉的鼓风工作压力较低。由于采用富氧技术,氧化熔炼可产出高浓度含 SO2 的烟气。如果粒煤作为还原剂和燃料,比天然气作为燃料,反应更顺畅,成本更低。因此,富氧侧吹熔炼技术是国家在铅冶炼和
8、再生铅冶炼领域大力推广的最佳实践技术之一1。2 再生铅富氧侧吹熔炼烟气治理采用脱硝技术的背景2019 年国家出台了重污染天气应急减排措施技术指南 再生铜、铝、铅、锌行业2,在污染防治技术条款中明确了再生铅火法冶炼应采用先进的脱硝工艺(纯氧燃烧工艺除外)。在环境管理水平条款中要求:具有废气污染治理设施运行管理信息(除尘滤料更换量和时间、脱硫及脱硝剂添加量和时间、含烟气量和污染物出口浓度的月度 DCS 曲线图等);再生铅火法熔炼烟气治理必须采用先进的脱硝技术,以达到再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准(GB 315742015)的要求3。再生铅富氧侧吹熔炼烟气的特点在于:随投料量变化,烟道内的烟温
9、会有 0150 的上下波动;随锅炉运行时间的增加,同样点位烟气温度会逐渐升高 0150;由于熔炼炉运行一段时间后烟道壁会有积灰和结焦,管束的换热效果会变差,导致点位温度会逐渐上升(与前期运行情况对比);由于废旧电池原料来源有差异,含水量等成分就会有所不同,因此即使投料量相同,相同点位的烟温也会受到较大影响;整个系统负压(除尘积灰、管道灰沉积)及系统漏风率的变化,会导致烟气流速发生变化,所以同样点位烟温也会有变化。再生铅富氧侧吹熔炼烟气的这些特点会导致采用选择性催化还原(简称 SCR)脱硝的效果较差,成本较高,SCR 脱硝剂失活严重等问题。因此,在中国再生铅熔炼烟气脱硝主要采用高温脱硝和湿式氧化
10、脱硝工艺。3 再生铅富氧侧吹熔炼烟气脱硝工艺介绍3.1 氧化法脱硝工艺 烟气氧化法脱硝的原理是用 O3、NaClO、H2O2等氧化剂将 NO 氧化成 NO2,再用水或碱性溶液吸收生成的高价态氮氧化物,从而实现脱硝。再生铅富氧侧吹熔炼烟气氧化法脱硝工艺主要有 O3 氧化法与 H2O2 氧化法(二者原理基本相似)。氧化法脱硝工艺原则流程如图 1 所示。臭氧氧化还原脱硝系统包括 7 部分,分别为:臭氧发生器系统、臭氧喷射格栅、液相还原剂存储及输送系统、脱硝吸收还原系统、尾吸电除雾、直排烟囱、电气控制系统。臭氧氧化还原脱硝工艺流程参见图 2。经脱硫处理后的含 NOx 烟气先进入臭氧喷射格栅。在催化剂喷
11、射格栅,烟气中的 NO 被臭氧氧化生成高价态 NxOx,然后依次进入脱硝一级吸收塔和二级还原塔。一级吸收塔为烟气调质塔,二级还原塔为还原反应塔,两级塔均为高效旋流板塔结构。在烟气通过塔底部的涡旋气体分布器的时候,由于受到流道的限制,烟气的流向和流速发生变化。烟气由原来的垂直流动变为水平旋转流动。由于流通截面积大大缩小,烟气流速急剧增大,从原来的每秒几米增大到每秒几十米。动压头图 1 氧化法脱硝工艺原则流程图2024 No.1 V试验研究清洁生产大大增加。同时,烟气在涡轮叶片的作用下,被分割成几十股高速旋转流动的气流。当遇到还原液循环泵经喷淋层输送来的还原循环液时,这些气流迅速将液相分散打碎,并
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