105平方烧结炉烟气干法脱硫除尘关键技术专项方案.doc
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1、105m2烧结机烟气脱硫脱硝技术方案一、 概述国内煤炭资源丰富,煤炭是国内重要能源。燃煤同步,也给大气环境带来了非常大压力。燃煤烟尘可长期在空气中漂浮,影响大气质量和能见度。而其中二氧化硫、氮氧化物更是严重危害到人类生存环境。国内每年排放SO2近万吨,给大气环境导致严重污染。钢铁工业烧结工序所排放SO2(在不涉及自备电厂排放SO2状况下)约占钢厂总排放量90%。国内二氧化硫排放原则制定为400mg/m3。当前,国内在燃煤烟气脱硫技术推广过程中,还存在着一定问题,特别是在政策制定系统性和协调性方面,制约了燃煤烟气脱硫技术应用。针对这种状况,我公司在中科院技术支持下自主研发了一种纯干法脱硫、脱硝、
2、脱氮、脱汞一体技术(附带硫回收),这种技术遵循了减少投资及运营费用、维护以便、运营稳定等原则,同步回收了宝贵硫资源,不但较好地推动国内燃煤烟气脱硫技术应用,并且可以带动有关产业发展,是一种可资源化烟气脱硫技术。 1、活性炭干法脱硫、脱氮、脱硝、脱汞一体塔是一种节能、降耗脱硫装置我公司针对负荷,燃烧状况,烟气特性(烟气量、烟气温度、烟气露点温度、烟气含湿度、含尘浓度等),粉尘特性,出灰方式等状况,设定活性炭脱硫塔装置运营参数,结合国内外成功范例,提出烧结机烟气活性炭干法脱硫、脱硝一体工艺技术方案。太原钢铁公司450m2烧结机所使用活性炭脱硫脱硝系统就是一种典型例子。活性炭属无定型炭,由许多呈石墨
3、型层状构造微晶不规则地集合而成,具备结晶缺陷。这些内部构造使活性炭在水解决中不但具备吸附能力,还能起到催化作用。活性炭内部有无数微细孔隙纵横相通,其孔径为1 10 - 101 10 - 6m ,特别是1 10 - 101 10 - 9m 微孔居多,使活性炭具备巨大比表面积(可达1 000 m2/ g) 。这些物理特性也是活性炭具备强大吸附能力因素之一。活性炭由于其具备独特吸附表面构造特性和表面化学性能,因而具备极强吸附功能。并且可以再生重复使用,已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。当前,改性活性炭材料被广泛用于污水解决、大气污染防治等领域,在治理环境污
4、染方面越来越显示出良好前景。2.活性炭在大气污染控制中应用2.1烟气脱硫、脱硝技术国内是以煤为重要能源国家。当前,SO2已成为国内空气最重要污染物之一。SO2排放不但对人体有害,还会引起酸雨。特别是大气中SO2 可以导致各种呼吸器官疾病和更多诱发心血管疾病,并且SO2 在环境中形成酸沉积会引起江河湖泊酸化,对植物和农作物导致损害。此外,酸沉积能加速大气中各种建筑物及金属物腐蚀。同步,随着国内汽车工业迅速发展,NOX污染业日益严重。因而,烟气脱硫、脱硝在大气污染控制中就显得尤为重要。在众多烟气脱硫脱硝技术中,活性炭法不但经济可行,并且技术办法成熟,在国内外已有不少商业化运营装置。从最新验证性实验
5、(燃煤排烟SOx:800 ppm,NOx:190 ppm)得出中试成果及经济性评价如下:(1) 没有发生装置故障和活性炭过热问题,具备可靠性、安全性;(2) 脱硫率能达到97%以上,而脱硝率能达到80%以上;(3) 工业用水量只有湿法脱硫1/60,排水量可减少1/10;(4) 在既有烟气排放气体和环境条件下,对干式同步脱硫脱硝技术和当前所使用技术(SCR+湿式脱硫系统)进行比较成果,两者建设费用干式脱硫、脱硝一体技术稍低。2.2脱硫工艺办法对比表脱硫工艺办法比较表工艺脱硫率水耗气耗新增能耗单位投资运营费用备注%t/ht/hkwh元/kw元/tso2石灰+石膏9570250006241547循环
6、流化床9095501200624500喷雾干燥70755030003711228炉内喷钙+尾部增湿70755015002771289活性炭脱硫脱硝一体塔977.31300(化产工艺)?816(国产活性炭)1000再投入30%可实现脱硝2.3脱硫脱硝一体化 从技术角度来看,单纯烟气脱硫技术已相称成熟,单纯烟气脱硝技术也有成功先例,而烟气脱硫脱硝一体化技术只有活性炭干法脱硫脱硝技术已经成熟并且得以商业化运营至今。从发展趋势来看,脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体化技术将是国内钢铁烧结、燃煤电厂、水泥窑头、有色冶金、化工等烟道气治理重要方向。 活性炭吸附烟气干法脱硫回收技术适合国内国情,是值得大力发展脱硫新
7、技术。国内煤炭资源多分布在山西、西南、西北等中西部地区,该地区缺水严重,发展节水烟气脱硫技术有独特优势。活性炭吸附烟气干法脱硫回收技术作为集高效、硫资源化、节水烟气脱硫技术于一体技术,在工艺上已经发展比较成熟,在国内外有多套工业装置在运营,在国外已经进入工业推广应用和产业化阶段,在国内也已经进入工程开发和工业应用阶段。二系统方案阐明1概述本方案针对105m2烧结机有关技术参数,提出烧结机烟气脱硫脱硝方案。本方案可以保证105m2烧结机脱硫脱硝系统可以投资省、效果好、不重复投资、一次达标排放,做到环境效益、经济效益、社会效益同步增长。2 工程设计根据2.1 105m2烧结机烟气参数烧结机参数:
8、105m2烟 气 量: 336000m3/h(工况)烟 气 温度: 110120烟气含硫量: 600800mg/m32.2 脱硫工艺2.2.1 工艺简介在本方案中咱们采用活性炭干法脱硫(吸附法),此法烟气脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体工艺是一种系统简朴、运营可靠、脱硫率高、运用率高、灵活性高、无脱硫废水、可合用于大中小型脱硫、脱硝系统装置。活性炭移动层脱硫、脱硝、除尘技术是解决烟气先进技术,与其她解决办法比较具备解决效率高、占地面积小特点,此技术在世界及国内有许多成功范例,例如:太钢不锈、澳大利亚BSL钢铁厂、新日铁大分、新日铁名古屋、韩国浦项等均有运营实例。实践证明活性炭移动层脱硫、脱硝、除尘技
9、术是一项应用成熟、运营稳定技术。2.2.2 污染物核算105m2机头工况烟气量为:336000m3/h,烟气温度t=110120,烟气中SO2平均度为600800mg/m3(工况),脱硫效率为95%,脱硫效率为80%。年生产运营时间按8400小时计算名称初始参数SO2产生量t/年排放浓度mg/m3SO2排放量t/年SO2削减量t/年烟气量m3/h336000SO2mg/m36008001975.6890120296.351679.332.2.3 脱硫工艺系统重要构成该装置重要由烟气系统、脱硫系统、脱硝系统以及相应电气、仪控(含监测装置)等系统构成。 烟气系统重要涉及有: * 烟气系统 * 增压
10、风机系统 脱硫系统重要涉及有: * 吸附系统 * 解吸系统 * 活性炭输送系统 * 活性炭补给 * 热风循环系统 * 冷风循环系统 * 除尘系统脱硝系统重要涉及有: * 氨系统(涉及液氨储存输送蒸发混合注入)2.2.3.1 烟气系统依照105m2机头烟气量计算,在满足环保规定基本上,拟定一套适量脱硫脱硝设备。选取增压风机时,一方面要考虑全压,烟气系统总阻力由如下几某些构成。P系统=P烟道+P净化设备系统正常运作时,烧结烟气通过机头除尘器净化后,烟气通过既有主风机及新增设增压风机进入脱硫脱硝设备,通过净化后来,再通过烧结主烟囱排入大气。为了以便系统运营时各设备调节,在烟道上设立挡板阀,供净化设备
11、停止运营或检修时,切换挡板以使烟气可以从烟囱排放。流程图如下:烧结除尘烟囱烧结机头除尘后烟气富 硫 气 体去 制硫 酸设 备活性炭再生塔吸附塔加压风氨储存、制备2.2.3.2 脱硫系统:脱硫系统中又分为:吸附系统、活性炭再生系统、活性炭输送系统、活性炭补给系统、除尘系统和热风循环系统、冷风循环系统。2.2.3.2.1 吸附系统在脱硫系统中,吸附系统是整个工程中最重要系统,重要设备由吸取塔、NH3添加系统等构成。在吸取塔内设立了进出口多孔板,使烟气流速均匀,提高净化效率。吸取塔内设立三层活性炭移动层,便于高效脱硫。脱硫反映:在脱硫反映中,是物理吸附和化学吸附相结合复合效应:a. 物理吸附SO2S
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