工业硅行业矿热炉尾气脱硫脱硝工艺探讨_林勇.pdf
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1、2023 年第 3 期总第 302 期铁合金FEOALLOYS2023No3Tot302DOI:1016122/jcnkiissn1001-1943202303008作者简介林勇男,1980 年 6 月出生,2008 年毕业于中科院山西煤炭化学研究所工业催化专业,工程师。现从事大气治理的脱硫、脱硝、除尘工程设计及脱硝催化剂的设计和生产工作。E-mail:linyong611 163com。收稿日期2023-02-17工业硅行业矿热炉尾气脱硫脱硝工艺探讨林勇李军营(湖北群有长物环保科技有限公司湖北仙桃433099)摘要介绍了几种工业硅窑炉烟气的脱硫、脱硝的系统方案,从工艺设计理念、能耗成本、运行
2、成本等方面进行了比较,说明了目前在工业硅烟气处理过程中最优的设计方案为高温脱硝系统设计及脱硫系统的钙基化。既可以保证工艺运行稳定、环保达标,确保副产品的性能不受干扰,同时还可以压缩工艺。关键词工业硅尾气脱硫脱硝中图分类号TF64534文献标识码B文章编号1001-1943(2023)03-0041-04DISCUSSION ON THE TAIL GAS DESULFUIZATION ANDDENITATION POCESS OF SUBMEGED AC FUNACEIN THE INDUSTIAL GADE SILICON INDUSTYLIN Yong,LI Junying(Hubei Q
3、unyou Changwu Environmental Protection Technology Co,Ltd,Xiantao 433099,China)AbstractSeveral system schemes for flue gas desulfurization and denitration of industrial grade silicon kiln were e-laborated,and a comparison was made from the aspects of process design concept,energy consumption cost,ope
4、ratingcost,etc It explains that the current optimal design scheme of flue gas treatment process in the industrial grade siliconis the high-temperature denitrification system design and the calcium based of desulfurization system It can not onlyensure stable process operation with environmental stand
5、ards,and the performance of by-products unaffected,but alsocompress the processKeywordsindustrial grade silicon,tail gas,desulfurization,denitration前言工业硅电炉烟气污染物排放目前参照执行的标准为GB 162971996 大气污染物排放标准 和GB 90781996 工业窑炉大气污染物排放标准,其中对 SO2排放浓度限制为 50 mg/Nm3,相对于电力和其他有色金属行业 SO2限值为 35 mg/Nm3,排放标准相对比较宽松。烟气的主要组分是空气
6、,同时含有少量炉料中碳质物燃烧的产物1:CO2低于 2%;CO 约10 mg/m3气体中 SO2的含量不大于 350 mg/m3;NOx不大于400 mg/m3。工业硅烟尘的主要部分为无定形二氧化硅2,大部分粉尘的直径为 025 m,并由球形微粒和这些微粒的球团组成,气流中的部分粉尘尺寸小于1 m,平均直径为 0405 m。粉尘的化学组成如表 1 所示。表 1粉尘的化学组成Tab1Dust chemical composition组分SiO2MgOCaOFe2O3Al2O3P2O3Na2OC含量/%906941018034037134014030011100011020006014617650
7、在国内微硅粉目前大量用于建筑行业和耐火材料行业上3。二氧化硅微硅粉的主要成分是二氧化硅(SiO2)。它以 0510 m 的微细颗粒存在,将其添加到混凝土的水泥颗粒之中,可以提高混凝土的抗压强度 45%66%,抗拉强度 7%20%,同时使其水化热低,抗渗透性能好,耐磨、耐腐蚀、防油等。为达到环保要求,应考虑目前工业硅行业烟气的特殊性能,保护副产物的性能,必须设计合理的脱硫、脱硝、除尘等工艺,才能满足环保标准要求,同时又能使整个工艺运行稳定,节约运行成本。1工艺设计流程11脱硫工艺目前针对锅炉脱硫的技术很多,然而能实现稳定脱硫且成熟的工艺技术相对比较少,本技术结合了工业硅运行的流程和特点,选择了四
8、种可实现高效脱硫且能稳定运行的成熟技术工艺。111SDS碳酸氢钠干法脱硫工艺特点是运行效率高,还原剂能够被充分利用,且技术成熟度较高。缺点是副产物的处理难度比较大,属于危废,同时参入副产物硅微粉中,对硅微粉性能有一定的影响。112SDS旋转喷雾脱硫还原剂采用 Ca(OH)2对烟气进行脱硫,其特点是通过高速旋转的石灰乳喷嘴,将颗粒度减小到 12 m,可以充分与烟气中的 SO2进行反应,提高脱硫的效率。副产物为硫酸钙,作为添加剂应用在水泥、不烧砖等行业,因此其副产物有一定的经济价值,可以抵消部分运行成本。本工艺的优点:提高了还原剂的比表面积,能够使反应物充分接触;其副产物属于固废有一定的商业价值。
9、本工艺的缺点:投资相对比较大;喷嘴比较容易堵塞,同时温降相对比较大,对整个工艺的温度梯度要求比较严格。113CFB循环流化床脱硫还原剂采用 CaO 加水,其粒径可以控制在 100200 目之间,通过烟气将颗粒吹动而悬浮在硫化床中,充分与 SO2接触反应,从而生成硫酸钙。未反应的 CaO 通过后续的旋风分离器进行分离回流到硫化床中,同时也可以将部分布袋除尘器中的亚硫酸钙进行回流。本技术最大的优点是通过硫化床床层,加大硫钙比,提高接触面积,从而提高反应速率,能充分利用还原剂,减少还原剂的用量。可以充分减少亚硫酸钙的含量,副产物的质量和性能将会提高,有利于后续作为产品的收卖。流化床的缺点:投资相对比
10、较高,流化床的设计比较复杂,需要符合流体的流动性质。114湿法脱硫湿法脱硫采用石灰石石膏法,通过石灰乳在喷淋塔内进行雾化喷淋,石灰乳小液滴由上向下,烟气由下向上,逆向接触,生产亚硫酸钙/硫酸钙,沉积在反应塔下的储液仓内,烟气进入气液分离器将液体与其他进行分离后,烟气外排,从而去除烟气的 SO2。本方案的优点是可以最大限度的节约成本,有效去除烟气中的 SO2,且能够稳定运行;同时湿法脱硫对烟气温度要求不高,可以最大限度节约烟气的余热。湿法脱硫无需除尘器,可直接将烟气外排;同时能最大限度的保护硅微粉的性能。本方案的缺点是投资成本比较大,同时需要大量的水,对于缺水的地方应用的难度比较大。12脱硝工艺
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