《安全环境-环保技术》之烧结烟气低温SCR脱硝设计及脱硝催化剂的选择.doc

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1、烧结烟气低温SCR脱硝设计及脱硝催化剂的选择摘要：本文从低温SCR脱硝工艺的流程、设计和运行的要点及脱硝系统的协同治理能力等几个方面进行阐述，为相关从业者提供一些思路。关键词：烧结烟气；低温SCR；湿法脱硫；冷凝脱水引言本文针对湿法脱硫后配置低温SCR脱硝系统的工艺路线，从工艺流程、设计及运行过程中的关键要点和低温SCR脱硝的协同治理能力等几个方面进行阐述，为低温SCR脱硝技术能够进一步推广应用，提供一些措施和建议。1烧结烟气的排放现状烧结生产过程中产生的烟气主要含有粉尘、SO2、NOx、CO、二噁英等多种污染物，其中粉尘浓度约10g/Nm3左右，SO2浓度100

2、0～3000mg/Nm3，NOx浓度200～400mg/Nm3，CO浓度5000～10000ppm，二噁英约1～3ng-TEQ/Nm3；烟气的氧含量约15～18%，含湿量约7～13%，烟气温度约120～180℃；且受生产原料和工况的影响，烟气量、烟气温度和污染物浓度波动较大[1]。按静電除尘+石灰-石膏法脱硫+湿式电除尘+低温SCR脱硝的烟气治理工艺路线，经两级除尘和湿法脱硫后的烟气粉尘浓度可控制在10mg/Nm3左右，SO2浓度可控制在35mg/Nm3以下。其烟气温度一般在50～55℃，烟气含湿量将增加到15%～20%，烟气中除含有NOx，还有少量的SO2、SO

3、3和经过湿法脱硫时夹带的可溶性盐雾滴等。该烟气在进入低温SCR脱硝系统前，为减少烟气中SOx和水分等对脱硝系统的影响，需对其进行冷凝脱水和加热升温等预处理。2湿法脱硫后配置低温SCR脱硝的工艺流程常规的低温SCR脱硝系统主要包括：脱硝反应所需的反应器、催化剂等；烟气升温所需的回转式烟气换热器和煤气加热炉及混烟加热装置等；还原剂供应所需的氨水储存、输送、稀释汽化及喷氨装置等；克服系统阻力配套的增压引风机和系统运行所必需的分析仪表、控制及电气设备等。针对湿法脱硫后的低温SCR脱硝系统，在上述设备配置的基础上，还增加了烟气冷凝器、野风引入挡板门及烟气切入挡板门等。当脱硫

4、入口的烟气温度在140℃以下时，经湿法脱硫和湿式电除尘后，烟气温度一般在50～55℃，经冷凝脱水后烟温降至45～50℃，后进入回转式GGH由脱硝后的280℃净烟气换热逐步升温至240～245℃，再经煤气热风炉加热升温至280℃，通过SCR脱硝催化剂完成脱硝反应，脱硝后的净烟气由GGH降温至80～85℃后排入大气[2]。3低温SCR脱硝设计及运行过程中的几点关键3.1烟气的冷凝脱水烟气冷凝脱水一般采用间接换热降温冷却的方式。采用气水换热器，冷却水走管程对壳程烟气进行吸热降温。烟气中的饱和水蒸气随着烟温下降而凝结析出，同时会附着少量可溶性硫酸盐及超细粉尘等。冷凝水呈酸

5、性，PH值在3～4，进行简单PH调节后，用于湿法脱硫的除雾器冲洗和石灰制浆。吸热升温后的冷却水进入配套冷却塔进行降温冷却，循环利用[3]。但需对冷却水进行定期补水和加药，以保证其循环水量和水质。脱硫后的低温湿烟气具有极强的腐蚀性，冷凝器的烟气接触侧一般选用氟塑料或2205双相不锈钢等材质。3.2烟气的加热升温脱硝系统运行一段时间以后，催化剂表面微孔内会存有少量NH4HSO4等硫氨盐，占据催化剂表面的活性位。NH4HSO4的熔点为147℃，沸点为350℃，在低温脱硝180～300℃的运行条件下，以熔融态存在的NH4HSO4对催化剂活性的危害不可避免。为此，可在烧结减

6、产期间，阶段性提高脱硝催化剂运行温度至350℃以上；或在烧结停产期间，引入野风空气并加热至350℃以上，促使催化剂表面的NH4HSO4汽化，恢复催化剂的表面活性，延长催化剂化学寿命。催化剂热解析风量按脱硝系统全负荷运行时烟气量的50%进行设计，热解析过程一般维持12～24h，热解析周期一般为半年[4]。3.3低温SCR脱硝催化剂运行温度的选择在以NH3作为还原剂时，与中高温SCR脱硝相比，低温SCR脱硝催化剂运行过程中更容易产生硫氨盐。因此，低温SCR催化剂的运行温度主要取决于烟气中的SOx浓度。目前国内已投入商用的低温脱硝催化剂运行温度一般选择在180～300℃

7、。比如垃圾焚烧锅炉烟气经SDA半干法脱硫及除尘后，SO2浓度在5～10mg/Nm3，其低温脱硝催化剂运行温度选择在180～230℃；焦炉烟气经SDS干法脱硫及除尘后，SO2浓度在5～30mg/Nm3，其低温催化剂运行温度选择在250～270℃；宝钢4#烧结机和常州中天550m2烧结机等机头烟气经CFB/SDA半干法脱硫系统后，SO2浓度在30～50mg/Nm3左右，其低温催化剂运行温度选择为280℃。3.4还原剂NH3的逃逸率控制（1）采用矩阵式喷氨格栅和配套静态涡流混合器使氨气与烟气充分混合，保证烟气进催化剂前的绝对氨氮混合浓度偏差（2）设计导流板和均流格栅等，

8、进行全烟气