低温脱硝技术在烧结的应用初探

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　　低温脱硝技术在烧结的应用初探烧结烟气成分复杂，烟气温度低，处理难度大。分析了烧结烟气的组成及特点，概述了烟气SCR脱硝的应用现状。针对不同工艺存在的问题，对几种烧结烟气脱硝技术的可行性，进行了比较，展望了这些工艺的工程应用前景。　　1前言　　众所周知，氮氧化物是重要的大气污染物之一，对环境会产生严重的危害。冶金行业，烧结生产过程NOX排放量约占钢铁厂NOX排放总量的一半左右，因此，对烧结烟气NOX排放量的严格控制，可有效降低钢厂的NOX的排放量。并且国家也针对性地提高了烧结烟气排放标准，随着排放标准的进一步严格，大多数的烧结机都将需要安装脱硝设备。　　2脱硝技术　　2.1电厂脱硝技术　　选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前应用最为成熟的一项脱硝技术，通常与半干法或湿法脱硫结合，在电力行业广泛应用。SCR法的优点是脱硝效率高，可达90%以上;工艺设备紧凑，运行可靠;还原后的氮气放空，无二次污染。图1为与半干法脱硫结合的脱硝基本工艺流程。7

1图1SCR脱硝工艺基本流程　　2.2焦化烟气脱硝技术　　借鉴电厂脱硝的经验衍生出了焦化行业低温SCR脱硝技术，低温SCR技术是采用较低温度(小于300℃)的条件下活性较高的催化剂，利用NH3将烟气中的NOX还原为N2和H2O的技术，其与电厂SCR脱硝技术的最大区别在于催化剂的选用不同。目前应用成熟的焦化脱硝技术如表1。表1应用成熟的焦化脱硝技术7

2　　综上所述，SCR技术是目前最成熟的烟气脱硝技术，其在烧结烟气脱硝领域也必定有很好的应用前景。　　3烧结烟气特点及SCR技术难点　　烧结是将铁矿粉、煤粉(无烟煤)和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣等按一定配比混匀，经烧结而成的有一定强度和粒度的烧结矿，可作为炼铁的熟料。烧结烟气与燃煤锅炉烟气及焦炉烟气相比，具有以下特点:　　(1)由于漏风率高(40%～50%)和固体料循环率高，有相当一部分空气没有通过烧结料层，使烧结烟气量大大增加，每产生1吨烧结矿产生4000～6000m3烟气。　　(2)烟气温度随工艺操作状况的变化较大，烟气温度在80℃～185℃，瞬间最高达200℃。7

3　　(3)CO含量较高，容易对人体造成伤害。　　(4)烧结烟气含氧量高，达14%～18%，大大高于锅炉烟气的含氧量。　　由于烧结工艺及原料成分和配比的不稳定性，致使烟气流量大，成分复杂，温度较低而且变化范围大，这些特点在一定程度上增加了烧结烟气的处理难度。　　从烧结烟气的特点可以看出，采用SCR脱硝技术处理烧结烟气关注的焦点问题主要有以下几方面:　　(1)烧结烟气的温度较低(<200℃)，难以达到SCR方法催化剂活性温度，烧结烟气很难直接采用SCR技术，需要对烟气加热，使烟气温度达到催化剂最佳活性温度。　　(2)烧结烟气不仅流量大，流量变化范围也大，NOX浓度较低，当采用SCR方法处理时，设计参数的选择一定要满足实际工况要求，同时又要充分考虑投资及运行成本。如果将烟气温度加热到合适的催化剂反应温度，运行费用太高。　　(3)脱硝反应的产物是氮气和水。为了使脱硝反应得以进行，需要持续不断地供应氧气，而烧结烟气本身氧含量非常高，这一特点有利于选择性催化还原反应进行。　　4烧结烟气脱硝推荐工艺7

4　　针对以上焦点问题，结合燃煤锅炉选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术，通过工艺优化和技术创新，设置工艺路线如下:　　1)工艺路线1(图2)。将烟气脱硝工艺置于脱硫工艺之前，烧结烟气经加热装置升温，先进行SCR技术脱硝，然后用换热装置(可用余热锅炉回收，用于发电;也可采用其他换热装置)进行降温处理，出来的烟气经脱硫装置净化后，从烟囱排出。图2烧结烟气SCR脱硝工艺线路1　　2)工艺路线2(图3)。烧结烟气进入CO催化氧化系统接触CO氧化剂后，将毒性大的CO氧化为无毒的CO2，高效去除CO，同时利用氧化反应放热特点，提升烟气温度100℃±，同时降低烟气中O2含量。提升温度后的烟气(200～240℃)经中低温SCR技术脱硝，出来的烟气经脱硫装置净化后，从烟囱排出。图3烧结烟气SCR脱硝工艺线路27

5　　通过以上工艺线路的比较，工艺线路2的布置方式更为合理。因为，工艺线路2，经CO催化氧化后的烟气对后续的中低温SCR脱硝和湿法脱硫工艺没有任何影响，并且能达到以废治废的目的，CO的氧化效率能达到90%以上。而工艺线路1由于需将烟气温度经加热装置升温达350℃左右后，方能进行脱硝处理。因此，工艺线路1能源消耗较大，增加了运行成本。2种工艺路线的比较如表2。表2工艺路线的比较　　5结语　　面对日益严峻的环保要求形势，对NOX污染的控制与排放标准将会日趋严格，钢厂烧结烟气的脱硝处理是我们始终应该面对的问题。从以上分析可以看出，随着我国SCR脱硝技术的日趋完善，针对烧结烟气的特点，经过工艺优化和技术创新，把SCR烟气脱硝技术应用于钢铁厂烧结烟气处理，技术上是完全可行的。　　烧结烟气脱硝的发展方向可以围绕中低温SCR技术和CO催化氧化展开，这种工艺路线脱硝效率高，能同时去除CO，以废治废，能前瞻性地解决CO的污染问题，具有广阔的应用前景和研究价值。7

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