鋼鐵工業(yè)廢氣的主要來(lái)源于: ①原料、燃料的運輸、裝卸及加工等過(guò)程產(chǎn)生大量的含塵廢氣; ②鋼鐵廠(chǎng)的各種窯爐再生產(chǎn)的過(guò)程中將產(chǎn)生大量的含塵及有害汽體的廢氣; ③生產(chǎn)工藝過(guò)程化學(xué)反應排放的廢氣,如冶煉、燒焦、化工產(chǎn)品和鋼材酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣。 鋼鐵企業(yè)廢氣的排放量非常大,污染面廣;冶金窯爐排放的廢氣溫度高,鋼鐵冶煉過(guò)程中排放的多為氧化鐵煙塵,其粒度小、吸附力強,加大了廢氣的治理難度;在高爐出鐵、出渣等以及煉鋼過(guò)程中的一些工序,其煙氣的產(chǎn)生排放具有陣發(fā)性,且又以無(wú)組織排放多。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)廢氣具有回收的價(jià)值,如溫度高的廢氣余熱回收,煉焦及煉鐵、煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣的利用,以及含氧化鐵粉塵的回收利用。鋼鐵工業(yè)是大氣的污染大戶(hù),鋼鐵工業(yè)廢氣治理必須貫徹綜合治理的原則。努力降低能耗和原料消耗,這是減少廢氣排放的根本途徑之一;改革工藝、采用先進(jìn)的工藝及設備,以減少生產(chǎn)工藝廢氣的排放;積極采用高效節能的治理方法和設備,強化廢氣的治理、回收;大力開(kāi)展綜合利用。 一、工藝流程簡(jiǎn)介
煙氣經(jīng)過(guò)先經(jīng)過(guò)脫硝塔中,從塔體下部進(jìn)口進(jìn)入塔體,臭氧噴射泵將臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧噴射塔中,臭氧流向朝下,與煙氣進(jìn)行逆向接觸,進(jìn)行充分融合后,臭氧分子將NO氧化為易溶于溶液的NO2。然后經(jīng)脫硝塔出氣口進(jìn)入到脫硫塔中,,經(jīng)均流板均布后的煙氣上升,而漿液通過(guò)四個(gè)噴淋層的霧化噴嘴,向吸收塔下方成霧罩形狀噴射。形成液霧高度疊加的噴淋區。漿液液滴快速下降,均勻上升的煙氣與快速下降液形成逆向流。煙氣中所含的污染氣體由于易溶于水,絕大部分被清洗入漿液,與漿液中的堿性離子發(fā)生化學(xué)反應而被脫除。這樣通過(guò)消耗脫硫劑作為吸收反應劑。煙氣中的S02、 SO3、被分離出去,而煙氣中包含的大部分的固體如煙灰,也大部分被液霧包裹而從煙氣中分離進(jìn)入漿液經(jīng)過(guò)脫硫脫硝后的氣體中的氮氧化物和硫化物絕大部分已經(jīng)被吸收處理,然后經(jīng)過(guò)風(fēng)機將氣體引入到活性炭吸附塔中進(jìn)行深度處理,后經(jīng)煙囪排出。 二、三種脫硫技術(shù)做一詳細比較 1、鈉鈣雙堿法:適用于中小型鍋爐,脫硫效率較高,(可達95%以上)。操作運行簡(jiǎn)便,無(wú)堵塞,不結垢,吸收劑資源豐富,投資較少,占地較小,系統不太復雜,設備維護量較小,但運行費用略高,有大量固體廢棄物產(chǎn)生,基本無(wú)廢水產(chǎn)生。 爐內噴鈣法:工藝流程比鈉鈣雙堿法簡(jiǎn)單,投資也較小。缺點(diǎn):脫硫率較低:約60-70%、操作彈性較小、鈣硫比高,運行成本高、副產(chǎn)物無(wú)法利用且易發(fā)生二次污染(亞硫酸鈣分解),對爐膛磨損較為嚴重,造成鍋爐運行不太穩定。 循環(huán)流化床CFB脫硫:適用于大中型鍋爐,脫硫效率高,節省空間,無(wú)污水產(chǎn)生,但系統阻力損失大,設備維護量大,吸收劑要求成份嚴格,一次投資費用。 根據廠(chǎng)方提供資料數據和技術(shù)要求,綜合考慮占地、脫硫劑來(lái)源等各種因素,本設計方案推薦采用適用于鍋爐煙氣脫硫的工藝成熟、運行穩定、占地面積小、脫硫效率高、不易磨損、堵塞和結垢的鈉鈣雙堿法作為本項目的設計方案。 脫硫系統設置一座脫硫塔、一套脫硫劑再生系統共兩套系統。 三、雙堿法脫硫機理 雙堿法是采用鈉基脫硫法脫硫機理劑進(jìn)行塔內脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫后反應產(chǎn)物溶解度大,不會(huì )造成過(guò)飽和結晶,造成結垢堵塞問(wèn)題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內用氫氧化鈣進(jìn)行再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。 雙堿法煙氣脫硫技術(shù)是利用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液作為啟動(dòng)脫硫劑,配制好的氫氧化鈉或碳酸鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來(lái)達到煙氣脫硫的目的,然后脫硫產(chǎn)物經(jīng)脫硫劑再生池再生成亞硫酸鈉或氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環(huán)使用。脫硫工藝主要包括5個(gè)部分:(1)吸收劑制備與補充;(2)吸收液噴淋;(3)塔內霧滴與煙氣逆流接觸;(4)再生池吸收液再生成鈉基堿;(5)石膏脫水處理。 雙堿法脫硫的化學(xué)反應如下: (1)吸收反應 在主塔中以鈉堿溶液吸收煙氣中的SO2: Na2SO3+ SO2+H2O=2NaHSO3 吸收液中尚有部分的NaOH,因此吸收過(guò)程中還生成亞硫酸鈉。 2NaOH+SO2= Na2SO3 + H2O (2)再生反應 吸收液流到反應池中與加入的石灰料漿反應: 2NaHSO3+Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O Na2SO3+Ca(OH)2+1/2H2O=2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓ 再生后的漿液經(jīng)鈣鹽沉淀后,Na2SO3清液送回吸收塔循環(huán)使用。 (3)副反應 吸收過(guò)程的主要副反應為氧化反應 Na2SO3+1/2O2=Na2SO4 因此在再生過(guò)程中Na2SO4發(fā)生下列反應 Na2SO4+ Ca(OH)2+2H2O=2NaOH+CaSO4·2H2O↓ 但實(shí)際上,由于溶液中有相當量的SO 或OH 存在,Ca 的濃度相應很低,所以要使CaSO4沉淀,再生時(shí)的OH ≤0.14M,要有足夠高的SO 濃度,例如OH 濃度為0.1 M, SO 濃度為0.5 M,才會(huì )產(chǎn)生CaSO4沉淀。 四、 雙堿法脫硫工藝的優(yōu)勢 雙堿法脫硫工藝是最適用于小型工業(yè)鍋爐的脫硫工藝,特別是除塵脫硫一體化裝置,可將除塵和脫硫同時(shí)進(jìn)行,并且能提高除塵效率。對于小型工業(yè)鍋爐的脫硫除塵改造雙堿法脫硫工藝具有以下特點(diǎn): (1) 雙堿法脫硫系統可與除塵相結合,采用除塵脫硫一體化裝置,同時(shí)進(jìn)行脫硫和除塵; (2) 鈉堿吸收劑反應活性高、吸收速度快,可降低液氣比,從而既可降低運行費用,又可減少水池、水泵和管道的投資; (3) 塔內和循環(huán)管道內的液相為鈉堿清液,吸收劑的溶解度較大,再生和沉淀分離在塔外,可大大降低塔內和管內的結垢機會(huì ); (4) 鈉堿循環(huán)利用,損耗少,運行成本低; (5) 正常操作下吸收過(guò)程無(wú)廢水排放; (6) 灰水易沉淀分離,可大大降低水池的投資; (7) 脫硫渣無(wú)毒,溶解度極小,無(wú)二次污染,可綜合利用; (8) 石灰作為再生劑(實(shí)際消耗物),安全可靠,來(lái)源廣泛,價(jià)格低; (9) 水泵揚程低,管路不易阻塞; (10)操作簡(jiǎn)便,系統可長(cháng)期運行穩定。 五、SCR脫銷(xiāo)工藝介紹 SCR工藝是在反應4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O、2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O的體系中加入催化劑,降低NH3還原NO和NO2的溫度,減少NH3被氧氣氧化,提高轉化率。該工藝于20世紀70年代首先在日本開(kāi)發(fā)成功,現已在世界范圍內成為大型工業(yè)鍋爐煙氣脫硝的主流工藝。催化劑被分布在陶瓷蜂窩材料、鋼結構平板或纖維波紋板上,構成SCR反應器,置于省煤器和空氣預熱器之間。NH3在空氣預熱器前的水平管道上加入,與煙氣混合后自上而下流經(jīng)反應器。在催化劑的作用. |