烧结烟气脱硫脱硝技术，烧结机烟气脱硝

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概括

随着钢铁企业超低排放政策的实施，行业迫切需要经济可行的技术解决方案。由于烧结烟气的特殊性，NOx超低排放转化仍存在技术瓶颈。在烧结废气活性炭法脱硫脱硝装置后进行了25000 m3/h低温SCR脱硝半工业试验，结果表明，活性炭法与低温SCR脱硝工艺相结合的方法具有优势明显.发现.活性炭法实现低硫含量，低温SCR脱硝效果优异在低尘环境下，废气温度150时脱硝效率约为85%，脱硝效率为65-70%。废气轻，附着力强。吹灰+压缩空气吹灰性能良好。对氨的吸附和解吸性能显着。在工程控制中，为防止氨流出超过标准值，温度必须严格控制喷氨量。

关键词： 烧结废气、脱硝、低温SCR、半工业试验

介绍

2018年5月7日，生态环境部发布《钢铁企业超低排放改造工作方案》征求意见稿，明确提出钢铁行业烧结烟气超低排放指标： 16%时，颗粒物、SO2、NOx时均排放浓度分别10、35、50mg/m3。钢铁行业出台史上“最严”排放标准，加速超低排放。钢铁企业转型过程。

就目前的烧结废气净化市场而言，脱硫除尘工艺已经比较成熟。实现颗粒物和二氧化硫超低排放目标的压力较小。技术路线也有很多选择。不过，脱硝技术仍处于起步阶段，企业实现脱硝超低排放将面临较大压力。

企业将面临新的挑战如：

1）由于前几年脱硝排放标准的放宽，钢铁行业长期受到300mg/m3排放限值的限制，在没有脱硝设备的情况下基本可以达到排放标准，覆盖率较低。据统计，国内烧结机约90%未配备脱硝设备，行业技术积累不足。

2）烧结废气的排气温度为90150，而目前电力行业使用的中高温脱硝催化剂的工作温度通常为300400，钢铁行业难以实现脱硝。直接使用.is.植入该技术会因废气再加热而显着增加投资成本，并增加系统能耗和运营费用。

3）目前行业以烟气再热中高温SCR脱硝技术和活性炭催化脱硝技术为主，但这两条技术路线都存在一定的技术缺陷。反硝化效率限制了这两种方法的大规模推广应用。

从烧结烟气实际排烟温度来看，低温SCR被认为是实现脱硝超低排放目标最有前景的技术手段之一。

烧结废气低温SCR脱硝具有以下优点：

1）可在低温下脱硝，烧结废气所需再加热设备很少或不需要，大大减少了设备体积和能耗。

2）脱硝设备布置不受温度限制，可放置在除尘脱硫后，无需改造现有废气净化设备，安装方便，适应性强。

3）脱硝设备置于独特的低尘低硫废气净化系统末端，不存在催化剂堵塞、磨损、微量金属元素污染或SO2中毒等问题，维护成本低低的。长寿。

低温SCR脱硝虽然优势明显，但SCR催化剂在低温下耐水、耐硫的问题尚未得到有效解决，缺乏成熟可靠的低温SCR脱硝工程案例。低温SCR脱硝技术具有广泛的应用潜力，钢铁企业超低排放改造的成功与否直接关系到企业的生存和发展，而超低排放改造的重点是脱硝。低温SCR脱硝的工程问题非常重要。为实现烧结烟气中NOx超低排放，中冶长天国际工程有限公司与山西太钢不锈钢有限公司联合开展钢铁低温SCR脱硝半工业试验研究。烧结废气。

1 项目概况

项目建设地点毗邻太钢不锈钢厂三烧结活性炭脱硫脱硝设施，废气从活性炭脱硫后洁净废气烟道收集，取气量25000立方米//这是。 h.通过引风机的作用，废气经过蒸汽换热器与氨雾化，经废气精馏器均匀混合后进入反应器本体。三层催化剂的催化作用产生NH3和N2达到脱硝的目的，净化后的废气再返回洁净废气烟道排出。每一层催化剂对于烟尘都有特殊的用途。进口粉尘量少，装置无灰斗，吹灰后的烟尘可乘废气流带出装置。试验工艺流程如图1所示。展示。

图1 低温SCR脱硝半工业实验研究工艺流程

原烧结烟气经过活性炭脱硫脱硝系统后，进入SCR脱硝系统的烟气工况（实际氧）见表1。低硫、低尘环境创造了优良的低硫反应条件。 - 温度SCR，特别是针对颗粒物

图4为SCR系统启动后（废气通过催化剂前后）废气量与系统阻力变化的历史曲线。随着阻力的增加，废气量减少。废气量从最初的25000m3减少到约22000m3，触媒前后压差从600Pa增加到900Pa，远远超过设计值。通过调整风门开度和电机频率，废气量减少。压力恢复到25000立方米，同时压差增加到约1000Pa。排出废气后，系统压降（第一层催化剂入口压力与第三层催化剂出口压力： P1-P4之间的差值）以基本恒定的斜率缓慢增加。开始喷氨，阻力基本保持不变，固定斜率增大，两个小突变点对应调节废气量至25000 m3；第一层前后压差变化（P1-P2）主要压力差增大的原因是第二催化剂层前后的压力差(P2-P3)和第三催化剂层前后的压力差(P3)。 -P4）基本稳定，范围分别为140280 Pa和190300 Pa，与设计值一致。发现氨雾化对烟气阻力的增加没有影响，烟气中粉尘的堆积是阻力增加的主要原因，烟气中的颗粒物被第一层烟尘阻挡后如果没有达到满意的效果，系统阻力会继续上升。

图4 废气通过催化剂前后压差变化

由于压差变化大大超过设计值，SCR系统停运检修，对系统内积灰状况进行调查，发现各上丝网积灰程度不一。出那个。催化剂层，特别是第一层催化剂最明显的是系统出口烟道内壁光滑，无粉尘堆积，如图5所示。由于吹灰管道的适用范围有限，吹灰只能有效清除管道下方积聚的粉尘，而未覆盖的金属丝网上积聚的粉尘更为明显，可见单靠吹灰是不可能的。管道吹灰设计。虽然我们推断满足了系统的吹灰要求，入口处的粉尘绝对量较小，但我们推断粉尘主要是轻质、高粘附性的活性炭粉末。吹气法；系统出口烟道内无粉尘堆积，说明瞬时除尘后，粉尘可随烟气一起消散。

图5 SCR系统催化剂（左）和出口烟道（右）上的粉尘堆积。

考虑到吹灰不彻底的现状，在SCR系统中安装了音速吹灰器，对原有压缩空气清灰管道进行改造，在各催化剂上方安装了音速吹灰装置。催化剂上层安装有独特的吹灰装置，九根压缩空气吹灰管下方增设一排T型支管，每根支管上钻有一定数量的小孔，以便压缩空气喷吹面积图6为管道实际改造情况，保证全层覆盖，解决烟灰喷射面积有限的问题。

图6：SCR 系统的实际改造，添加了声波吹灰器和压缩空气吹灰器。

吹灰改造完成后效果显着，运行650小时后催化剂前后压差变化如图7所示。从压差来看，吹灰改造后压差控制相对较好。理想情况下，将废气量调节至920Pa左右，持续150-200小时后才会有所增加。压缩空气吹灰后，压差降至800Pa左右，并达到长期稳定。这表明以下几点：声波吹灰和压缩空气吹灰的综合效果明显，且低硫、低尘限制了系统在低温环境下产生的硫酸铵，为进一步SCR测试提供了条件。在低温下。

图7 系统吹灰改造后催化剂前后压差变化

2.3 系统氨气排放

试验中，出口氨释放量设计值在3ppm以内，但试验中发现系统升温和冷却过程中氨释放值波动较大，出口氨控制困难。图8为废气温度调节和氨逸出值的历史数据，可以看出，当废气温度升高时，氨逸出值立即增大，当废气温度降低时，氨逸出值立即减小。废气温度与出口NH3浓度相关，且相关性较好。这被认为是由于低温下反应器和管道中NH3吸附显着，而温度升高后大量氨被解吸。因此，在系统启动或停机检修时，需注意脱硝效果的滞后时间、系统内残余氨的完全释放以及废气温度和量的变化。必须严格控制喷氨量。

图8 SCR系统废气温度调节与氨释放历史曲线

3 结论

1）在低硫低尘环境下，低温SCR脱硝表现出良好的NOx脱除能力，活性炭法+低温SCR是烧结烟气超低排放气体改造经济可行的解决方案。预计将成为其中之一。

2）低温SCR反应对环境要求严格，低温高硫环境下催化剂抵抗SO2和H2O中毒的能力和机理将持续研究，低温反应基础科学研究工作会继续，可以改进。温度SCR 应用。

3）活性炭法与低温SCR工艺相结合针对活性炭粉质轻、附着力强的特点，可以采用声波吹灰+压缩空气吹灰相结合的更好的吹灰组合工艺。

4）SCR系统在低温下对NH3有明显的吸附和解吸作用，NH3排放量随废气温度波动变化较大，因此工程中需要严格控制喷氨量和废气温度。有。

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