钢铁厂烧结机烟气脱硝技术选择.pdf

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1、钢铁厂烧结机烟气脱硝技术选择王漫(北京中冶设备研究设计总院北京100029)摘要烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法，本文类比了电厂锅炉高温烟气脱硝应用较多的有选择性催化还原法SCR、选择性非催化还原法SNCR，介绍了各种电厂锅炉高温烟气脱硝方法工艺流程、运行控制和工业应用实例，并对比了适合于烧结低温烟气脱硝技术。关键词烧结烟气脱硝；NOx；SCR；催化剂氮氧化物(NOx)是污染大气的主要污染物之一，主要来自化石燃料的燃烧和硝酸、电镀等工业废气以及汽车排放的尾气，其特点是量大面广，难以治理。含有氮氧化物的废气排放，会给生态环境和人类生活、生产带来严重的危害。目前我

2、国“脱硫”工作已经取得较大进展，但氮氧化物的污染问题尚未得到有效控制，酸雨类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化。根据国家环境保护总局有关研究的初步估算，2000年中国NOx的排放量约为1500万t。2010年，中国NOx排放量达到2200万t[1]。鉴于中国今后的能源消耗量将随着经济的发展而不断增长，因此，NOx的排放量也将持续增加。如果不加强控制，NOx将会对大气环境造成更为严重的污染。发达国家对污染物的治理大致可以分为三个阶段：第一阶段是粉尘治理，第二阶段是SOz、NOx等污染物治理，第三阶段是C02、二嗯英、痕量重金属等污染物治理。我国新颁布的《钢铁工业大气污染物排放标准

3、烧结(球团)》(征求意见稿)对氮氧化物和二嗯英的排放限制已经做出明确规定。这就要求脱硫之后也能够考虑脱硝及二嗯英脱除，当前脱硫系统应该预留脱硝和脱二嗯英的节点，以备日后功能扩展。根据国家有关部门要求，从2012年1月1日开始，所有新建火电机组NOx排放量要达到100mg／Nm3；从2014年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组NOx排放量要达到100mg／Nms，而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg／Nms，除了比2009年初稿要求更高之外，新标准也比欧盟相关规定要求更高。一、电厂锅炉高温烟气的脱硝处理(300。C—1100℃)目前，对于电厂锅炉等高温烟气脱硝工艺

4、可以分为两大类：湿法与干法1)湿法(Wetprocess)指反应剂为液态的工艺技术，湿法烟气脱硝技术主要包括碱液吸收法、酸吸收法、氧化吸收法、还原吸收法、微生物法和络合吸收法等。湿法脱硝技术具有工艺设备简单、操作温度低、耗能少、处理费用低等优点，并可在原有脱硫装置基础上改造，在我国具有很大的发展潜力。络合吸收法有不错的前景，尽管目前进行了很多研究，但大多停留在实验室研究阶段，离工业应用尚有一定距离。2)干法(Dryprocess)指反应剂为气态的工艺技术，干法脱硝技术有选择性催化还原(SCR)法、选择性非催化还原(SNCR)法、SCR／SNCR混合法技术、催化直接分解NO法等。其

5、中最主流SCR、SNCR工艺主要主要针对锅炉高温烟气300℃--1100℃。2．1选择性催化还原法(sCR)SCR(selectivecatalyticreduction)由美国Engelhard公司发明并于1959年申请了专利，而日本率先在20世纪70年代对该方法实现了工业化[2]。SCR法是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。该法占现有电厂高温烟气脱硝的90％以上，是脱硝效率最高、运行最稳定的脱硝方法。主要反应温度在350℃左右。SCR法是采用NHs作为还原剂，将NOx还原成Nz，NH。选择性地只与NOX反应，而不与烟气中的3】4其他氧化物反应，02又能促进NHs与

6、NOx的反应。氨和烟气一起通过催化剂床，氨与NOx反应生成Nz和水蒸汽。通过使用恰当的催化剂，上述反应可以在300～450"C范围内进行，在NH。／NOx摩尔比为1的条件下，脱硝率可达80％～90％。该法的优点在于：由于使用了催化剂，故反应温度较低；脱硝率率高，可达90％以上，几乎是高喊NOX电厂烟气的不二选择；工艺设备紧凑，运行可靠；还原后的氮气放空，无二次污染。该法的缺点在于：催化剂失效和尾气中残留NH。，是SCR系统存在的两大关键问题，SCR法中催化剂的选取是关键，对催化剂的要求是活性高、寿命长、经济性好和不产生二次污染。在以氨为还原剂来还原NOX时，虽然过程容易进行，铜、

7、铁、铬、锰等非贵金属都可起到有效的催化作用，但因烟气中含有SOz、尘粒和水雾，对催化反应和催化剂均不利，故采用铜、铁等金属作为催化剂的法必须首先进行烟气除尘和脱硫；或者是选用不易受肮脏烟气污染和腐蚀等影响的，同时要具有一定的活性和耐受一定温度的催化剂，如二氧化钛为基体的碱金属催化剂，其最佳反应温度为300--400℃。同时，高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降；系统中存在一些未反应的NHs和烟气中的S()2作用，生成易腐蚀和堵塞设备的NH；HS04和(NH。)。SO