太钢烧结机烟气脱硫脱硝工艺

•A •A
•灰尘 储存
•M 仓 •M
•飞尘收集 风机
•灰尘收集 •灰尘 风机
• 为了满足环保的需要，特在所有的产尘点设置除尘罩，最后汇总成一
根总管，通过低压脉冲除尘器使得外排粉尘浓度小于20mg/Nm3.
3、脱硝系统
①、氨注入系统图：
•WG •NH3
•主风机 •M Blower
•M
•M
•M •BUF
NH4HSO4→SO2 ＋2H2O＋1/3N2＋1/3 NH3
③. 碱性化合物（还原性物质）的生成
-C..O＋ NH3＝-C…NH ＋H2O
③、活性炭输送系统：
•M
•倾 •倾料器倾
料 器
•M
料器•M
•M
•吸附塔入口旋 转阀
•一号吸附塔
•辊式给料机
•M
•吸附塔卸料旋转阀
•M
•M
•M
•M •M
•M
•活性碳入口转 向器
硫酸干吸采用了常规的一级干燥、二次吸收、循环 酸泵后冷却的流程与双接触转化工艺相对应。干燥塔内 循环淋洒93%浓硫酸，在一吸塔和二吸塔内循环淋洒98% 浓硫酸吸收硫酸转化来的SO3，吸收率不低于99.95%。
3、转化工序
硫酸转化采用了四段“３＋１”式双接触工艺，“Ⅲ、Ⅰ—Ⅳ 、Ⅱ”换热流程。从SO2鼓风机来的冷SO2气体，利用第Ⅲ热交换器和 第Ⅰ热交换器被第三段和第一段触媒层出来的热气体加热到415℃进 入转化器一段触媒层。经第一、二、三段触媒层催化氧化后的SO3气 体（SO2转化率约为94.5%），经各自对应的换热器换热（约360℃） 经省煤器回收热量后送往一吸收塔吸收SO3制取硫酸。一吸收塔出来 的SO2气体，利用第Ⅳ热交和第Ⅱ热交被第四段、第二段触媒出来的 热气体加热到425℃，进入转化器四段触媒层进行第二次转化。经催 化转化后，总转化率≥99.75%的SO3气体，经第Ⅳ热交换器换热后（ 约162℃）送往二吸收塔吸收SO3制取硫酸。吸收后烟气经纤维除雾器 除雾后通过烟道送尾气钢烟囱排空,烟囱高度为60米
④、活性炭的补给系统：
•卷门
•M
•活性碳 卸载仓
•卸载运输机
•M
•A
•活性碳储存仓
•活性碳储存仓辊式
给料机
•M
•A
•补充运输机
•集尘风机
•M
•活性碳二号运输机
• 活性炭在脱硫过程中，会出现破碎，颗粒度降低，为保证脱硫效 率，需将小颗粒的炭粉排出，这就需要不断的补充新的活性炭。
• 在该系统中，汽车将外购活性炭通过皮带输送至活性炭储罐，储 罐规格为ø3.6×16.5m 容积为80t，相当于7天用量。
• 脱硝反应：
SCR反应
NO＋NH3＋1/2 O2→N2＋ 3/2H2O non-SCR(与脱离时生成的还原性物质直接反 应)
NO＋ C…Red→N2 还原性物质)
C-Red:为活性炭表面的
②、解析系统:
吸附了硫化物的活性炭，经过输送机送至解析塔， 在这里活性炭从上往下运行，首先经过加热段，被加 热到超过400℃以上，将活性炭所吸附的物质解析出来 。富二氧化硫气体”（“SRG”）排至后处理设施，制 备硫酸。解析后的活性炭，在冷却段中冷却到150℃以 下，然后经过输送机再次送至吸附塔，循环使用。
•A •M •解析塔入口旋转阀
•解析塔 •辊式给料机
•M •A •解析塔卸料旋转阀
•活性碳出口转向器 •活性碳 筛子
• 活性炭再循环是通过两条链式输送机，确保活性炭在吸附塔和解析 塔间循环使用。
• No.2 AC 输送皮带位于吸收塔的下部，将吸附了烟气中SO2的活性 炭输送至解析塔。
• No.1 AC 输送皮带位于解析塔的下部，将解析后干净的活性炭输送 至吸附塔再次重复使用。
•集尘 风机
•灰尘储存 仓
•SRG
•冷却 风机
•DUST
（二）、脱硫工艺系统的主要构成
该装置主要由烟气系统(烟气管道、增压风机 系统)、脱硫系统(吸附、解析、活性炭的输送、 活性炭的补给、热风循环、冷风循环及除尘系统)、 脱硝系统(液氨储存、输送、蒸发混合注入）、以 及相应的电气、仪控（含监测装置）等系统组成。
三、制酸工艺及原理
(一)、概述
• 烧结机烟气采用活性炭吸附脱硫脱硝工艺，活性炭 所吸附的气体经解析塔解析后排出的烟气中SO2含量 高，SO2体积比大于20%(干)。因此，可进行烟气制酸， 回收烟气中的SO2，生产浓度为98%的成品硫酸，彻底 治理SO2对环境的污染，变废为宝。
• 本烧结机富集烟气制酸采用技术先进、经验成熟的 喷淋塔+泡沫柱洗涤装置、3+1四段转化、一次干燥、 两次吸收的制酸工艺。
1、烟气系统
•W G
•主风机 •M
•M
•增压风机旁通挡 板
•M
•M •隔离挡板
•吸附塔
•空气入口 挡板
•BUF
•M
•M
•增压风机入口挡板
•吸附塔入口挡 板
•M •吸附塔出口挡板
①、系统正常运作时，烧结烟气通过机头电除尘器净化后，烟气含 尘浓度为98 mg/Nm3，烟气经过现有主风机及新增设的增压风机 进入脱硫脱硝设备，经过净化以后，再通过烧结主烟囱排入大 气。
分解反应：
①. 硫酸的分解反应
H2SO4. H2O→SO3 ＋ 2H2O →SO2 ＋ 0.5CO2
SO3＋0.5C（化学损耗）
H2SO4. H2O＋0.5C（化学损耗）→SO2 ＋ 2H2O ＋ 0.5CO2
②. 酸性硫氨的分解反应
NH4HSO4→SO3 ＋NH3 ＋H2O ＋1/3N2
SO3＋2/3 NH3→SO2 ＋H2O
1、脱硫设备
序
设备名称
号
1
吸咐塔
2
解析塔
3
增压风机
4
链式输送机
5
旋转阀
6
振动筛
7
挡板阀
8
辅助风机
9
辊式给料机
10 热气发生器
11
电梯
四、主要设备
数量
6 1 1 3 24 1 17 8 39 1 1
说明 450 宽：9.28m，高：41.12m 由加热段及冷却段组成 8500kW 处理能力：28(40)t/h 处理能力：4(24)t/h 处理能力：20t/h 烟道及吸咐塔进出口 除尘、助燃、冷却、热气风机等
•吸附塔 Adsorber
•M
•M
•NH3 控制阀
•A •稀释 NH3阀 •NH3 隔离阀 •A
•氨气混合器
•稀释空气风机
•NH3 稀释空气加热器
②、氨站系统
氨气供应系统：氨气供应系统包括液氨储罐，氨气 蒸发器，压缩机，氨气稀释槽，氨气调压装置，氨气与 空气混合装置及配套管道系统及控制装置。外购的液氨 通过槽车运到用户区，用压缩机卸到液氨储罐，经蒸发 器汽化后，通过调压装置调到用户压力后送至混合单元 。在混合单元设有控制阀门调节用气量及压力，设有火 花捕集器防止爆炸与回火，加压后被加热到130℃的空 气混合后供给工艺气系统和吸咐塔系统使用。
太钢450m2烧结机烟气 脱硫脱硝工艺技术
山西太钢工程技术有限公司 二０一一年六月
目录
一、概述 二、脱硫脱硝工艺及原理 三、制酸工艺及原理 四、主要设备 五、原辅材料动力介质消耗 六、脱硫脱硝工程主要指标
一、概述
•烧结生产是以精矿粉、各种含铁废物、除尘灰、 氧化铁皮等含铁物料作为主要原料，配入适当比 例的焦粉或无烟煤和熔剂石灰石和石灰粉，经过 原料加工、配制、混合、造球、布料、点火、烧 结、破碎、筛分、冷却等过程，生产出成品烧结 矿。
• 脱硫反应：
在脱硫反应中，是物理吸附和化学吸附的结合的复合反应；
a. 物理吸附
SO2→SO2（SO2吸附在活性炭微细孔中） b. 化学吸附
SO2＋ O2→SO3 SO3＋ n H2O→H2SO4＋ (n－1 )H2O c. 向硫酸盐转化（靠NH3/SO2）
H2SO4＋ NH3→NH4 HSO4 NH4 HSO4＋ NH3→（NH4 ）2SO4
②、为了方便系统运行时各设备的调节，在烟道上设置挡板阀，供 净化设备停止运行或检修时，切换挡板以使烟气能够从烟囱排 放。
2、脱硫系统：
①、吸附系统： 在脱硫系统中，吸附系统是整个工程中最
重要的系统，主要设备由吸收塔、NH3添加系统 等组成。在吸收塔内设置了进出口多孔板，使 烟气流速均匀，提高净化效率。吸收塔内设置 三层活性炭移动层，便于高效的脱硫。
• 为减少由于液体的含固量增大而造成对设备、 管道的磨损和管道堵塞等不利影响，设置斜板 沉降槽沉降液相中的烟尘；为更好的吸收烟气 中的HCL、HF、NH3等杂质；从喷淋塔循环泵引 出部分循环液（经过脱吸塔送至废酸储槽，由 槽车送至太钢废水处理总站。
2、干吸工序
净化工序出来的净化烟气，分别干吸工序淋洒93%硫 酸的干燥塔内脱除烟气中所含的水份，经干燥后含水 ≤0.1g/Nm3的烟气由SO2鼓风机升压后送往转化工序。
• 为排出系统的热量，在气体冷却塔循环泵后设置稀酸 板式冷却器，用循环水冷却。经冷却后的循环液回到 气体冷却塔自上往下淋洒，使气体进一步降温、除尘 ，烟气出口温度降至40℃左右，进入二级泡沫柱洗涤 器反向喷射筒，在此设置一段逆向喷嘴，进一步洗涤 烟气，除去其中的HCL、HF、NH3、尘等杂质。系统补 充水由此加入，经二级泡沫柱洗涤器出来的气体进入 一级和二级电除雾器，将其酸雾除去，使净化出口酸 雾量≤5mg/Nm3。
55kW/75kW
3、制氨设备
序 设备名称 号
1
液氨储罐
2 卸氨压缩机
3 无水氨蒸发器
4
氨稀释槽
5 氨气混合器
6
阻火器
7 氨气稀释风机
数量
2 2 2 1 1 1
1
说明
50m3 排气量：57.8m3/h，11KW
蒸发能力：400kg/h 容积12m3
氨：300(210)m3/h,空气：6700m3/h
• 在烧结料焙烧时产生大量的废气（SO2、NOX、 CO、烟尘）及粉尘，经过电除尘后通过烟囱 排出，对环境造成严重污染。为改善环境， 减少污染物排放，增设此烟气治理装置。
• 烟气治理装置：活性炭吸附工艺，脱硫、脱 硝、脱二噁英、脱重金属、除尘五位一体， 其副产品为浓硫酸。本工程由山西太钢工程 技术公司集成，在国内烧结行业为首例。
⑤、热风系统：
•吸附塔 •发生器压力控制阀
•N2
•热气入口挡板
•热气循环风机
•助燃空气风机
•COG
•COG 增压风机
•N2
•热气发生器
•A •COG 废气隔离
阀
•SRG旁通 阀
•A
•解析塔
•SRG隔离 阀
•A •A
•SRG
•冷却空气风 机
• 主要提供解析活性炭的热风。在此系统中，通过煤气 发生器将空气加热至450℃，在通过循环风机送至加
二、脱硫脱硝工艺及原理 （一）、工艺流程图
烧结电除尘 烧结电除尘
烟囱
增压风机
氨储存、制备
吸
解
富硫气体硫酸 制备系统
收
析
塔
塔
活 性
炭
•WG
•BUF
•NH3
•※ １
•稀释空气 风机
•热气循 环风机
•COG
•助燃空气 风机
•热气 发生器
•AC
•活性碳卸 载仓
•N2
•吸 附 塔
•解 析 塔
•AC*1) 筛子
热段。
⑥、冷风系统：
• 在此部分，将经过解析后的活性炭，在冷却段中冷却 到150℃以下。
•通风
⑦、除尘系统： •解析塔
•活性碳一号运输机 下部刮板式运输机
•M
•二段灰尘收 集器
•一段灰尘收 集器
•活性碳 筛子
•M •M
•M
•飞尘收 集器
•活性碳二号运输机 下部刮板式运输机
•M
•活性碳筛子仓
•M
•A
(二)、工艺流程简述 制酸车间设置有烟气净化工序、干吸工序、转化工序等主要工艺装置。
1、净化工序
富集烟气（SRG），温度为400℃-450℃ ，进入喷淋塔，与自上而下的 喷淋循环液进行充分接触，发生粒子的捕集及气体的吸收，相应进行热 量的传递。经过喷淋塔的绝热蒸发，烟气温度降至Leabharlann Baidu8℃左右，进入一级 泡沫柱洗涤器的反向喷射筒，与由大口径喷嘴逆向喷入的液体相撞，从 而迫使液体呈辐射状自里向外射向筒壁，这样在气—液界面处建立起一 定高度的泡沫区。根据气液的相对动量，泡沫柱沿筒体上下移动，由于 气体与大面积不断更新的液体表面接触，在泡沫区即发生进一步的粒子 捕集及气体的吸收。然后气体和液体进入气液分离槽进行气——液分离 ，经分离后的气体进入气体冷却塔。
63000Nm3/h 提升47.5m
2、制酸设备
序
设备名称
号
数量
1
喷淋塔
1
2 泡沫柱洗涤器
2
3 气体冷却塔
1
4
电除雾器
1
5
干燥塔
1
6
吸收塔
2
7
转化塔
1
8
各类泵
23
9
SO2风机
2
10 酸罐(槽)
1
说明
Φ1500×10700 Φ1500×9600 Φ1500×12700
N=9.0kW Φ1500×15300 Φ1500×18300 Φ2000×15000 35(55)m3/h,3(7.5)kW
流量：最大3493/h最小2493/h ，温度：
150度
能力：7200m3/h,
五、原辅材料动力介质消耗
活性炭耗量 总装机容量 循环水量 蒸汽 压缩空气 NH3 COG N2 补水 软水 废酸量产生 粉尘量产生