4-代兵-CSCR烟气净化工艺新

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加热气体
N2
分配器
加热气体
He 加热器 ate r
冷却器
2SO3+C=2SO2+CO2
分离气体
在670K附近 SO3+C=SO2+CO
冷却空气
冷却空气
N2
活性炭
在1070K附近
活性炭输送机
吸 附 塔 A C 仓
解 析 塔
氨水系统(20%)
140-200 ℃
氨水罐
压缩空气
空 气
汽 化 器
制酸系统
烧结烟气净化常用方法
湿法: 石灰-石膏法 半干法:循环流化床 SDA法
烟气治理工艺发展趋势
由湿法向干法转变 由单一污染物去除向多种污染物协同处理转变 由单纯脱除污染物,向资源回收利用转变
*活性炭净化技术是烧结烟气净化的发展方向*
标准 现有企业 新建企业 特别排放
SO2 180 160 160
出料装置的作用下向下移动依次通过脱硝段和脱硫段。 吸收了SO2、NOx、二噁英、重金属及粉尘等的活性炭 先经过筛分,筛上的大颗粒活性炭通过链斗输送机输 送到解析塔进行解吸,活性炭吸附的SO2被解吸出来送 往制酸系统制成98%浓硫酸,解吸后的活性炭出解析塔 后经风筛和振动筛筛除粉尘后,通过链斗输送机输送 到吸附塔循环使用,从而完成整个系统的物料循环过 程,新活性炭通过新活性炭仓经振动给料机加入到系 统中,用于补充系统损失的活性炭。筛下的小颗粒活 性炭、粉尘送入粉仓,经气力输送装置输送至烧结配 料室作为燃料使用。
脱 硝
①、SCR反应 活性炭有 Ti-V 系金属触媒同样的作用,使 NO 被还原 为N2。 NO + NH3 + 1/4O2 → N2 + 3/2H2O ②、Non-SCR反应 活性炭再生时会生成还原性物质,表示为 C…Red。 循环至吸附塔,与废气中的 NO 直接反应还原生成 N2 。 该反应为活性炭特有的脱硝反应,称为Non-SCR反应。 NO + C…Red → N2
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活性炭烟气净化技术
汇 报 提 纲
一、活性炭的特性
二、活性炭的净化原理
三、活性炭净化技术的发展
四、交叉流与逆流的对比 五、逆流吸附塔结构
活性炭特性
HOK (hearth furnace coke)
Inner Surface: 300 m²/g
FAK (form activated coke)
单层模块
双层模块
双层模块组合
活性炭净化工业流程
出口烟气 新活性炭 循环活性炭
脱硝段
喷氨
解 析 塔 脱硫段 制酸
增压风机
入口烟气
活性炭粉
浓H2SO4
增压风机及烟道
烟气温度控制
温度控制:喷水降温比开冷风阀可减 少入塔烟气量。
吸附模块的组合
活性炭解析流程
解析塔结构
并流型分离塔
活性炭
H2SO4=SO3+H2O 在620K附近
成品酸:1.5万吨/年,98%酸,一等品
采用两级动力波+填料冷却塔洗涤+两 级电除雾净化、 3+1 两次转化、两次 吸收的制酸工艺
净化率98.5% 转化率99.7% 吸收率 99.9%
制酸系统
主要系统组成
该工程包括:烟气系统、吸附系统、烟囱、解吸系
统、活性炭输送系统、活性炭卸料存贮系统、氨水 供应系统、制酸系统及配套公辅系统。
NOx 300 300 300
机头 50 40 40
机尾 30 20 20
氟化物 4.0 4.0 4.0
二噁英 0.5 0.5 0.5
烧结机烟气参数条件
序 污染物项 号 1 烟气量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 烟气温度 颗粒物 SO2 NOx HCl 氟化物) 二噁英 烟气含氧量 烟气含水率 单位 Nm3/h ℃ mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 ng/m3N-TEQ % % 130±40 ≤50 ≤20 ≤1200 ≤50 ≤400 ≤120 ≤10 13.5~17 10.8 ≤4 ≤0.5 入口值 出口值 备注
CSCR装置净化效果
经过CSCR装置净化后,烟气中污染物排放将达以


下指标: 1)烟气中SO2排放浓度: ≤50mg/Nm3; 2)烟气中NOx排放浓度: ≤120mg/Nm3; 3)粉尘排放浓度: ≤20mg/Nm3; 4)二噁英当量排放浓度: ≤0.5ngTEQ/m3。 5)工作环境中粉尘浓度:≤ 8 mg/Nm³
解吸系统
解析塔同样为整个烟气系统的关键设备。解析塔将吸附了污染物的活性
炭重新活化循环使用。解吸系统由上至下主要有缓冲仓、活性炭密封阀、 解析塔预热段、加热段、排气段、冷却段、排料装置、活性炭密封阀等。 加热段与冷却段均为列管换热器。解析塔设计使用寿命不低于20年。 每台烧结机设置2套解吸系统。活性炭在解析塔预热段加热到解吸温度约 400℃左右,并通入N2,保证活性炭与空气隔绝,避免活性炭燃烧。活性 炭在加热段保持3小时以上,被活性炭吸附的SO2被解吸出来,与保护气体 N2混合形成富含SO2的气体(SRG),SRG在脱气段送至制酸系统制取浓硫 酸,二噁英在高温环境下,在活性炭的催化作用下促使其苯环间的氧基 破坏,裂解为无害物质。每座解析塔解吸所需热量由一台加热炉提供, 系统启动时,由焦炉煤气点火并保持长明火状态。燃烧采用高炉、焦炉 混合煤气,高、焦混合煤气在加热炉内燃烧后,热烟气进入解析塔的壳 程,通过换热管间接加热活性炭。 解析塔具有气密性,每个部分内部也彼此气密,并且具有可靠的防止活 性炭自燃设计。活性炭能够在加热段完全解吸,冷却段采用风冷。 解析塔加热、冷却工艺过程中,冷却风来源于大气,冷却换热后空气用 于加热炉的助燃空气来源,多余部分放散。
施工现场图片(吸附塔下部结构)4月
施工现场图片(第一块模块吊装)5.8
施工现场图片(吸附塔模块吊装中…)5.24
施工现场图片(吸附塔模块吊装中…)6.10
施工现场图片(吸附塔模块吊装中…)6.17
施工现场图片(最后一块模块)8.6
烟气净化设施三维图(韩国现代)
烟气净化设施三维图(邯钢)
Inner Surface: Up to 2.000 m²/g
粉尘 、重金属
活性炭移动层的除尘原理与普通的过滤除尘相同,通过冲撞,遮挡以及扩散 捕捉效果进行除尘。通常,直径1μm以上的粒子可通过冲撞效果进行捕捉。 而不到1μm的粒子要通过遮挡和扩散捕捉效果进行捕捉。同时,因为通过烧 结机头电除尘器进行静电凝集,粒子直径变大,可以得到高于理论值的除尘 效果。
主要系统组成
吸附系统
吸附塔是整个烟气净化的关键设备。SO2、NOx、二噁
英、重金属及粉尘等污染物的吸附全部在吸附塔内完 成。每套吸附系统主要设备从上至下有活性炭密封阀、 吸附塔活性炭料仓、活性炭料仓支管密封阀、活性炭 吸附模块料斗、活性炭吸附模块、活性炭排料设备、 活性炭下料仓、活性炭下部密封阀等。吸附塔设计使 用寿命不低于20年。 每台烧结机设置2套吸附系统,每套吸附系统由32个脱 硫模块和32个脱硝模块组成,每两个脱硫模块和脱硝模 块叠加布置形成一个“双层模块”,每2个双层模块组 成一个“单元”,每列有4个“单元”,共有ABCD4列, 每2列组成一套吸附塔,处理1路烟气。
二噁英
烟气中尘态二噁英在吸附塔内被 活性炭移动层的过滤集尘功能捕
分解率(%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
DIOXIN類の分解試験結果
450℃ 440℃ 430℃ 420℃ 410℃ 400℃
集,气态的二噁英被活性炭吸附。
吸附了二噁英的活性炭在解析塔 内加热到400℃以上,在催化剂
活性炭烟气净化技术
汇报单位:邯郸钢铁集团设计院有限公司 二O一六年九月
邯郸钢铁集团设计院有限公司
烧结烟气的特点
1. 烟气量大:4000~6000m3/t.s。
2. 烟气温度较高:130±10℃。
3. 烟气挟带粉尘多。
4. 含湿量大:10%左右。
5. 含有腐蚀性气体:HCL、HF、SO3等。
6. SO2浓度低:1000~1500mg/Nm3。
CSCR技术的演变历程
该工艺的发展经历了两个阶段,在十九世纪60年代,
选用了进入吸附塔的烟气流向与活性炭在吸附塔中 的流向相互垂直的工艺(垂直流工艺)由于垂直流 工艺存在一系列问题,在十九世纪80年代,发展出 一种烟气与活性炭在吸附塔内逆向流动的工艺(逆 流工艺)
CSCR技术的演变历程
第一代交叉流活性炭吸附技术
日本住友结构
(太钢2010、宝钢、湛江2015) 上海克硫结构 (联峰2015、日钢2016) 欧州逆流结构 (韩国现代2013 、邯钢2016)
住友结构
前通道:主要 除尘 中通道:主要 脱硫脱硝 后通道:脱硝 除尘。
太钢(住友)
克硫结构
单一通道 上段:脱硝段 下段:脱硫段
交叉流与逆流技术的技术对照
脱硫脱硝装置分为独立的两个系统,以增加系统的
可靠性。解析塔100%备用,正常生产时低负荷操作, 一台检修时另一台可以处理全部需再生的活性炭。 用焦化蒸氨装置生产的18%-25%的浓氨水作为脱硝 剂,节省占地并且安全性好。硫酸装置生产的98% 硫酸送焦化装置硫铵工段做原料。
逆流吸附塔结构主要优点
的作用下将苯环间的氧基破坏,
使二噁英发生结构转变裂解为无 害物质。
加熱時間 (h)
其他物质
除上述物质以外,烧结废气含有少量的HCl(氯化氢),氟化 氢(HF),SO3 (三氧化硫)等酸性气体。这些酸性气体也通
过吸附进行除去。而且,像Hg(水银)这样的挥发性重金属
也被高效率地吸附除去。
国内几种典型活性炭净化技术
主要工艺流程
来自烧结机主抽风机的烟气,通过两台平行变频增
压风机增压后进入吸附塔脱硫床层脱硫,然后在脱 硫床层后中间气室与雾态氨水混合,再穿过脱硝床 层进行脱硝,烟气中的污染物被活性炭层吸附或催 化反应生成无害物质,达到排放标准后通过主烟囱 排入大气;
活性炭由塔顶加入到吸附塔脱硝段,并在重力和塔底
第二代逆流活性炭脱硫脱硝技术
Hale Waihona Puke Baidu
第二代活性炭烟气逆流选择催化还原活性炭脱硫脱硝
CSCR技术由奥地利英特佳公司引进,技术水平国内领 先国际流行。该技术在奥地利有多年应用经验,并且 已经在韩国现代钢铁相近规模的烧结气脱硫脱硝上应 用。关键设备吸附反应器采用专利技术。在一套装置 中完成吸附和催化还原反应过程。吸附剂和催化剂选 用特殊性能的活性炭,烟气自下而上,活性炭自上而 下,两者逆流接触,活性炭连续地从吸附塔底部排出, 输送到解析塔进行解吸,解吸后的活性炭再进入系统 循环使用。用氨气作为还原剂,在活性炭的催化下进 行脱硝。项目实施后可以同时脱除硫、硝、二噁英和 重金属,且能回收硫资源制得浓硫酸产品,满足国家 和地方排放要求。
脱 硫 脱 硫
① 物理吸附 ② 化学吸附 SO2 → SO2*
SO2* + 1/2O2* → SO3* + nH2O* → H2SO4*(n-1)H2O
H2SO4* + NH3 → NH4HSO4* +NH3 → (NH4)2SO4*
③ 再生反应 2H2SO4+C=2SO2+CO2+2H2O NH4HSO4=SO2+2H2O+1/3N2+1/3NH3
保证完全饱和吸附的活性炭及时排出
均匀的气流保证活性炭与烟气之间平等的反
应时间
相同的下降速度使得更高SO2吸附比例和更低
的压降。
灵活的床层高度可以适应变化的烟气条件。 更高的AC吸附因数,更低的运行成本(AC消
耗、循环量、能耗)。
出口SO2低于5mg/Nm3。 更高的脱硝率>90%。 非常安全、节省占地、维护费用低。 没有不稳定的气流。
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