烧结机是钢铁行业的重要生产设备,用于将铁矿粉烧结成块状入高炉。烧结烟气具有温度低(80-200℃)、风量大(数十万Nm³/h)、含SO₂和粉尘高、成分波动大等特点,是工业脱硝的难点之一。本文介绍烧结机脱硝的主流技术和设计要点。
典型360m²烧结机参数:烟气量1800000Nm³/h(工况),温度80-180℃(正常),SO₂浓度500-2000mg/Nm³(变化大), NOx浓度200-400mg/Nm³,粉尘浓度500-1500mg/Nm³。NOx特点:主要为燃料型NOx(烧结燃料燃烧产生),浓度不算很高,但风量大导致绝对排放量高;温度低,SNCR反应窗口窄(需在主抽烟气段前段850-1050℃区域设置喷枪,但该区域烟气温度往往偏低)。
活性炭(焦)脱硫脱硝一体化:主流技术。活性炭在移动床内同时吸附SO₂和NOx,再生段喷氨还原NOx。脱硫效率≥95%,脱硝效率50-70%,适用于大型烧结机。以400m²烧结机为例,活性炭法投资约8000万元,年运行成本约1500万元(含活性炭再生耗能)。
中低温SCR脱硝:在烧结机尾电除尘后取风(温度150-180℃),采用低温催化剂。以180m²烧结机为例,烟气量900000Nm³/h,入口NOx 350mg/Nm³,设计效率70%,出口≤105mg/Nm³,需采用160-180℃低温催化剂,催化剂用量约400m³。
氧化法脱硝(不适合SCR场合):采用臭氧或高锰酸钾氧化NOx为NO₂,再通过湿法吸收。适用于小机组或作为应急备用。
烧结机有个"高温段"(烧结机中部,台车下方约1/3处),温度可达850-1000℃,是SNCR最佳喷入位置。但由于烟气是通过主抽烟气段集中抽出,高温区往往不在主抽烟气段,导致SNCR效率不稳定。解决方案:①在烧结机高温区上方设置独立的SNCR喷入装置;②采用低氨逃逸配方还原剂;③将烧结机中部烟气引入高温脱硝区。
案例:山东某钢铁厂180m²烧结机,采用中低温SCR工艺。烟气参数:烟气量850000Nm³/h(工况),温度150-175℃,入口NOx 320mg/Nm³,SO₂ 800mg/Nm³,粉尘80mg/Nm³。工艺流程:电除尘→湿法脱硫→湿式电除尘→GGH换热→SCR脱硝→引风机→烟囱。SCR设计效率65%,出口≤112mg/Nm³。催化剂:蜂窝式低温型(TiO₂-V₂O₅-WO₃),2层布置,共280m³,反应温度165-175℃。运行结果:出口NOx 95-115mg/Nm³,氨逃逸≤3ppm。
1. 烧结机负荷波动大(±20%),SCR系统需快速响应调节;2. 湿法脱硫后烟气含水蒸气高(8-12%),催化剂需防潮;3. 需考虑脱硝系统与烧结主生产的协调控制;4. 大型烧结机建议采用活性炭一体化工艺,一次投资解决SO₂和NOx。
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