高炉煤气(BFG)是钢铁联合企业的副产品,主要成分为CO和N₂,热值仅700-900kcal/Nm³。高炉煤气锅炉NOx原始排放相对燃煤较低,但燃料特性决定了脱硝工艺的独特性。本文介绍高炉煤气锅炉脱硝的技术方案。
高炉煤气成分:CO 22-28%,CO₂ 15-22%,N₂ 50-55%,H₂ 1-3%,CH₄ 0.2-0.5%;热值约750kcal/Nm³;理论燃烧温度约1400-1500℃(低于天然气); NOx原始浓度约200-400mg/Nm³(低于燃煤和天然气,主要为热力型NOx)。高炉煤气锅炉通常与转炉煤气、焦炉煤气混合燃烧(混合煤气热值约1800kcal/Nm³),燃烧温度升高,NOx生成量增加。
SNCR工艺:高炉煤气锅炉炉膛温度约1100-1300℃,正好处于SNCR最佳温度窗口(850-1100℃)上缘,效率约35-50%。以一台150t/h高炉煤气锅炉为例:入口NOx 350mg/Nm³,采用SNCR尿素,设计效率45%,出口约190mg/Nm³。SCR工艺:适用于排放标准严格的场合,但高炉煤气锅炉排烟温度较低(150-180℃),需采用低温催化剂。以200t/h高炉煤气锅炉为例:入口NOx 300mg/Nm³,SCR效率75%,出口≤75mg/Nm³,需采用160-180℃低温催化剂。
SNCR系统设计:喷枪布置在锅炉炉膛出口(屏式过热器区域),温度约950-1100℃;还原剂优先尿素溶液(比氨水更适合高炉煤气烟气成分)。SCR系统设计:取风位置在空预器后(温度约160-180℃),采用低温Mn-Ce-Ti催化剂;由于高炉煤气不含飞灰和SO₂(极低),催化剂几乎无磨损和中毒风险,寿命可达5年以上。混合煤气比例控制:转炉煤气和焦炉煤气掺混比例影响燃烧温度,进而影响NOx生成量,建议设置煤气配比自动调节系统。
案例:河北某钢铁厂250t/h高炉煤气锅炉(混合煤气:50%高炉煤气+30%转炉煤气+20%焦炉煤气)脱硝项目。烟气参数:烟气量220000Nm³/h,入口NOx 380mg/Nm³,排烟温度170℃。工艺:纯SCR低温脱硝。催化剂:160-180℃低温型,2层布置,共180m³。运行结果:出口NOx 70-90mg/Nm³,氨逃逸≤2ppm,催化剂已连续运行30个月无明显失活。
高炉煤气锅炉的独特性:无飞灰(无催化剂磨损问题);SO₂极低(无催化剂中毒问题);烟气含CO(脱硝催化剂对CO无影响,但需注意CO检测数据干扰);排烟温度低(需低温催化剂)。因此高炉煤气锅炉脱硝的催化剂选型比燃煤锅炉简单得多,主要关注低温活性即可。
沧州中创环保承接高炉煤气锅炉脱硝工程,热线:138-3173-9292。