4-代兵-CSCR煙氣凈化工藝新

1、活性炭煙氣凈化技術(shù)匯報(bào)單位二O一六年九月1邯鄲鋼鐵集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司2燒結(jié)煙氣的特點(diǎn) 煙氣量大：40006000m3/t.s。 煙氣溫度較高：13010。 煙氣挾帶粉塵多。 含濕量大：10%左右。 含有腐蝕性氣體：HCL、HF、SO3等。 SO2濃度低：10001500mg/Nm3。3燒結(jié)煙氣凈化常用方法濕法： 石灰-石膏法半干法：循環(huán)流化床 SDA法4煙氣治理工藝發(fā)展趨勢(shì)由濕法向干法轉(zhuǎn)變由單一污染物去除向多種污染物協(xié)同處理轉(zhuǎn)變由單純脫除污染物，向資源回收利用轉(zhuǎn)變 *活性炭?jī)艋夹g(shù)是燒結(jié)煙氣凈化的發(fā)展方向*5標(biāo)準(zhǔn)SO2NOx機(jī)頭機(jī)尾氟化物二噁英現(xiàn)有企00.5新建企業(yè)1

2、6030040204.00.5特別排放16030040204.00.56燒結(jié)機(jī)煙氣參數(shù)條件7活性炭煙氣凈化技術(shù)一、活性炭的特性二、活性炭的凈化原理三、活性炭?jī)艋夹g(shù)的發(fā)展四、交叉流與逆流的對(duì)比五、逆流吸附塔結(jié)構(gòu)匯報(bào)提綱8活性炭特性HOK (hearth furnace coke)Inner Surface:300 m/gFAK(form activated coke)Inner Surface:Up to 2.000 m/g9活性炭移動(dòng)層的除塵原理與普通的過濾除塵相同，通過沖撞，遮擋以及擴(kuò)散捕捉效果進(jìn)行除塵。通常，直徑1m以上的粒子可通過沖撞效果進(jìn)行捕捉。而不到1m的粒子要通過遮擋和擴(kuò)散捕捉效

3、果進(jìn)行捕捉。同時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^燒結(jié)機(jī)頭電除塵器進(jìn)行靜電凝集，粒子直徑變大，可以得到高于理論值的除塵效果。粉塵 、重金屬活性炭?jī)艋?0 物理吸附SO2 SO2* 化學(xué)吸附 SO2* + 1/2O2* SO3* + nH2O* H2SO4*(n-1)H2O H2SO4* + NH3 NH4HSO4* +NH3 (NH4)2SO4* 再生反應(yīng) 2H2SO4+C=2SO2+CO2+2H2O NH4HSO4=SO22H2O1/3N21/3NH3脫 硫脫 硫活性炭?jī)艋?1、SCR反應(yīng)活性炭有Ti-V系金屬觸媒同樣的作用，使NO被還原為N2。NO + NH3 + 1/4O2 N2 + 3/2H2O、No

4、n-SCR反應(yīng) 活性炭再生時(shí)會(huì)生成還原性物質(zhì)，表示為CRed。循環(huán)至吸附塔，與廢氣中的NO直接反應(yīng)還原生成N2。該反應(yīng)為活性炭特有的脫硝反應(yīng)，稱為Non-SCR反應(yīng)。 NO + CRed N2脫 硝活性炭?jī)艋?2 煙氣中塵態(tài)二噁英在吸附塔內(nèi)被活性炭移動(dòng)層的過濾集塵功能捕集，氣態(tài)的二噁英被活性炭吸附。吸附了二噁英的活性炭在解析塔內(nèi)加熱到400以上，在催化劑的作用下將苯環(huán)間的氧基破壞，使二噁英發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變裂解為無(wú)害物質(zhì)。二噁英活性炭?jī)艋?3 除上述物質(zhì)以外，燒結(jié)廢氣含有少量的HCl(氯化氫)，氟化氫（HF），SO3 (三氧化硫)等酸性氣體。這些酸性氣體也通過吸附進(jìn)行除去。而且，像Hg（水銀

5、）這樣的揮發(fā)性重金屬也被高效率地吸附除去。其他物質(zhì)活性炭?jī)艋?4國(guó)內(nèi)幾種典型活性炭?jī)艋夹g(shù) 日本住友結(jié)構(gòu) （太鋼2010、寶鋼、湛江2015） 上海克硫結(jié)構(gòu) （聯(lián)峰2015、日鋼2016） 歐州逆流結(jié)構(gòu) （韓國(guó)現(xiàn)代2013 、邯鋼2016）15前通道：主要除塵中通道：主要脫硫脫硝后通道：脫硝除塵。住友結(jié)構(gòu)活性炭技術(shù)的發(fā)展16太鋼（住友）活性炭技術(shù)的發(fā)展17單一通道上段：脫硝段下段：脫硫段克硫結(jié)構(gòu)活性炭技術(shù)的發(fā)展18交叉流與逆流技術(shù)的技術(shù)對(duì)照19CSCR技術(shù)的演變歷程該工藝的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段，在十九世紀(jì)60年代，選用了進(jìn)入吸附塔的煙氣流向與活性炭在吸附塔中的流向相互垂直的工藝（垂直流工藝）

6、由于垂直流工藝存在一系列問題，在十九世紀(jì)80年代，發(fā)展出一種煙氣與活性炭在吸附塔內(nèi)逆向流動(dòng)的工藝（逆流工藝）20CSCR技術(shù)的演變歷程第一代交叉流活性炭吸附技術(shù)第二代逆流活性炭脫硫脫硝技術(shù)21第二代活性炭煙氣逆流選擇催化還原活性炭脫硫脫硝CSCR技術(shù)由奧地利英特佳公司引進(jìn)，技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先國(guó)際流行。該技術(shù)在奧地利有多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并且已經(jīng)在韓國(guó)現(xiàn)代鋼鐵相近規(guī)模的燒結(jié)氣脫硫脫硝上應(yīng)用。關(guān)鍵設(shè)備吸附反應(yīng)器采用專利技術(shù)。在一套裝置中完成吸附和催化還原反應(yīng)過程。吸附劑和催化劑選用特殊性能的活性炭，煙氣自下而上，活性炭自上而下，兩者逆流接觸，活性炭連續(xù)地從吸附塔底部排出，輸送到解析塔進(jìn)行解吸，解吸后的活性

7、炭再進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用。用氨氣作為還原劑，在活性炭的催化下進(jìn)行脫硝。項(xiàng)目實(shí)施后可以同時(shí)脫除硫、硝、二噁英和重金屬，且能回收硫資源制得濃硫酸產(chǎn)品，滿足國(guó)家和地方排放要求。22主要工藝流程來(lái)自燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)的煙氣，通過兩臺(tái)平行變頻增壓風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入吸附塔脫硫床層脫硫，然后在脫硫床層后中間氣室與霧態(tài)氨水混合，再穿過脫硝床層進(jìn)行脫硝，煙氣中的污染物被活性炭層吸附或催化反應(yīng)生成無(wú)害物質(zhì)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后通過主煙囪排入大氣；23活性炭由塔頂加入到吸附塔脫硝段，并在重力和塔底出料裝置的作用下向下移動(dòng)依次通過脫硝段和脫硫段。吸收了SO2、NOx、二噁英、重金屬及粉塵等的活性炭先經(jīng)過篩分，篩上的大顆?；钚蕴客ㄟ^鏈斗

8、輸送機(jī)輸送到解析塔進(jìn)行解吸，活性炭吸附的SO2被解吸出來(lái)送往制酸系統(tǒng)制成98%濃硫酸，解吸后的活性炭出解析塔后經(jīng)風(fēng)篩和振動(dòng)篩篩除粉塵后，通過鏈斗輸送機(jī)輸送到吸附塔循環(huán)使用，從而完成整個(gè)系統(tǒng)的物料循環(huán)過程，新活性炭通過新活性炭倉(cāng)經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)加入到系統(tǒng)中，用于補(bǔ)充系統(tǒng)損失的活性炭。篩下的小顆粒活性炭、粉塵送入粉倉(cāng)，經(jīng)氣力輸送裝置輸送至燒結(jié)配料室作為燃料使用。24脫硫脫硝裝置分為獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)，以增加系統(tǒng)的可靠性。解析塔100%備用，正常生產(chǎn)時(shí)低負(fù)荷操作，一臺(tái)檢修時(shí)另一臺(tái)可以處理全部需再生的活性炭。用焦化蒸氨裝置生產(chǎn)的18%-25%的濃氨水作為脫硝劑，節(jié)省占地并且安全性好。硫酸裝置生產(chǎn)的98%硫酸送

9、焦化裝置硫銨工段做原料。25逆流吸附塔結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)保證完全飽和吸附的活性炭及時(shí)排出均勻的氣流保證活性炭與煙氣之間平等的反應(yīng)時(shí)間相同的下降速度使得更高SO2吸附比例和更低的壓降。靈活的床層高度可以適應(yīng)變化的煙氣條件。更高的AC吸附因數(shù)，更低的運(yùn)行成本（AC消耗、循環(huán)量、能耗）。出口SO2低于5mg/Nm3。更高的脫硝率90%。非常安全、節(jié)省占地、維護(hù)費(fèi)用低。沒有不穩(wěn)定的氣流。26單層模塊逆流吸附技術(shù)27雙層模塊逆流吸附技術(shù)28雙層模塊組合逆流吸附技術(shù)29活性炭?jī)艋I(yè)流程入口煙氣新活性炭脫硝段噴氨解析塔制酸濃H2SO4 活性炭粉脫硫段增壓風(fēng)機(jī)出口煙氣循環(huán)活性炭30增壓風(fēng)機(jī)及煙道煙氣凈化工藝流程3

10、1溫度控制：噴水降溫比開冷風(fēng)閥可減少入塔煙氣量。煙氣溫度控制煙氣凈化工藝流程32吸附模塊的組合煙氣凈化工藝流程33活性炭解析流程煙氣凈化工藝流程34并流型分離塔Heater2冷卻空氣活性炭加熱氣體分配器加熱器冷卻器活性炭加熱氣體分離氣體冷卻空氣H2SO4=SO3+H2O在620K附近2SO3+C=2SO2+CO2在670K附近SO3+C=SO2+CO在1070K附近解析塔結(jié)構(gòu)煙氣凈化工藝流程35吸附塔解析塔AC倉(cāng)活性炭輸送機(jī)煙氣凈化工藝流程36140-200 汽化器氨水罐壓縮空氣空氣氨水系統(tǒng)(20%)煙氣凈化工藝流程37采用兩級(jí)動(dòng)力波+填料冷卻塔洗滌+兩級(jí)電除霧凈化、3+1兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收的

11、制酸工藝凈化率98.5% 轉(zhuǎn)化率99.7% 吸收率99.9% 成品酸：1.5萬(wàn)噸/年，98%酸，一等品制酸系統(tǒng)煙氣凈化工藝流程38制酸系統(tǒng)煙氣凈化工藝流程39主要系統(tǒng)組成該工程包括：煙氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、煙囪、解吸系統(tǒng)、活性炭輸送系統(tǒng)、活性炭卸料存貯系統(tǒng)、氨水供應(yīng)系統(tǒng)、制酸系統(tǒng)及配套公輔系統(tǒng)。40主要系統(tǒng)組成41吸附系統(tǒng)吸附塔是整個(gè)煙氣凈化的關(guān)鍵設(shè)備。SO2、NOx、二噁英、重金屬及粉塵等污染物的吸附全部在吸附塔內(nèi)完成。每套吸附系統(tǒng)主要設(shè)備從上至下有活性炭密封閥、吸附塔活性炭料倉(cāng)、活性炭料倉(cāng)支管密封閥、活性炭吸附模塊料斗、活性炭吸附模塊、活性炭排料設(shè)備、活性炭下料倉(cāng)、活性炭下部密封閥等。吸附塔設(shè)

12、計(jì)使用壽命不低于20年。每臺(tái)燒結(jié)機(jī)設(shè)置2套吸附系統(tǒng)，每套吸附系統(tǒng)由32個(gè)脫硫模塊和32個(gè)脫硝模塊組成，每?jī)蓚€(gè)脫硫模塊和脫硝模塊疊加布置形成一個(gè)“雙層模塊”，每2個(gè)雙層模塊組成一個(gè)“單元”，每列有4個(gè)“單元”，共有ABCD4列，每2列組成一套吸附塔，處理1路煙氣。42解吸系統(tǒng)解析塔同樣為整個(gè)煙氣系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。解析塔將吸附了污染物的活性炭重新活化循環(huán)使用。解吸系統(tǒng)由上至下主要有緩沖倉(cāng)、活性炭密封閥、解析塔預(yù)熱段、加熱段、排氣段、冷卻段、排料裝置、活性炭密封閥等。加熱段與冷卻段均為列管換熱器。解析塔設(shè)計(jì)使用壽命不低于20年。每臺(tái)燒結(jié)機(jī)設(shè)置2套解吸系統(tǒng)?；钚蕴吭诮馕鏊A(yù)熱段加熱到解吸溫度約400左右

13、，并通入N2，保證活性炭與空氣隔絕，避免活性炭燃燒。活性炭在加熱段保持3小時(shí)以上，被活性炭吸附的SO2被解吸出來(lái)，與保護(hù)氣體N2混合形成富含SO2的氣體（SRG），SRG在脫氣段送至制酸系統(tǒng)制取濃硫酸，二噁英在高溫環(huán)境下，在活性炭的催化作用下促使其苯環(huán)間的氧基破壞，裂解為無(wú)害物質(zhì)。每座解析塔解吸所需熱量由一臺(tái)加熱爐提供，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，由焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火并保持長(zhǎng)明火狀態(tài)。燃燒采用高爐、焦?fàn)t混合煤氣，高、焦混合煤氣在加熱爐內(nèi)燃燒后，熱煙氣進(jìn)入解析塔的殼程，通過換熱管間接加熱活性炭。解析塔具有氣密性，每個(gè)部分內(nèi)部也彼此氣密，并且具有可靠的防止活性炭自燃設(shè)計(jì)?；钚蕴磕軌蛟诩訜岫瓮耆馕?，冷卻段采用風(fēng)冷。解析塔加熱、冷卻工藝過程中，冷卻風(fēng)來(lái)源于大氣，冷卻換熱后空氣用于加熱爐的助燃空氣來(lái)源，多余部分放散。43CSCR裝置凈化效果經(jīng)過CSCR裝置凈化后，煙氣中污染物排放將達(dá)以下指標(biāo)：1）煙氣中SO2排放濃度： 50mg/Nm3；2）煙氣中NOx排放濃度： 120mg/Nm3；3）粉塵排放濃度： 20mg/Nm3；4）二噁