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冶金工业烟气多污染物超低排放综合治理技术

        研究院研发团队立足于我国迫切需要解决的大气环境污染问题,依托“冶金工业节能减排北京市重点实验室”、“工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室”等科研平台,致力于开展典型气态污染物排放特征分析、冶金工业烟气污染物控制及协同净化、特殊外场协同催化净化、环境功能材料与净化设备研制及工程应用等工作。尤其在低温脱硝催化剂、SO2吸附剂、有机硫水解催化剂、恶臭气体净化材料以及VOCs净化材料等方面具有丰富的研究经验,科研与工程成果显著。
主要研究方向有:
(1)冶金工业烟气脱硫脱硝技术;
(2)VOCs处理技术;
(3)烟气多污染物协同净化技术;
(4)催化剂/吸附剂再生关键技术及设备。
研发团队具备技术—材料—设计/装备—工程全流程服务能力,主营业务为面向冶金行业提供满足超低排放要求的烟气脱硫、脱硝、除尘治理技术、环保工程设计及备品备件提供等。

成套解决方案1:中高温烟气SCR脱硝+密相干塔法脱硫除尘一体化

        SCR(Selective Catalytic Reduction)选择性催化还原脱硝技术是目前国际上应用最广泛的烟气脱硝技术。该技术是指在催化剂的作用下,利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O来减少NOx排放的技术。研究院致力于脱硝先进技术的发展和应用,目前已掌握SCR喷射格栅设计、流场CFD模拟、反应器建模、催化剂模块化生产等核心技术。


                                              图1 SCR脱硝工艺示意图        
        密相干塔法烟气脱硫技术是指烟气从密相塔上部进入塔内,与塔顶部加湿的脱硫剂混合,在塔内经链式搅拌器分散碰撞,使脱硫剂与烟气中的SO2加速反应,生成CaSO4固体颗粒。大量含有颗粒的烟气,从密相塔的下部出口排出,进入除尘器使气固分离,净化后烟气通过除尘器排出烟囱。底部固体颗粒再次进入密相塔继续参加反应,而少量反应后的脱硫剂排入废料仓,至此形成完整的系统循环。


图2 密相干法工艺流程图

图3 邯钢焦炉烟气脱硝脱硫除尘综合治理项目(14万m3/h)


成套解决方案2:中低温烟气干法深度脱硫除尘一体化+中低温高效SCR脱硝

图4 中低温烟气深度协同净化技术


        在超低排放的政策背景下,利用碳酸氢钠(NaHCO3)等作为高效脱硫剂对大部分的酸性气体均有较好的去除效果,其工艺能达到的脱除率为:SO2>99%、SO3>99%、汞>95%。采用干粉喷射法最大的优点是, 在一个设备中可以同时脱除多种物质。此外,与湿法和喷雾法相比:其流程简单、装置设备少、操作费比前两者低、维修工作量小;干粉喷射脱硫技术具有喷雾干燥脱硫技术的基本原理, 而且可以做到完全不用水。随着碳酸氢钠被注入到反应器中,在60℃开始热分解反应发生活化反应,当温度从160℃升高至220℃,反应速率可以几乎翻倍。
        干法脱硫技术适用温度范围广(160~220℃),烟温降幅较小,干粉喷射方式的脱硫效率高达99%,且对大部分的酸性气体均有较好的去除效果。较适用于钢铁烧结/球团(烟温120~180℃)和焦炉(烟温200~280℃)等中低温烟气的高效脱硫,并结合高效布袋一体化技术,实现深度脱硫除尘,且脱硫除尘后烟温较宜匹配后续的低温SCR脱硝技术(150℃及以上)

                                              图5 中低温SCR脱硝催化剂类型

        中低温SCR脱硝技术由于反应器布置在除尘器和烟气脱硫系统之后,无需对锅炉本体做改动。且低温脱硝的反应塔体积小,安装简便,占地面积小,装置总体成本可大幅度下降;经过除尘脱硫后的烟气中飞灰、SO2,碱/碱土金属氧化物及其盐类物质,以及重金属等污染物质的含量较低,在一定程度上降低了催化剂发生污染和中毒的可能性,进而延长了催化剂的使用寿命;同时避免飞灰对反应器及其他装置的堵塞和腐蚀,维护成本降低。

图6 研究团队SCR催化剂生产装备及产品试样
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