太钢烧结机烟气脱硫脱硝工艺

1、太钢450m2烧结机烟气 脱硫脱硝工艺技术 山西太钢工程技术有限公司 二一一年六月 目 录 一、概述 二、脱硫脱硝工艺及原理 三、制酸工艺及原理 四、主要设备 五、原辅材料动力介质消耗 六、脱硫脱硝工程主要指标 一、概述 烧结生产是以精矿粉、各种含铁废物、除尘灰、 氧化铁皮等含铁物料作为主要原料，配入适当比 例的焦粉或无烟煤和熔剂石灰石和石灰粉，经过 原料加工、配制、混合、造球、布料、点火、烧 结、破碎、筛分、冷却等过程，生产出成品烧结 矿。 在烧结料焙烧时产生大量的废气（SO2、NOX、 CO、烟尘）及粉尘，经过电除尘后通过烟囱 排出，对环境造成严重污染。为改善环境， 减少污染物排放，增设此

2、烟气治理装置。 烟气治理装置：活性炭吸附工艺，脱硫、脱 硝、脱二噁英、脱重金属、除尘五位一体， 其副产品为浓硫酸。本工程由山西太钢工程 技术公司集成，在国内烧结行业为首例。 二、脱硫脱硝工艺及原理 氨储存、制备 活 性 炭 烟囱 吸 收 塔 解 析 塔 增压风机 富硫气体硫酸 制备系统 烧结电除尘 烧结电除尘 （一）、工艺流程图 NH3 WG COG AC N2 SRG DUST BUF 稀释空气 风机 助燃空气 风机 热气 发生器 热气循 环风机 吸 附 塔 解 析 塔 AC*1) 筛子 活性碳卸 载仓 灰尘储存 仓 冷却 风机 集尘 风机 （二）、脱硫工艺系统的主要构成 该装置主要由烟气系

3、统(烟气管道、增压风机 系统)、脱硫系统(吸附、解析、活性炭的输送、 活性炭的补给、热风循环、冷风循环及除尘系统)、 脱硝系统(液氨储存、输送、蒸发混合注入）、以 及相应的电气、仪控（含监测装置）等系统组成。 1、烟气系统、烟气系统 吸附塔入口挡 板 增压风机入口挡板 W G M M M M 主风机 BUF 吸附塔 M M M M M M M M M M 空气入口 挡板 吸附塔出口挡板 增压风机旁通挡 板 隔离挡板 、系统正常运作时，烧结烟气通过机头电除尘器净化后，烟气含 尘浓度为98 mg/Nm3，烟气经过现有主风机及新增设的增压风机 进入脱硫脱硝设备，经过净化以后，再通过烧结主烟囱排入大

4、气。 、为了方便系统运行时各设备的调节，在烟道上设置挡板阀，供 净化设备停止运行或检修时，切换挡板以使烟气能够从烟囱排 放。 2、脱硫系统：、脱硫系统： 、吸附系统： 在脱硫系统中，吸附系统是整个工程中最 重要的系统，主要设备由吸收塔、NH3添加系统 等组成。在吸收塔内设置了进出口多孔板，使 烟气流速均匀，提高净化效率。吸收塔内设置 三层活性炭移动层，便于高效的脱硫。 脱硫反应： 在脱硫反应中，是物理吸附和化学吸附的结合的复合反应； a. 物理吸附 SO2SO2（SO2吸附在活性炭微细孔中） b. 化学吸附 SO2 O2SO3 SO3 n H2OH2SO4 (n1 )H2O c. 向硫酸盐转化

5、（靠NH3/SO2） H2SO4 NH3NH4 HSO4 NH4 HSO4 NH3（NH4 ）2SO4 脱硝反应： SCR反应 NONH31/2 O2N2 3/2H2O non-SCR(与脱离时生成的还原性物质直接反 应) NO CRedN2 C-Red:为活性炭表面的 还原性物质) 、解析系统: 吸附了硫化物的活性炭，经过输送机送至解析塔， 在这里活性炭从上往下运行，首先经过加热段，被加 热到超过400以上，将活性炭所吸附的物质解析出来。 富二氧化硫气体”（“SRG”）排至后处理设施，制备 硫酸。解析后的活性炭，在冷却段中冷却到150以下， 然后经过输送机再次送至吸附塔，循环使用。 分解反应

6、： . 硫酸的分解反应 H2SO4. H2OSO3 2H2O SO30.5C（化学损耗） SO2 0.5CO2 H2SO4. H2O0.5C（化学损耗）SO2 2H2O 0.5CO2 . 酸性硫氨的分解反应 NH4HSO4SO3 NH3 H2O SO32/3 NH3SO2 H2O 1/3N2 NH4HSO4SO2 2H2O1/3N21/3 NH3 . 碱性化合物（还原性物质）的生成 -C.O NH3-CNH H2O 、活性炭输送系统： M M M M 解析塔入口旋转阀 解析塔卸料旋转阀 M M 倾料器倾 料器 M M 倾 料 器 活性碳 筛子 解析塔 M M M M M M M M M M M

7、 M M M M M M M A AA A 一号吸附塔 吸附塔入口旋 转阀 辊式给料机 吸附塔卸料旋转阀 辊式给料机 活性碳出口转向器 活性碳入口转 向器 活性炭再循环是通过两条链式输送机，确保活性炭在吸附塔和解析 塔间循环使用。 No.2 AC 输送皮带位于吸收塔的下部，将吸附了烟气中SO2的活性 炭输送至解析塔。 No.1 AC 输送皮带位于解析塔的下部，将解析后干净的活性炭输送 至吸附塔再次重复使用。 、活性炭的补给系统： 活性碳二号运输机 M M M M M M A A 卸载运输机 补充运输机 活性碳储存仓 A A 集尘风机 活性碳储存仓辊式 给料机 M M 活性碳 卸载仓 卷门 活性

8、炭在脱硫过程中，会出现破碎，颗粒度降低，为保证脱硫效 率，需将小颗粒的炭粉排出，这就需要不断的补充新的活性炭。 在该系统中，汽车将外购活性炭通过皮带输送至活性炭储罐，储 罐规格为3.616.5m 容积为80t，相当于7天用量。 、热风系统： N2 COG 助燃空气风机 热气发生器 热气循环风机 COG 增压风机 SRG A A A A A AA A 吸附塔 解析塔 N2 SRG旁通 阀 COG 废气隔离 阀 SRG隔离 阀 发生器压力控制阀 热气入口挡板 冷却空气风 机 主要提供解析活性炭的热风。在此系统中，通过煤气 发生器将空气加热至450，在通过循环风机送至加 热段。 在此部分，将经过解析

9、后的活性炭，在冷却段中冷却 到150以下。 、除尘系统： 、冷风系统： 飞尘收集 风机 灰尘收集 风机 灰尘 M M M MM M M M M M M M M M 活性碳 筛子 灰尘 储存 仓 A AA AA A 解析塔 活性碳一号运输机 下部刮板式运输机 活性碳二号运输机 下部刮板式运输机 活性碳筛子仓 通风 M M 一段灰尘收 集器 飞尘收 集器 二段灰尘收 集器 为了满足环保的需要，特在所有的产尘点设置除尘罩，最后汇总成一 根总管，通过低压脉冲除尘器使得外排粉尘浓度小于20mg/Nm3. 3、脱硝系统 NH3 稀释空气风机 WG M M M M 主风机 Blower BUF 吸附塔 Ad

10、sorber M M NH3 稀释空气加热器 A A A A M M M M 氨气混合器 M M NH3 控制阀 NH3 隔离阀 稀释 NH3阀 、氨注入系统图： 氨气供应系统：氨气供应系统包括液氨储罐，氨气 蒸发器，压缩机，氨气稀释槽，氨气调压装置，氨气与 空气混合装置及配套管道系统及控制装置。外购的液氨 通过槽车运到用户区，用压缩机卸到液氨储罐，经蒸发 器汽化后，通过调压装置调到用户压力后送至混合单元。 在混合单元设有控制阀门调节用气量及压力，设有火花 捕集器防止爆炸与回火，加压后被加热到130的空气 混合后供给工艺气系统和吸咐塔系统使用。 、氨站系统 三、制酸工艺及原理 (一)、概述 烧

11、结机烟气采用活性炭吸附脱硫脱硝工艺，活性炭 所吸附的气体经解析塔解析后排出的烟气中SO2含量 高，SO2体积比大于20%(干)。因此，可进行烟气制酸， 回收烟气中的SO2，生产浓度为98%的成品硫酸，彻底 治理SO2对环境的污染，变废为宝。 本烧结机富集烟气制酸采用技术先进、经验成熟的 喷淋塔+泡沫柱洗涤装置、3+1四段转化、一次干燥、 两次吸收的制酸工艺。 (二)、工艺流程简述 制酸车间设置有烟气净化工序、干吸工序、转化工序等主要工艺装置。 1、净化工序 富集烟气（SRG），温度为400-450 ，进入喷淋塔，与自上而下的 喷淋循环液进行充分接触，发生粒子的捕集及气体的吸收，相应进行热 量的

12、传递。经过喷淋塔的绝热蒸发，烟气温度降至78左右，进入一级 泡沫柱洗涤器的反向喷射筒，与由大口径喷嘴逆向喷入的液体相撞，从 而迫使液体呈辐射状自里向外射向筒壁，这样在气液界面处建立起一 定高度的泡沫区。根据气液的相对动量，泡沫柱沿筒体上下移动，由于 气体与大面积不断更新的液体表面接触，在泡沫区即发生进一步的粒子 捕集及气体的吸收。然后气体和液体进入气液分离槽进行气液分离， 经分离后的气体进入气体冷却塔。 为排出系统的热量，在气体冷却塔循环泵后设置稀酸 板式冷却器，用循环水冷却。经冷却后的循环液回到 气体冷却塔自上往下淋洒，使气体进一步降温、除尘， 烟气出口温度降至40左右，进入二级泡沫柱洗涤器

13、 反向喷射筒，在此设置一段逆向喷嘴，进一步洗涤烟 气，除去其中的HCL、HF、NH3、尘等杂质。系统补充 水由此加入，经二级泡沫柱洗涤器出来的气体进入一 级和二级电除雾器，将其酸雾除去，使净化出口酸雾 量5mg/Nm3。 为减少由于液体的含固量增大而造成对设备、 管道的磨损和管道堵塞等不利影响，设置斜板 沉降槽沉降液相中的烟尘；为更好的吸收烟气 中的HCL、HF、NH3等杂质；从喷淋塔循环泵引 出部分循环液（经过脱吸塔送至废酸储槽，由 槽车送至太钢废水处理总站。 2、干吸工序 净化工序出来的净化烟气，分别干吸工序淋洒93%硫 酸的干燥塔内脱除烟气中所含的水份，经干燥后含水 0.1g/Nm3的烟

14、气由SO2鼓风机升压后送往转化工序。 硫酸干吸采用了常规的一级干燥、二次吸收、循环 酸泵后冷却的流程与双接触转化工艺相对应。干燥塔内 循环淋洒93%浓硫酸，在一吸塔和二吸塔内循环淋洒98% 浓硫酸吸收硫酸转化来的SO3，吸收率不低于99.95%。 3、转化工序 硫酸转化采用了四段“”式双接触工艺，“、 ”换热流程。从SO2鼓风机来的冷SO2气体，利用第热交换器和第 热交换器被第三段和第一段触媒层出来的热气体加热到415进入 转化器一段触媒层。经第一、二、三段触媒层催化氧化后的SO3气体 （SO2转化率约为94.5%），经各自对应的换热器换热（约360）经 省煤器回收热量后送往一吸收塔吸收SO3

15、制取硫酸。一吸收塔出来的 SO2气体，利用第热交和第热交被第四段、第二段触媒出来的热 气体加热到425，进入转化器四段触媒层进行第二次转化。经催化 转化后，总转化率99.75%的SO3气体，经第热交换器换热后（约 162）送往二吸收塔吸收SO3制取硫酸。吸收后烟气经纤维除雾器除 雾后通过烟道送尾气钢烟囱排空,烟囱高度为60米 四、主要设备 1、脱硫设备 序 号 设备名称数量说明 450 1吸咐塔6宽：9.28m，高：41.12m 2解析塔1由加热段及冷却段组成 3增压风机18500kW 4链式输送机3处理能力：28(40)t/h 5旋转阀24处理能力：4(24)t/h 6振动筛1处理能力：20

16、t/h 7挡板阀17烟道及吸咐塔进出口 8辅助风机8除尘、助燃、冷却、热气风机等 9辊式给料机39 10热气发生器163000Nm3/h 11电梯1提升47.5m 2、制酸设备 序 号 设备名称数量说明 1喷淋塔1150010700 2泡沫柱洗涤器215009600 3气体冷却塔1150012700 4电除雾器1N=9.0kW 5干燥塔1150015300 6吸收塔2150018300 7转化塔 1200015000 8各类泵2335(55)m3/h,3(7.5)kW 9SO2风机255kW/75kW 10酸罐(槽)1 序 号 设备名称数量说明 1液氨储罐250m3 2卸氨压缩机2排气量：57

17、.8m3/h，11KW 3无水氨蒸发器2蒸发能力：400kg/h 4氨稀释槽1容积12m3 5氨气混合器1氨：300(210)m3/h,空气：6700m3/h 6阻火器1流量：最大3493/h最小2493/h ，温度： 150度 7氨气稀释风机1能力：7200m3/h, 3、制氨设备 五、原辅材料动力介质消耗 450能源消耗 活性炭耗量400kg/h（初次装入活性碳3780t） 总装机容量10425.32KW备注 循环水量250m3/h0.3MPa 蒸汽6.7t/h0.5MPa 压缩空气600Nm3/h露点-38 NH3300Nm3/h COG1000Nm3/h12kPa N23000Nm3/h0.7MPa 补水1.4t/h0.3MPa 软水2t/h0.3MPa 废酸量产生38t/d 粉尘量产生13t/d 六、脱硫脱硝工程主要指标 脱硫脱硝工程效果对比 烟气量(Nm3/h) 脱硫前1444000 脱硫后1444000 SO2 (mg/Nm3) 脱硫前639 脱硫后32 SO2(t/a) 脱硫前6821 脱硫后341 效率95% 减排量6480 NOx (mg/Nm3) 脱硫前260 脱硫后174 NOx(tNOx(t/a)/a) 脱硫前2774 脱硫后1858 效率33% 减排量916 粉尘粉尘(mg/Nm(mg/Nm3 3) ) 脱硫前98 脱硫后20 粉尘