太极环保PPT-定稿

1、宁波太极环保设备有限公司宁波太极环保设备有限公司20142014年年1010月月钢渣法脱硫及副产物综合利用钢渣法脱硫及副产物综合利用技技 术术 介介 绍绍 目目 录录宁波太极环保设备有限公司简介宁波太极环保设备有限公司简介 公司简介公司简介 宁波太极环保设备有限公司成立于2004年，注册资本2980万元，员工157人，研究设计人员56人，其中高级职称19人，外聘专家8人，并聘请工程院院士担任技术顾问。 公司简介公司简介 公司专业从事脱硫、脱硝、固废综合利用、盐碱沙荒地改造和微生物研究，是集科研设计、工程总承包设备制造及技术服务为一体的国家重点高新技术企业。目前已获得国际发明专利、国家发明专利和

2、实用新型专利40余项，并多次获得国家级、省部级科技大奖。 公司与中国矿业大学（北京）、北京科技大学等国家重点科研机构进行战略联盟合作，共同成立“大气污染防治技术开发中心”、“钢铁冶金固废资源综合利用技术开发中心”，重点对大气污染、固废综合利用等领域进行系统性的技术创新和整合，为企业攻克重大科技难题提供技术支撑。n近十年来，我国主要在火电、冶金和石化等行业进行了大规模脱硫。n脱硫工艺主要分干法、半干法和湿法。n湿法脱硫作为主流工艺，按照脱硫剂可分为石灰（石）膏法(钙法)、氨法、镁法等，据统计90%脱硫系统采用石灰（石）石膏法。n钢渣法脱硫属于湿法脱硫，是钙法脱硫的一种。 钢渣法脱硫钢渣法脱硫钢渣

3、法脱硫钢渣法脱硫工艺流程工艺流程钢渣法脱硫工艺流程图钢渣法脱硫钢渣法脱硫钢渣成分钢渣成分国内4家炼钢厂的转炉钢渣化学成分（）炼钢厂炼钢厂CaOMgOSiO2Al2O3FeOFe2O3MnOP2O5f-CaO宝钢宝钢45504510111410187100.52.535511鞍鞍钢钢40494713171311224105611.429.5包钢包钢45515128100.615205101.52.523410邯钢邯钢4254381220264182.513120.21.3210 （1）SO2在水中溶解、氧化 SO2与钢渣浆液接触， SO2溶于水中， SO2在水中溶解时首先生成亚硫酸，后者在水溶液

4、中分解成离子： SO2 H2OH2SO3HSO3H-(1) HSO3SO32H- 2) 由此，SO2在水中以溶解的SO2 、未离解的亚硫酸和HSO3和SO32离子的形式存在。 由于用于吸收二氧化硫的钢渣浆液中含有锰、铁氧化物，对SO32的氧化具有催化作用，同时在烟气中存在O2，因此一部分SO32会氧化成SO42： SO32 +1/2 O2SO42-(3)钢渣法脱硫钢渣法脱硫反应机理反应机理（2）f-CaO等金属氧化物的反应钢渣中存在游离氧化钙及镁、锰等金属氧化物，这些氧化物在溶有SO2的溶液中反应：CaO+H2SO3CaSO3+H2O-(4)CaO+H2SO4CaSO4+H2O-(5)MeO+

5、H2SO3MeSO3+H2O-(6)MeO+H2SO4MeSO4+H2O-(7)（3）矿物的水化反应转炉钢渣内的矿物在加水湿磨的情况下发生水化反应3CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2mH2O(gel)+(3-x)Ca(OH)2-(8)2CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2mH2O(gel)+(2-x)Ca(OH)2 -(9)式(8)反应速度很快，式（9）反应速度比较慢。水化过程中CaO/SiO2在0.81.5之间。xCaOSiO2mH2O(gel简写为C-S-H溶胶。水化过程中会吸收空气中的二氧化碳。Ca(OH)2+CO2=CaCO3-(10)钢渣法脱硫钢渣法脱硫反应机理反应机理

6、（4）矿物在吸收过程中的反应如前所述钢渣的主要矿物经水化反应后，与溶有SO2的溶液分解，反应式如下：Ca(OH)2+H2SO3CaSO3+ H2O- (11)CaCO3+H2SO3CaSO3+CO2 +H2O- (12)xCaOSiO2mH2O+xH2SO3=xCaSO3+SiO2mH2O+xH2O-(13)CaOMgOSiO2+2H2SO3+nH2OCaSO3+MgSO3+SiO2mH2O -(14)3CaORO2SiO2+4H2SO3+nH2O=RSO3+3CaSO3+2SiO2mH2O -(15)式(15)中RO代表FeO、MgO、MnO形成的固溶体。2CaOXAl2O3(1-X)Fe2

7、O3+2H2SO32CaSO3+XAl2O3+(1-X)Fe2O3+2H2O - (16)吸收液由于空气氧化生成部分硫酸，与矿物水化产物反应生成相应的硫酸盐。烟气中存在O2时，矿物分解所生成的亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，反应式如下：MeSO3+1/2O2MeSO4-(17)如果在吸收液中通入空气强制氧化，能大大提高氧化效率，脱硫反应产物以硫酸盐为主。强制氧化有利于提高反应速度和吸收剂利用率，式(11)、(12)反应较快，式(13)反应较慢，式(14)(16)在较强酸性条件下开始缓慢的反应。钢渣法脱硫钢渣法脱硫反应机理反应机理6121824303603214567891011121314吸收浆液PH

8、时间（小时） 钢渣浆液的PH值与反应时间的关系图钢渣法脱硫钢渣法脱硫反应趋势反应趋势钢渣反应趋势钢渣反应趋势唐山市德龙钢铁有限公司唐山市德龙钢铁有限公司烟气条件：180，烟气中含水量：6%。SO2含量：1000-3000mg/Nm3烟气量：144万/m3h。脱硫率百分之95-99%。年减排SO2约6600吨。年减排CO2约4600吨。年消耗钢渣约20000吨。年产生脱硫渣约23000吨。年节约石灰石约16000吨。年节约1200吨标准煤年可改造盐碱地1500亩。运行成本4-6元/吨烧结矿，传统成本在10-30元/吨烧结矿。钢渣法脱硫钢渣法脱硫烧结机烧结机230230平米烧结机钢渣法脱硫平米烧结

9、机钢渣法脱硫以德龙钢铁230m烧结机烟气脱硫工程，SO21000mg/Nm3为例脱硫方法钢渣法（CaO 50%）氧化镁法(MgO 85%)石灰石膏法(CaO 80%)脱硫剂单价利用自有废钢渣800元/吨350元/吨吸收1吨SO2用量2.5吨0.735吨1.14吨脱硫产物量3.43吨（干基）19吨或3.84吨2.43吨吸收剂消耗总量约20000吨约5000吨约8000吨脱硫终产物总量约23000吨约12500吨/25000吨约16000吨脱硫终产物去处改造盐碱地/水泥原料硫酸镁排入污水处理系统石膏抛弃或做水泥缓凝剂节约能源1200吨/年（标准煤）00成本0388.08万263.34万钢渣法脱硫钢

10、渣法脱硫烧结机烧结机钢渣法脱硫效益分析钢渣法脱硫效益分析 1999年，宁波东方铜业总公司41m2烧结机。 工况条件：24x104m3/h SO2平均浓度:2.15x104mg/m3 东方铜业投资5000余万元，分别引进从半干法到湿法，从空塔喷淋、填料塔到鼓泡塔等十余种技术和设备用来治理烧结机二氧化硫烟气。结果均告失败，主要有5个问题。DSDS脱硫技术和多相反应器脱硫技术和多相反应器开发背景开发背景DSDS二氧化硫治理技术开发背景二氧化硫治理技术开发背景钢渣法脱硫钢渣法脱硫常见问题常见问题脱硫遇到的五个问题脱硫遇到的五个问题1 1问题一问题一腐 蚀2 2问题二问题二脱硫副产物的综合利用难3 3问

11、题三问题三运营费用高4 4问题四问题四堵 塞5 5问题五问题五烟囱雨钢渣法脱硫钢渣法脱硫常见问题常见问题脱硫塔腐蚀严重脱硫塔腐蚀严重 2009年初，该脱硫系统开机投运，采用石灰石膏法，不到3年，由于玻璃鳞片防腐层脱落和烟囱雨导致脱硫系统严重腐蚀，影响企业安全生产并对周边环境造成污染、腐蚀。 2012年，业主被迫停产并拆除此脱硫系统。钢渣法脱硫钢渣法脱硫常见问题常见问题烟囱雨烟囱雨 特点：特点： - DS- DS多相反应器（脱硫塔）多相反应器（脱硫塔） 气液顺流气液顺流：气液反应时间长，液气比小，能耗低，脱硫效率高 高分子材料高分子材料：多相反应器整体由高分子材料制作，彻底解决腐蚀问题 内部结构

12、无喷嘴内部结构无喷嘴：无堵塞，低扬程（循环泵），低能耗，确保脱硫稳定 模块化：模块化：多相反应器生产模块化，运输、安装便捷、工期短。 塔体使用寿命达30年。 因地制宜选择因地制宜选择SOSO2 2吸收剂：以废治废吸收剂：以废治废n炼钢产生的转炉渣（钢渣），经破碎选铁后，产生的尾渣来替代石灰石和石灰作为二氧化硫吸收剂。n另外还可以选用：水渣、粉煤灰、赤泥、白泥等各类碱性废渣来做脱硫剂。 脱硫终产物：变废为宝脱硫终产物：变废为宝n被加工成土壤改良剂，用于盐碱地改造n作为水泥调凝剂和生料配料剂钢渣法脱硫钢渣法脱硫技术创新技术创新钢渣法脱硫技术创新点钢渣法脱硫技术创新点22吸收塔分为三部分：吸收塔分为

13、三部分： 1.上部为烟气进口，配有循环吸收浆液的进口管。 2.中部反应单元。在此主要进行气-液反应。烟气通过反应单元与浆液充分接触，脱除SO2。 3.下部为氧化浆液槽。气体和液体在此进行气液分离，吸收浆液在氧化槽内进行充分氧化，生成石膏。钢渣法脱硫钢渣法脱硫DSDS多相反应器多相反应器DS-DS-多相反应器结构多相反应器结构DSDS多相反应器特点多相反应器特点钢渣法脱硫钢渣法脱硫DSDS多相反应器多相反应器 一、气液顺流解决烟囱雨。DS-多相反应器烟塔分离，采用“U型”设计，多相反应器与除雾器分别独立设置，彻底解决了烟囱雨现象。 二、高分子材料塔体解决腐蚀问题。DS-多相反应器采用高分子材料，

14、使用寿命15-30年，无须防腐，极大的提高了脱硫系统的同步投运率，并节省费用。 三、无喷嘴解决堵塞。DS-多相反应器采用大通道设计，彻底解决结构堵塞问题，有效降低循环泵扬程，节省电耗，并确保FGD高效、稳定运营。钢渣法脱硫钢渣法脱硫DSDS多相反应器多相反应器多相反应器上下模结构示意图多相反应器上下模结构示意图钢渣法脱硫钢渣法脱硫DSDS多相反应器多相反应器塑料构件塑料构件钢渣法脱硫钢渣法脱硫性能对比性能对比DS-DS-多相反应器和喷淋塔性能对比多相反应器和喷淋塔性能对比性能参数喷淋塔DS多相反应器塔径6.5m6.5m吸收段长度8m15m(3*5m)气速3.4m/s3.4m/s喷淋层数/塔节数

15、43反应时间4*0.75S 加权：1.4s4.4-5.3s液气比15l/m3以上510l/m3水泵参数4*1500 m3/h H=20m 功率 4*110KW=440KW2*1200m3/h H=24m 功率2*110KW=220kw备注：烟气量40 x104m3/h,SO2浓度2000mg/m3，排放浓度50mg/Nm3性能对比图钢渣法脱硫钢渣法脱硫性能对比性能对比循环泵功耗循环泵功耗钢渣法脱硫钢渣法脱硫性能对比性能对比钢渣法脱硫钢渣法脱硫性能对比性能对比小小 结结n水泵功耗：普通喷淋塔功耗是DS-多相反应器2倍n液气比：普通喷淋塔功耗是DS-多相反应器23倍n塔体内气液反应时间： DS-多

16、相反应器比普通喷淋塔高出3.1倍n反应段长度： DS-多相反应器是普通喷淋塔1.9倍钢渣法脱硫钢渣法脱硫性能对比性能对比DS-DS-多相反应器特点多相反应器特点n塔内浆液覆盖率100%，吸收效率高，95%。n适用范围广，塔径可选择，可多组并联。调节吸收单元数可适应SO2浓度变化。n投资省，模块化设计，积木式安装，周期短。n运行费用低，流线型内部结构，气液并流，烟气阻力小。低余压，液气比小，能耗低。n运行稳定，高分子材料，一次成型，防腐耐磨耐高温（150）寿命30年。n塔体无防腐维修成本，无反应器内部结垢，独特气液分离装置，液雾夹带量低，除雾器不易堵。n无复杂喷淋层和数量庞大的喷嘴，建成后，无需

17、防腐维修，亦减少安装周期。业绩和荣誉业绩和荣誉脱硫业绩脱硫业绩n唐山市德龙钢铁有限公司230平米烧结机，钢渣法脱硫项目，10平米竖炉脱硫。n保定涞源奥宇钢铁有限公司108、132平米烧结机脱硫项目，10平米竖炉脱硫项目。n河北金丰球铁科技有限公司110平米烧结机脱硫项目。n德龙钢铁控股集团156平米烧结机脱硫项目。n福建德化鑫阳矿业有限公司8平米竖炉烟气脱硫。n福建亿鑫钢铁有限公司12平米竖炉钢渣法脱硫n包钢西区焦化3x75吨钢渣法脱硫钢铁行业部分脱硫业绩钢铁行业部分脱硫业绩业绩和荣誉业绩和荣誉脱硫业绩脱硫业绩有色行业部分脱硫业绩有色行业部分脱硫业绩n宁波东方铜业总公司41平米烧结脱硫。n湖南

18、辰州矿业有限公司铅、锑鼓风炉烟气脱硫项目，共8期。n株洲冶炼集团有限责任公司4#、5#锌挥发窑项目。n株洲冶炼集团有限责任公司一台铅鼓风炉脱硫项目。n江西铜业集团钼矿焙烧窑脱硫项目。n四川广汉冶金炉料有限公司钼冶炼烟气脱硫项目。n广汉泛太平洋金属制品有限公司越南钼精矿回转窑项目。n康萨普矿业公司塔吉克斯塔锑冶炼项目。 2003年，41平米烧结机脱硫项目采用的DS二氧化硫烟气治理技术和DS多相反应器由中国有色金属工业协会鉴定。 主任委员：钮因健副主任委员：邱定蕃，张国成院士工况：烟气量24x104m3/h SO2浓度:2.15x104mg/m3 出口浓度232mg/m3 湿法采用鼓风炉渣替代石灰

19、作为二氧化硫吸收剂。 脱硫副产物用于改造海涂种植防风林。宁波东方铜业烧结机脱硫宁波东方铜业烧结机脱硫湖南辰州矿业有限公司项目湖南辰州矿业有限公司项目2005年至今，辰州矿业锑、铅鼓风炉全部采用DS-多相反应器。其烟气量5万-8万立方，二氧化硫浓度1-2万毫克/立方。二氧化硫排放浓度均在100毫克/立方以下。采用尾矿渣和石灰作为脱硫剂。 n石家庄北辰热电2x29MW。n江西铜业集团贵溪化肥厂3x45t锅炉项目脱硫。n杭州湾众茂热电2x75t，3x130t吨锅炉脱硫项目。n山东玉皇化工75t+160t吨锅炉脱硫项目。n统一能源4x75t。业绩和荣誉业绩和荣誉脱硫业绩脱硫业绩火电行业部分脱硫业绩火电

20、行业部分脱硫业绩循环流化床锅 2x75t,3x130t石灰石膏法 液气比5-10一炉一塔，三炉一塔浙能集团杭州湾众茂热电浙能集团杭州湾众茂热电业绩和荣誉业绩和荣誉副产品副产品钢渣法脱硫渣作水泥添加剂钢渣法脱硫渣作水泥添加剂业绩和荣誉业绩和荣誉副产品副产品脱硫副产物作为水泥生料配料剂脱硫副产物作为水泥生料配料剂n2002年，慈溪庵东镇江南村盐碱地改造。n2004年，慈溪十塘江南岸防风林盐碱地改造项目1-6期。n2005年，河北沧州中捷农场盐碱地改造项目。n2006年，天津大港海洋石化工业园区盐碱地改造项目。n2008年，曹妃甸首钢京唐钢铁联合有限责任公司指挥中心盐碱沙荒地改造项目。n2009年-

21、至今，唐山市德龙钢铁有限公司盐碱沙荒地改造项目。业绩和荣誉业绩和荣誉盐碱地改造盐碱地改造部分盐碱地改造项目部分盐碱地改造项目20022002年，慈溪防风林改造完成年，慈溪防风林改造完成长长1 1公里，宽公里，宽100100米。米。世界著名盐碱地专家世界著名盐碱地专家Dr.MazharH.Naqvi Dr.MazharH.Naqvi 考察慈溪考察慈溪DSDS技术改造盐碱地成果技术改造盐碱地成果慈溪十塘江南岸盐碱地改造慈溪十塘江南岸盐碱地改造工程现场工程现场业绩和荣誉业绩和荣誉盐碱地改造盐碱地改造脱硫产物的综合利用脱硫产物的综合利用n利用工业炉渣脱硫产物生产硫硅配方肥 我公司在浙江省金华土壤施工硫硅配方肥试验：油菜、莴苣、西瓜和棉花等增产15-20%。曹妃甸首钢京唐公司沙地原貌曹妃甸首钢京唐公司沙地原貌曹妃甸首钢京唐公司沙地改造后曹妃甸首钢京唐公司沙地改造后业绩和荣誉业绩和荣誉循环经济循环经济循环经济示意图循环经济示意图业绩和荣誉业绩和荣誉公司荣誉公司荣誉业绩和荣誉业绩和荣誉公司荣誉公司荣誉业绩和荣誉业绩和荣誉公司荣誉公司荣誉业绩和荣誉业绩和荣誉公司荣誉公司荣誉授权（申请）项目名称授权（申请）项目名称知识产权类别知识产权类别国（区）别国（区）别申申 请请 号号授授 权权 号号多相反应器多相反应器发明发明中国中国ZL