莱烧结烟气脱硫脱硝工艺比较培训课件

莱烧结烟气脱硫脱硝工艺比较培训课件CONTENTS目录01烧结烟气治理背景与意义02烧结烟气特性分析03主流脱硫脱硝工艺技术原理04活性焦一体化工艺系统分析CONTENTS目录05半干法+SCR组合工艺解析06湿法+SCR组合工艺解析07三种工艺综合性能比较08工程案例与技术发展趋势01烧结烟气治理背景与意义钢铁行业烟气排放现状

01主要排放源：烧结机头烟气钢铁行业是SO₂和NOx排放大户，其中烧结机头烟气是SO₂和NOx的主要排放源，需采取严格脱硫脱硝措施以满足环保要求。

02脱硫措施普及情况目前我国烧结烟气采取脱硫措施较为普遍，大部分烧结机均已投运脱硫装置，主要以湿法脱硫为主，约占总量的87%。

03脱硝技术应用现状国内烧结机头烟气脱硝起步较晚，主要采用活性焦吸附法和选择性催化还原法（SCR），SCR脱硝在钢铁行业应用较少，尚处于起步阶段。

04超低排放政策要求根据《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，烧结烟气SO₂和NOx排放质量浓度小时均值需分别不高于35mg/m³和50mg/m³，推动企业进行环保升级改造。超低排放标准政策要求国家政策核心指标根据《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号），钢铁行业烧结烟气SO₂和NOx排放质量浓度小时均值需分别不高于35mg/m³和50mg/m³。政策实施背景与目标随着环境保护压力加大，为降低钢铁行业污染物排放水平，生态环境部等五部门联合推动钢铁行业超低排放改造，烧结机头作为SO₂和NOx主要排放源，需优先落实治理措施。违规后果与监管机制违反排放法规的企业将面临罚款、停产整顿甚至吊销许可证等处罚，环保部门负责监督企业执行排放标准，确保政策落地见效。脱硫脱硝技术的环保价值

大气污染物减排效果显著脱硫脱硝技术可大幅降低SO2和NOx排放，满足钢铁行业超低排放要求（SO2≤35mg/m³，NOx≤50mg/m³），有效改善区域空气质量。

协同控制多种污染物如活性焦一体化工艺可协同去除氟化物、二噁英等，二噁英在活性焦催化及高温解吸（400℃以上）作用下被裂解去除，实现多污染物综合治理。

减少二次污染风险干法及半干法脱硫工艺避免湿法可能产生的废水、废渣问题，活性焦工艺不产生其他废水废渣，活性焦可循环使用，从源头减少二次污染。

促进资源循环利用脱硫副产品如石膏可作为建筑材料，活性焦工艺解吸的SO2可制取98%浓硫酸，实现污染物向资源的转化，提升环保与经济效益的统一性。02烧结烟气特性分析烟气主要成分及浓度范围

主要成分构成烧结烟气主要由氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)、氧气(O2)组成，同时含有硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)及颗粒物等有害成分。

二氧化硫(SO2)浓度范围入口SO2浓度通常在800-1200mg/Nm3，经处理后需满足超低排放标准，如小时均值不高于35mg/m3。

氮氧化物(NOx)浓度范围入口NOx浓度约为300mg/Nm3，其中NO占95%，NO2占5%，处理后需达到小时均值不高于50mg/m3的要求。

其他特征污染物含尘量高，且可能含有氟化物、二噁英等，需通过协同处理工艺去除，如活性焦吸附法可同时脱除多种污染物。烟气温度与流量特性

温度波动范围及影响烧结烟气温度通常在80-180℃之间波动，受原料成分、燃烧工况等因素影响。低温可能导致脱硫剂活性降低，高温则可能影响脱硝催化剂寿命。

流量变化规律与特点烟气量大且随烧结机运行负荷变化，单台烧结机烟气量可达数十万立方米/小时。流量波动易造成设备负荷冲击，需配置缓冲调节装置。

温度对工艺选择的制约SCR脱硝需160-300℃反应温度，若烟气温度低于此范围需加热；活性焦工艺适应130℃左右低温，无需额外升温，更具能耗优势。

流量对设备设计的要求需根据最大烟气流量设计处理设备，如循环流化床反应器需保证足够烟气流速形成湍流，确保气固充分接触，提高脱硫效率。污染物排放特点及危害01烟气成分复杂多变烧结烟气主要由氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳及有害气体（SO2、NOx、CO等）组成，含尘量高且可能含有金属元素，不同工况下烟气量、温度及成分波动较大。02氮氧化物含量高烧结过程中空气中的氮氧化物进入烟气，导致氮气含量升高，氮氧化物（NOx）作为主要污染物之一，对环境造成污染，需通过脱硫脱硝工艺有效去除。03含尘量大危害环境烧结过程中矿石和燃料中的灰尘随烟气排放，含尘量高，不仅影响大气能见度，还可能携带重金属等有害物质，对土壤、水体及人体健康造成危害。04酸性气体加剧大气污染烟气中含有的二氧化硫（SO2）、氮氧化物等酸性气体，是形成酸雨、光化学烟雾的主要原因，对生态环境和建筑物等造成严重破坏。03主流脱硫脱硝工艺技术原理活性焦一体化脱硫脱硝原理

活性焦脱硫原理利用活性焦的吸附性能，在低温条件下吸附烟气中的SO2；吸附饱和后的活性焦经高温（400℃以上）解吸，释放的SO2可用于制取浓硫酸，活性焦再生后循环使用。

活性焦脱硝原理活性焦具有催化活性，在一定温度条件下，向烟气中喷入氨水，氨和NOx在活性焦催化作用下发生选择性催化还原反应，生成氮气和水，实现脱硝。

协同脱除其他污染物机制活性焦可利用其过滤集尘功能捕集附着于烟尘上的二噁英、氟化物，同时吸附气态的二噁英等；在解吸加热过程中，二噁英在活性焦催化作用下裂解，实现协同去除。半干法脱硫+SCR脱硝技术原理半干法脱硫化学反应机理烟气与消石灰混合形成流化床，消石灰与SO2反应生成亚硫酸钙，经氧化后形成硫酸钙固态副产品，实现脱硫。SCR脱硝核心反应原理在催化剂（如V2O5-TiO2-WO3体系）作用下，氨或尿素与NOx在300℃左右发生还原反应，生成氮气和水，脱硝效率可达80%以上。半干法脱硫设备组成主要包含过滤、换热、反应模块，流化烟道配增压风机调节烟气分配，实现脱硫剂与烟气的充分接触与反应。SCR脱硝关键设备系统由集成分配设备（氨水管道、气动阀）和喷枪环管系统组成，负责氨水雾化喷射与均匀分配，确保脱硝反应高效进行。湿法脱硫+SCR脱硝技术原理

湿法脱硫技术原理以石灰石-石膏法为例，利用石灰石浆液作为吸收剂，在吸收塔中与烟气中SO2反应生成亚硫酸钙，再经氧化生成石膏，脱硫效率可达90%以上。

SCR脱硝技术原理在300℃左右、含氧气氛下，以NH3为还原剂，V2O5-TiO2-WO3体系为催化剂，使NOx还原为N2和H2O，主要反应为4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O。

组合工艺特点湿法脱硫后烟气温度约80℃，需经GGH换热升温至160-300℃以满足SCR脱硝反应温度要求，实现脱硫脱硝协同处理。干法与湿法脱硫技术差异工艺原理对比干法脱硫通过干式吸收剂（如石灰石粉、活性焦）直接与烟气中SO₂反应生成固态产物；湿法脱硫利用碱性溶液（如石灰石浆液）吸收SO₂，生成液态或固态副产品（如石膏）。核心设备组成差异干法主要包括喷雾干燥器、循环流化床反应器、干式喷射装置等；湿法核心设备为吸收塔、浆液制备系统、石膏脱水处理设备等。水资源与副产物处理干法无需大量水资源，副产物为固态粉尘，可能需二次处理；湿法耗水量大，产生石膏等可回收副产品，但需处理废水。脱硫效率与适用场景湿法脱硫效率通常高于90%，适用于高硫烟气及大型机组；干法效率一般为70%-90%，适用于低硫烟气、缺水地区或中小型设备。04活性焦一体化工艺系统分析工艺系统组成与流程

01活性焦一体化工艺系统组成主要包含烟气收集、喷氨、污染物吸附、活性焦再生、活性焦循环和输送、硫酸制备等系统，如太钢450m²烧结机采用二级吸收塔分别脱硫脱硝。

02CFB半干法脱硫+SCR脱硝系统组成由脱硫剂制备、进料、烟气净化（CFB反应器、布袋除尘器）、GGH换热、SCR反应器（含集成分配设备、喷枪环管系统）等组成，需将脱硫后80℃烟气加热至160-300℃。

03湿法脱硫+SCR脱硝系统组成包含烟气收集、石灰石浆液制备、吸收塔（三层喷淋）、石膏处理、SCR脱硝（同前）等系统，湿法脱硫后需解决烟气升温及设备腐蚀问题。

04典型工艺流程对比活性焦工艺：烟气→吸附塔（脱硫脱硝）→活性焦再生→制酸；组合工艺：烟气→预处理→脱硫→换热→脱硝→排放，活性炭法无废水废渣，组合工艺需处理脱硫副产物。核心设备与技术参数脱硫核心设备

包括过滤、换热、反应模块，如循环流化床反应器，通过湍流状态增强烟气与脱硫剂接触；湿法脱硫的吸收塔常采用三层喷淋设计，提升反应效率。脱硝核心设备

集成分配设备含氨水管道、气动阀，负责氨水分配调节；喷枪环管系统实现氨水雾化喷射，SCR脱硝需配套催化剂模块，SNCR则依赖精准的温度控制区。关键技术参数-脱硫

石灰石纯度需≥90%以保证反应活性；液气比通常控制在10-20L/m³，浆液密度1100-1300kg/m³，确保SO₂去除效率≥95%。关键技术参数-脱硝

SCR反应温度优化区间300-400℃，400℃时脱硝效率达峰值；氨氮摩尔比设置在0.9-1.05，平衡脱硝效率（≥80%）与运行经济性。脱硫脱硝效率影响因素脱硫效率影响因素脱硫剂品质如石灰石纯度直接影响化学反应充分性；设备参数中的液气比、浆液密度决定反应接触效率；烟气条件包括流量、温度及成分波动也会显著影响脱硫效果。脱硝效率影响因素反应温度对脱硝效率影响显著，400℃时达最大值，温度过高则催化活性下降；氨氮摩尔比一般设置在0.9-1.05，比值增大虽提升效率但降低经济性；催化剂性能与老化程度也直接关系脱硝效果。资源回收与二次污染控制

脱硫脱硝副产品回收利用活性焦法可将吸附的SO2解吸后制取98%浓硫酸，实现资源回收；湿法脱硫产生的石膏可作为建筑材料，如太钢450m²烧结机活性焦工艺副产硫酸，CFB脱硫副产石膏综合利用率可达90%以上。

干法/半干法工艺二次污染控制干法脱硫如活性焦吸附法不产生废水，副产物为固态粉尘，经处理后可填埋或再利用；半干法CFB工艺通过布袋除尘器实现气固分离，避免粉尘排放，减少二次污染。

湿法工艺废水与固废处理湿法脱硫废水需经中和、沉淀处理达标后排放，石膏经脱水干燥后综合利用；如石灰石-石膏法产生的废水经处理后回用率可达80%，副产石膏纯度高，可用于水泥缓凝剂。

协同处置其他污染物活性焦工艺可协同去除氟化物、二噁英等，在400℃以上解吸过程中裂解二噁英，实现多污染物协同控制，减少复合污染风险。05半干法+SCR组合工艺解析CFB脱硫工艺原理与设备CFB脱硫工艺核心原理含SO2的废气进入反应器，与脱硫剂在湍流状态下充分接触反应，SO2被吸收，水分蒸发后形成固态副产品，经布袋除尘器实现气固分离。主要化学反应机制烟气中的SO2与消石灰等脱硫剂发生反应，生成亚硫酸钙等中间产物，进一步氧化后形成稳定的硫酸钙固态物质，从而去除硫氧化物。关键设备组成包括脱硫剂制备系统（负责脱硫剂的破碎、筛分与输送）、循环流化床反应器（核心反应区域）、布袋除尘器（气固分离）及相关的流化烟道与增压风机（调节烟气分配与流速）。工艺运行特点反应器内保持适当温度与物料紊流状态，使脱硫剂表面洁净无沉积物，确保反应高效进行，脱硫效率可达90%以上，对高浓度SO2烟气适应性强。SCR脱硝系统关键技术

催化剂体系与选型主流采用V2O5-TiO2-WO3体系催化剂，需根据烟气温度（通常300℃左右）、成分等参数选型，以保证脱硝效率和稳定性。

还原剂喷射与混合技术通过集成分配设备（含氨水管道、气动阀）及喷枪环管系统实现氨水雾化喷射，确保还原剂与烟气均匀混合，氨氮摩尔比一般控制在0.9-1.05。

反应温度控制技术脱硝效率随温度升高而增加，在400℃左右达到最大值，温度过高则效率降低，需通过换热设备（如GGH）将烟气加热至160-300℃的适宜反应区间。

系统抗硫与防腐技术针对烧结烟气中高SO2等酸性气体，采用抗腐蚀材料制造设备，并通过优化工艺流程减少催化剂中毒，如前置高效脱硫工艺降低SO2浓度。烟气换热与系统集成设计

烟气换热技术原理利用GGH换热器实现烟气热量回收与利用，将脱硫后约80℃的烟气加热至160-300℃，满足SCR脱硝反应对温度的需求，提高脱硝效率。

换热设备选型与参数根据烟气流量、温度差及换热效率要求，选择板式、管式或回转式换热器；关键参数包括换热面积、heattransfercoefficient及压力损失，确保系统节能与稳定运行。

系统集成工艺流程烟气经预处理（除尘、降温）后进入脱硫系统，脱硫后烟气通过GGH换热升温，再进入SCR脱硝反应器，净化后烟气经增压风机排放；设备布局需优化烟道走向，减少系统阻力。

集成系统控制策略采用PLC控制系统，联动调节换热器旁路挡板、增压风机转速及脱硝喷氨量，实现烟气温度、流量与污染物浓度的实时监控，确保脱硫脱硝效率与达标排放。06湿法+SCR组合工艺解析石灰石-石膏法脱硫工艺

工艺原理以石灰石作为脱硫吸收剂，经破碎粉磨后与水搅拌形成吸收浆液。在吸收塔内，烟气自下而上与顶部喷淋的石灰石浆液充分接触，二氧化硫与碳酸钙发生反应，并被鼓入的空气氧化，最终生成石膏。

主要生产系统包含烟气收集系统、石灰石浆液制备系统、吸收反应系统以及石膏处理系统，通过分层喷淋（如三层喷淋）提高脱硫效率。

工艺特点是目前烧结烟气应用最广泛的湿法脱硫工艺之一，脱硫效率高，技术成熟可靠，但需消耗大量水资源，对设备防腐要求较高，且会产生石膏副产品。湿法脱硫后烟气再热技术烟气再热必要性湿法脱硫后烟气温度通常降至50-60℃，含湿量高，直接排放易形成“白烟”，影响大气扩散；同时低温烟气会腐蚀下游设备，需通过再热提升温度至80℃以上。主流再热技术类型1.烟气-烟气换热器（GGH）：利用原烟气热量加热净烟气，热效率高但易堵塞腐蚀；2.蒸汽换热器（SGH）：采用蒸汽加热，系统简单但能耗较高；3.燃气/燃油加热器：适用于应急或调峰，运行成本高。技术选型影响因素需综合考虑热源条件（如是否有余热蒸汽）、场地空间、运行成本及环保要求。例如，钢铁行业常优先选用GGH回收烟气余热，而缺乏蒸汽源的企业可选择天然气辅助加热。应用案例与效果唐山瑞丰钢铁450m²烧结机采用GGH+SCR工艺，脱硫后烟气经再热至160℃以上进入脱硝系统，既解决“白烟”问题，又满足SCR脱硝对温度的需求，系统运行稳定，排放达标。SCR脱硝催化剂选型与布置催化剂类型与性能参数常用SCR脱硝催化剂包括V2O5-TiO2-WO3体系，其活性温度窗口通常为300-400℃，脱硝效率可达80%以上，需根据烟气温度、成分等参数选型。催化剂选型影响因素选型需考虑烟气中SO2浓度、粉尘含量及运行温度，如高硫烟气需选择抗硫中毒催化剂，低温烟气可选用低温催化剂以降低能耗。催化剂布置方式与设计工业中常采用模块化布置，催化剂层通常设置2-3层，可根据脱硝效率要求调整层数，如脱硝效率80%时需对全部烟气进行SCR处理，需优化流场分布确保反应均匀。催化剂失活与再生策略催化剂失活主要源于中毒、堵塞和烧结，可通过定期吹扫、活性组分补充等方式再生，延长使用寿命，降低运行成本。07三种工艺综合性能比较脱硫脱硝效率对比分析

活性焦一体化工艺效率活性焦一体化脱硫脱硝工艺脱硫效率高，脱硝效率在80％以上，同时具有除尘效果，并能协同处置氟化物、二噁英等其他污染物。

CFB半干法+SCR组合工艺效率循环流化床半干法脱硫对含SO2体积分数较高的烟气有很好的脱硫效果，SCR脱硝效率随温度增加而增加，400℃时达最大值，氨氮摩尔比一般设置在0.9-1.05。

湿法+SCR组合工艺效率湿法脱硫如石灰石-石膏法脱硫效率高，常采用三层喷淋提高效率，SCR脱硝原理与前述一致，脱硝效率受反应温度、氨氮摩尔比等因素影响。

典型工艺效率数据对比某案例中活性炭法脱硫效率达95%以上，脱硝效率40-60%；CFB脱硫+SCR脱硝工艺脱硫效率90%，脱硝效率随工况调整；湿法脱硫效率可达90%以上，SCR脱硝效率较高。投资与运行成本经济性评估

初期投资成本对比活性炭法初期投资较高，约2.2-2.5亿元；SDA+SCR工艺约1.5-1.6亿元；CFB+SCR工艺约1.6-1.8亿元（以2台265平烧结机为例）。

单位运行成本分析活性炭法运行成本为10-12元/t矿；SDA+SCR工艺为14-17元/t矿；CFB+SCR工艺为15-18元/t矿，活性炭法在运行成本上更具优势。

关键成本影响因素初期投资主要受设备规模和工艺复杂度影响，活性炭法因吸附和解吸系统成本较高；运行成本与脱硫剂/脱硝剂消耗、能耗及副产品处理相关，活性焦需定期补充导致成本增加。

经济性综合建议高排放标准项目建议优先考虑活性炭法，长期运行成本更低；预算有限且排放标