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钢铁企业烧结烟气脱硝工艺选
型探讨(标准版)
Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people
make mistakes
钢铁企业烧结烟气脱硝工艺选型探讨(标
准版)
摘要：随着环保排放标准的不断提高,烧结烟气脱硝已成为钢铁企业环境治理的重点.对3种常见烧结烟气脱硝工艺的工作原理、优缺点进行对比,对比国内某钢铁企业同等型号烧结机的不同脱硝工艺,从运行成本考虑,提出SCR法可作为烧结烟气脱硝改造的首选工艺.
前言
钢铁工业排放的典型污染物包括颗粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和二噁英等。2015年钢铁冶炼企业的SO2、NOX排放量分别为136.7万t、55.1t，约占工业源总排放量的9.7%、5%。在钢铁行业排放的污染物中，其中约78.8%SO2、52.8%NOX来自烧结工序，烧结工序为钢铁企业大气污染防治的一个最重要环节[1-2]。可
见，烧结烟气脱硝已成为钢铁企业烟气治理的重中之重，选择可行的脱硝工艺对钢铁企业稳定实现超低排放至关重要。
2019年4月28日，生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部和交通运输部五部委联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号）。《意见》对末端治理后的超低排放指标提出明确要求：到2020年底前，重点区域钢企超低排放改造取得明显进展，力争60%左右产能完成改造。
环保标准的加严，成为钢铁企业烧结机头超低排放改造的源动力。在烧结机头颗粒物治理上，对于执行超低排放的区域或位于大气污染传输通道区域的钢铁企业，普遍采用的治理方法为“机头四电场除尘+湿法脱硫+湿式电除尘”或“机头四电场除尘+旋转喷雾法/循环流化床法/密相干塔法脱硫+普通袋式除尘”。通过对现有治理设施进行改造提升，控制合理的情况下，烧结机头SO2排放浓度可稳定控制在35mg/m3以下。而在烧结机头氮氧化物的达标治理上，建设或投运的脱硝系统相对较少，目前河北、山东、山西等地区钢铁企业建设的脱硝系统较多，其他地区烧结机头脱硝建设也已箭在
弦上，其关键在于如何选择合适的脱硝工艺。
2烧结机头NOX形成机理
烧结过程产生的NOX主要包括NO和NO2，90%以上为NO，5%～10%为NO2，还有微量N2O。NOx来源主要有两部分：一是烧结点火阶段；二是固体燃料燃烧和高温反应阶段。NOX产生途径主要有3种：在燃烧条件下，空气中的N2和O2反应生成热力型NOX；燃烧过程中，空气中的N2和燃料中的碳氢基团反应生成的HCN、CN等NOx前驱物又被进一步氧化成为NOX，为快速型NOX；燃料中的氮在燃烧过程中被氧化成为燃料型NOx。
已有研究表明，烧结过程产生的NOX有80%～90%来源于燃料中的氮，为燃料型NOX，热力型和快速型NOX生成量很少。
燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600～800℃时生成燃料型NOX。NOX生成量受到燃料氮含量、氮的存在形态、燃料粒度、空气过剩系数、烧结混合料中金属氧化物等成分的影响。根据烧结生产测算，每生产1t烧结矿约产生0.43～0.57kgNOX，烧结烟气中NOX的浓度一般在200～300mg/m3。
3常见烧结烟气脱硝工艺
由于烧结烟气具有成分比较复杂（含颗粒物、SO2、NOX、重金属、二噁英，等）、烟气量大、温度变化大等特征，在脱硝工艺选择上与火力发电也有所不同。烧结烟气中的NO2由于可与水反应生成HNO3，经湿法脱硫段洗涤留在浆液中，故烧结烟气脱硝的难点在于脱除或降低烟气中的NOx。综合几种常见的脱硝工艺，适合脱除烧结烟气中NOx的工艺以臭氧法、活性焦、SCR（选择性催化还原）3种工艺最具代表性。
3.1臭氧法脱硝
臭氧法脱硝原理在于臭氧将难溶于水的NOx氧化成易溶于水的NO2、N2O5等高价态NOx，经湿法脱硫（以石灰-石膏法脱硫为例）洗涤后生成硝酸盐排出（该工艺反应器一般设置于湿法脱硫塔前）。其反应过程如下。
烟道内：NO+O3→NO2+O2；
NO2+O3→NO3+O2；
NO3+NO2→N2O5。
1、化学反应原理 任意浓度的硫酸、硝酸，都能够跟烟气当中细颗粒物的酸、碱性氧化物产生化学反应， 生成某酸盐和水，也能够跟其它酸的盐类发生复分解反应、氧化还原反应，生成新酸和新盐，通过应用高精尖微分捕获微分净化处理技术产生的巨大量水膜，极大程度的提高烟气与循环 工质接触、混合效率，缩短工艺流程，在将具有连续性气、固、液多项流连续进行三次微分 捕获的同时，连续进行三次全面的综合性高精度微分净化处理。 2、串联叠加法工作原理 现有技术装备以及烟气治理工艺流程的效率都是比较偏低，例如脱硫效率一般都在98%左右甚至更低，那么，如果将三个这样工作原理的吸收塔原型进行串联叠加性应用，脱硫效率一定会更高，例如99.9999%以上。 工艺流程工作原理 传统技术整治大气环境污染，例如脱硫都是采用一种循环工质，那么，如果依次采用三种化学性质截然不同的循环工质，例如稀酸溶液、水溶液和稀碱溶液进行净化处理，当然可以十分明显的提高脱除效率，达到极其接近于百分百无毒害性彻底整治目标。 1、整治大气环境污染，除尘、脱硫、脱氮、脱汞，进行烟气治理，当然最好是一体 化一步到位，当然首选脱除效率最高，效价比最高，安全投运率最高，脱除污染因子最全 面，运行操作最直观可靠，运行费用最低的，高效除尘、脱硫、脱氮、脱汞一体化高精尖 技术装备。 2、高效除尘、脱硫、脱氮、脱汞一体化高精尖技术装备，采用最先进湿式捕获大化 学处理技术非选择性催化还原法，拥有原创性、核心性、完全自主知识产权，完全国产化，发明专利名称《一种高效除尘、脱硫、脱氮一体化装置》，发明专利号。 3、吸收塔的使用寿命大于30年，保修三年，耐酸、耐碱、耐摩擦工质循环泵，以及 其它标准件的保修期，按其相应行业标准执行。 4、30年以内，极少、甚至可以说不会有跑、冒、滴、漏、渗、堵现象的发生。 5、将补充水引进到3#稀碱池入口，根据实际燃煤含硫量和烟气含硝量调整好钠碱量 以及相应补充水即可正常运行。 6、工艺流程： 三个工质循环系统的循环工质，分别经过三台循环泵进行加压、喷淋。 （1）可以采用废水的补充水进入进行第三级处理的稀碱池，通过第三级循环泵或者称 为稀碱泵，进行第三次微分捕获微分净化处理，然后溢流至中水池。 （2）从稀碱池溢流来的稀碱水自流进入中水池，经过第二级循环泵或者称为中水泵的 加压循环，进行第二次微分捕获微分净化处理的喷淋布水。 （3）从中水池溢流来的中水进入稀酸池，第一级循环泵或者称为稀酸泵泵出的循环工 质，在进行第一级微分捕获微分净化处理循环过程当中，在稀酸池经过处理，成为多元酸， 通过补充水和澄清水保持两个循环系统工作。
1.烟气脱硫技术 由于我国的大部分煤炭、铁矿资源中含硫量较高，因此在火力发电、钢铁、建材生产过程中由于高温、富氧的环境而产生了含有大量二氧化硫的烟气，从而给我国大气污染治理带来了极大的环保压力。 据国家环保部统计，2012年全国二氧化硫排放总量为2117.6万吨，其中工业二氧化硫排放量1911.7万吨，而分解到三个重点行业分别如下：电力和热力生产业为797.0万吨、钢铁为240.6万吨、建材为199.8万吨，三个行业共计1237.4万吨达到整个工业二氧化硫排的64.7%。“十一五”期间，我国全面推行烟气脱硫技术以后，我国烟气脱硫通过近十年的发展，积累了大量的工程实践经验，其中最常用的为湿法、干法以及半干法烟气三种脱硫技术。
1.1湿法脱硫技术 1.1.1石灰石-石膏法 这是一种成熟的烟气脱硫技术，在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰石—石膏法烟气脱硫工艺流程。该工艺采用石灰石（即氧化钙）浆液作为脱硫剂，与烟气中的二氧化硫发生反应生产亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气进一步反应生产硫酸钙。硫酸钙经过过滤、干燥后形成脱硫副产品石膏。 这项工艺的关键在于控制烟气流量和浆液的pH值，在合适的工艺条件下，即使在低钙硫比的情况下，也能保持较高的脱硫效率，通常可以达到95%以上。但是该工艺流程复杂且需要设置废水处理系统，因而工程造价高、占地面积大。同时，由于石灰石浆液的溶解性较低，即使通过调节了浆液pH值提高了石灰石的溶解度，但是在使用喷嘴时由于压力的变化，仍然容易发生堵塞喷嘴的情况并且易磨损设备，因而大幅度增加了脱硫设施后期的运营维修费用。 同时由于脱硫烟气中的粉尘成分复杂，在采用石灰石-石膏法时生成的脱硫石膏的杂质含量较多，在石灰石资源丰富的我国，这种品质有限的脱硫石膏很难具有利用价值，通常只能采用填埋进行处理。为了解决这一问题，有企业采用白云石（即氧化镁）作为脱硫剂来替代石灰石，从而使脱硫副产品由石膏变为了七水硫酸镁，而七水硫酸镁由于其水溶性高易于提纯，因而可以制成为合格品质的化学添加剂或化肥使用，其经济价值要远高于脱硫石膏。但是与其相关对的是脱硫剂白云石的成本也远高于石灰石，给企业后期运营成本也带来较大的压力。
中国烧结机脱硝的技术和市场调研报告 1、钢铁行业烧结烟气的特点 钢铁冶炼行业是高耗能重污染的一个行业。有数据显示，在冶炼钢铁过程中铁矿烧结工序会产生约48％的NOx和51％～62％SOx，是SO 和NOx的最大污染物来源。 2 钢铁行业在高温烧结过程中会产生SO2、NOx、HCl、HF、CO2、CO和二恶英等多种污染物和粉尘的废气。由于烧结工艺及原料成分和配比的不稳定性，烧结烟气的成分比较复杂，烟气流量、温度和污染物浓度变化幅度较大。 英国规定氮氧化物200-310 mg/m3；现行国家标准《工业窑炉大气污染物排放标准》中未对钢厂烧结单元氮氧化物排放有限制；在《钢铁工业大气污染物排放标准-烧结（报批稿）》中规定新建企业限值为400mg/m3，现有企业限值为500mg/m3；河北省地方标准《钢铁工业大气污染物排放标准》已于2011年11月15日由河北省环境保护厅、河北省质量技术监督局联合发布，并于2011年11月30日起正式实施。此排放标准中确定新建企业限值为400mg/m3，现有企业限值为500mg/m3。山东《钢铁工业污染物排放标准DB37 990-2008》中规定新建企业限值为200mg/m3，现有企业限值为200mg/m3。 2012年2月29日，环保部相关负责人透露，我国即将颁布实施钢铁烧结机烟气排放标准，目前正在制定保障烧结机脱硫建设和运行的优惠政策。另外，环保部正在拟定分省大气污染物减排目标责任书，时间表正在排定中。“十二五”期间，新建烧结机应配套安装脱硫脱硝设施，全面推进现役烧结机烟气脱硫工程。到2015年末，所有烧结机和位于城市建成区的球团生产设备实施烟气脱硫，脱硫效率达到80%以上；位于城市建成区的烧结机，应建设烟气脱硫脱硝一体化示范工程，开展二氧化硫、氮氧化物、二噁英等多种污染物协同控制；530台共7.8万平方米（单机烧结面积90平方米以上）烧结机要新建脱硫设施，23台共0.7万平方米烧结机要建设脱硫脱硝一体化示范工程。此外，对于已投运的烧结机烟气脱硫设施，不能稳定达标排放的、实际使用原料硫分超过设计硫分的以及部分烟气脱硫的，应通过脱硫设施改造、加强管理等措施，增强减排能力。“十二五”期间，已投运的129台共1.7万平方米烧结机烟气脱硫设施要进行改造。 可以肯定，“十二五”及以后的一段时间内，烧结机烟气脱硝的市场必将开启，并且逐步扩大，会成为继火电燃煤烟气脱硝之后的另一个环保脱硝的新兴市场。 1.1 烧结烟气的特点
烧结烟气联合脱硫脱硝工艺的比较 陈妍 唐山钢铁集团有限责任公司河北唐山 063016 摘要：钢铁行业SO2和NOX的排放主要来自于烧结过程，传统脱硫脱硝技术会造成烟气净化系统复杂和治理成本提高，因此联合脱硫脱硝技术应运而生。鉴于烧结烟气的脱硫脱硝技术是目前国内外脱硫脱硝研究的一大热点,介绍了典型的可用于烧结烟气脱硫脱硝技术以及目前国内外新兴的烟气同时脱硫脱硝技术,并对各种技术的优缺点进行了分析。 关键词：烧结烟气;脱硫脱硝;氨法脱硫 中图分类号：C35 文献标识码： A 前言：钢铁联合企业中烧结生产的特点是物流量大、能耗高、污染严重，所产生的固体废弃物、烟气、噪音等对环境的破坏已引起社会的广泛关注。多年来，我国烧结厂在烟气除尘方面做了大量的工作，成果显著。但是对于烟气中的有害组分，如SO2、NOx、二英等的脱除有些尚处于起步阶段，而有的至今没有采取任何措施而直接排放。分析结果显示，在钢铁冶炼过程中约48%的NOx，及51%～62%的SOx来自铁矿烧结工艺,可见烧结厂已是SO2和NOx的最大产生源[1]。随着钢铁企业的快速发展，烧结矿产量大幅度增加，SO2和NOx排放量随之增大，烧结厂环境保护的压力也随之增加。 一、钢铁行业烧结烟气的概述和特点 钢铁工业是国民经济的重要支柱产业，其SO2和NOX排放量分别占全国总排放量的8.8%及8%，均仅次于电力行业，位居全国第二。钢铁企业中有约80%的SO2和50%的NOX来自铁矿烧结工艺，烧结烟气已成为钢铁企业SO2和NOX的最大产生源。 钢铁行业烧结过程是一个高温燃烧条件下的复杂物理、化学过程，在高温烧结过程中产生含有SO2、NOX、HCl、HF、CO2、CO、二噁英等多种污染物和粉尘的废气。由于烧结工艺及原料成分和配比的不稳定性，致使烟气成分复杂，烟气
腾龙特种树脂（厦门）有限公司3×220 t/h锅炉烟气脱硝工程 技术要求 腾龙特种树脂（厦门）有限公司 2013年10月
一、概述 项目概况 腾龙特种树脂（厦门）有限公司成立于2002年4月，已建成3台220 t/h循环流化床锅炉，一台100MW抽汽式汽轮发电机组。根据福建省及厦门市十二五期间对氮氧化物减排的整体部署和要求，拟对上述3台锅炉进行脱硝改造。 本脱硝工程采用EPC总承包方式建造，本工程包括烟气脱硝装置从设计开始到质保期结束为止所涉及到的所有工作，包括但不仅仅限于工程的工艺系统设计、设备选择、采购、运输及储存、制造及安装、土建建（构）筑物的设计、施工、调试、试验及检查、试运行、考核验收、消缺、培训和最终交付投产，并能满足锅炉正常连续运行需要，通过环保部门验收合格后提供一年内设备易损易耗备件。 在签订总承包合同之后，发包方保留对本技术要求提出补充要求和修改权利，承包方应允诺予以配合。如提出修改，具体项目和条件由双方商定。 主要设备及参数 表1锅炉设计参数
脱硝技术指标要求： 1.3.1 锅炉50%～100%BMCR负荷范围内，脱硝后NOx排放浓度：﹤200mg/Nm3； 1.3.2 氨逃逸量：﹤8mg/Nm3； 1.3.3 锅炉脱硝验收期间将按NOx初始浓度为480毫克/立方米进行排放达标核算验收； 1.3.4脱硝设施投运后锅炉热效率影响：﹤%； 1.3.5 脱硝装置投运后烟气阻力增加﹤300Pa; 说明：
1)脱硝效率定义为 脱硝率=C1-C2 ×100% C1 式中： C1——脱硝系统运行时脱硝入口处烟气中NO X 含量(mg/Nm3)。 C2——脱硝系统运行时脱硝出口处烟气中NO X 含量(mg/Nm3)。 2)氨的逃逸率是指在脱硝装置出口的氨的浓度。 标准与规范 1.4.1 设计规范及要求 投标方提供规范、规程和标准为下列规范、规程和标准的最新版本，但不仅限于此： GB8978－1996 《污水综合排放标准》 GB50187－93 《工业企业总平面设计规范》 DL5028－93 《电力工程制图标准》 SDGJ34－83 《电力勘测设计制图统一规定：综合部分（试行）》 DL5000－2000 《火力发电厂设计技术规程》 DL/T5121－2000 《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》 YB9070－92 《压力容器技术管理规定》 GBl50－98 《钢制压力容器》 DL5022－93 《火力发电厂土建结构设计技术规定》 GB4272-92 《设备及管道保温技术通则》 DL/T776－2001 《火力发电厂保温材料技术条件》 DL/T5072－2007 《火力发电厂保温油漆设计规程》 GBZ1-2002 《工业企业设计卫生标准》 DL/T5054－96 《火力发电厂汽水管道设计技术规定》 SDGJ6－90 《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》 GBJ16－1987（2002）《建筑设计防火规范》
国内外烧结烟气脱硫脱硝技术进展及发展趋势苍大强,张国内外烧结烟气脱硫脱硝技术进展及发展趋势 苍大强 ,张玲玲 ,李宇, 刘小明 北京科技大学冶金与生态工程学院 ;北京科技大学土木与环境工程学院 1 国内外烧结烟气脱硫脱硝的不同作法 国内外钢铁工业对烧结烟气的污染物处理方法差别较大 ,大体有以下几方式 : 1)禁止钢铁公司建烧结厂 最典型的是瑞典 SSAB-Lul ea , SSAB-OX 和芬兰若特若基钢铁公司等。这些钢铁公司由于没用 烧结矿 , 改用几乎 100% 的球团矿炼铁 , 通过摸索获得了很好冶炼效果 , 焦比低 , 渣量少 (吨 铁 150 公斤左右 ) ,铁水质量高等。 2) 采用“ 源头治理” + “ 过程治理” 结合的方法抑制 SO 和 NO 在烟气中的产生 , 以获得烟 2 x 气排放直接达标的目的。该方法在国内外还没有得到实际应用 , 仅北京科技大学正在进行研 发中, 主要方法是对烧结料采用廉价的物理和化学的方法,将 SO 和 NO 固化在烧结矿中 , 2 x 使烧结烟气中的 SO 和 NO 浓度很低,试图避免建设庞大的脱除 SO 和NO 的装置和高的运行
2 x 2 x 费用。该方法已经完成实验室的试验工作, 最佳效果已经能使 70%的硫被固化在烧结料中 , 下一步将继续研究更高的固化比例和同时固化 NO 的方法。 x 国外烧结烟气 SO 减排和控制措施主要采用低硫原料配入法, 从源头减少硫进入烧结过程。 2 烧结烟气中的 SO 是由烧结原料中的硫在高温烧结过程中与空气中的氧化合生成的。因此 , 2 在确定烧结原料方案时 , 按规定的 SO 允许排放量配比燃料 , 实现从源头上控制烧结烟气中 2 SO 的排放量。但此法使原料的来源受到限制, 烧结矿的成本也随着低硫原料价格的上涨而 2 增加。就目前国内原料的状况看, 此法较难全面推广。 3) 采用“末端治理” 的方法治理 SO 和 NO , 就是将已经在烧结烟 气中产生 SO 和 NO 脱除掉 , 2 x 2 x 这是过去和现在国内外绝大多数烧结厂采用的方法, 结果是一次投资高 ,运行成本也高 , 这
烧结烟气脱硝技术的探讨 大多数的工业烟气中含有氮氧化物，它们大量排放到大气中，不仅形成酸雨， 破化臭氧层，并造成温室效应导致全球变暖。钢铁行业作为国家工业的一个重要 部分，国家对其环保要求也日益严格。研究表明，钢铁厂中各种设备放出的NO x 总量在固定发生源中占第二位，仅次于SO 2的排放量。其中，烧结生产过程NO x 排放量约占钢铁厂NO x 排放总量的一半左右。因此，对烧结烟气NO x 排放量的严 格控制，可有效降低钢厂的NO x 的排放量。 烧结过程中的NO x 主要来源于烧结过程中燃料的燃烧。烧结生产中的燃料分 为点火燃料和烧结燃料两种。燃料燃烧都会产生一定的氮氧化物，表1是中国工 业部门各燃料类型的NO x 排放因子。 表1 中国工业部门各燃料类型的NO x 排放因子 一般情况下，燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO 2 ，这二者统称为N O x ，在低温条件下燃烧还会产生一定量的N 2 O。燃烧过程中产生的NO x 的种类和数 量除了与燃料性质相关外，还与燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件密切相关。 在通常的燃烧温度下，煤燃烧产生的NO x 中NO占90%以上，NO 2 占5%-10%，N 2 O 占1%左右。 目前，根据《钢铁工业大气排放标准》（征求意见稿），钢铁企业烧结烟气NO x 的排放标准如下： 表2 钢铁工业烧结烟气NO x 排放标准
对于工业烟气中NO x 的处理，燃煤电厂最主要的处理工艺有SCR，SNCR以及脱硫脱硝一体化技术等。下面我们就国内外几种主流的烟气脱硝技术进行介绍，以寻求最适合钢厂脱硝的技术。 1 几种主流烟气脱硝技术介绍 目前，相对较成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（SCR）和选择性非催化还原技术（SNCR）。此外，还有一些湿法脱除氮氧化物的技术。 1.1选择性非催化还原技术（SNCR） 选择性非催化还原技术是用NH 3、氨水、尿素等还原剂喷入燃烧室内与NO x 进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入燃烧室温度为850℃-1100℃的区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH 3 并与烟气中 的NO x 进行SNCR反应生成N 2 ，该方法是以燃烧室为反应器。 NH 3或尿素还原NO x 的主要反应为： 4NH 3 +4NO+O 2 →4N 2 +6H 2 O （NH 3 ） 2NO+CO（NH 2 ） 2 +1/2O 2 →2N 2 +CO 2 +2H 2 O （尿素） SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%-40%。该技术的工业应用是在20 世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气电厂开始的，欧盟国家从80年代末一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。美国的SNCR技术在燃煤电厂的工业应用是在90年代初开始的，目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在5GW以上。由于SNCR工艺需要的反应温度太高（850℃-1100℃），因此该技术不适用于钢厂烧结烟气脱硝。 1.2 选择性催化还原技术（SCR） 从技术的成熟性角度来说，选择性催化还原法（SCR）由于具有较高的脱硝效率（最高可达90%），目前在日本、德国、北欧等国家和地区的燃煤电厂得到广泛应用。在我国，越来越多的燃煤电厂已认可并开始广泛使用该技术，且效果良好。考虑到钢厂烧结烟气的实际状况（烟气量波动大、含湿量高、粉尘成分复杂）与燃煤锅炉烟气的不同，只有在燃煤电厂中使用的烟气脱硫脱硝技术成熟，同时，我们也需要在设计时结合钢厂烧结烟气的实际状况来进行优化设计，在钢厂烧结烟气的处理中才有可能使用成功。 在SCR工艺中，将氨喷入烧结烟气中，在催化剂的作用下发生反应。喷氨量与N O x 入口浓度及NO x 的脱除效率有关。设计的技术参数一定要令喷氨量满足脱除NO x 的需要，同时不会产生大量的氨气泄漏。主要的化学反应方程式如下： 烟气中的NO x 主要由NO和NO 2 组成，其中NO约占NO x 总量的95%，NO 2 约占NO x 总量的5%。因此，化学反应方程式（1）被认为是脱硝反应的主要反应方程式， 它的反应特性为：①NH 3和NO的反应摩尔比为1；②脱硝反应中需要O 2 参与反应； ③典型的反应温度窗口为320℃-400℃。
烧结烟气脱硫脱硝 发表时间：2017-12-06T12:10:11.550Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：赵彬 [导读] 摘要：简要介绍了国内钢铁企业烧结烟气的脱硫脱硝现状及最新进展，对主要的脱硫脱硝技术进行了综合分析，并对烧结烟气的脱硫脱硝工艺提出了建议和展望。 唐山钢铁国际工程技术股份有限公司河北唐山 063000 摘要：简要介绍了国内钢铁企业烧结烟气的脱硫脱硝现状及最新进展，对主要的脱硫脱硝技术进行了综合分析，并对烧结烟气的脱硫脱硝工艺提出了建议和展望。 关键词：烧结；烟气脱硫；脱硝；技术 1.背景环境 近几年我国钢铁企业对于烟气粉尘治理方面取得了较为显著的成效，但对于烟气中有害气体成分的治理进展较为缓慢，大部分钢铁企业尚未采取较为合适的治理措施。钢铁企业排入大气中SO2 的90 %、NOx 的48 %来自烧结厂[1]。因此，烧结厂成为了钢铁企业环境治理的重中之重。 2.脱硫技术 烧结尾气中SO2的控制方法有三种：吸收、吸附和使用低硫原燃料。使用低硫燃料属于燃烧前控制方法，对于烧结物料选择的要求较为重要。而在实际生产中，排除原燃料的控硫措施，燃烧后的控制方法运用的更为普遍。吸收法作为目前工业脱硫较为广泛运用的方法，可以根据脱硫产物的形态分为湿法、干法和半干法三类[2]。 2.1湿法脱硫 在烧结烟气处理中应用比较广泛的湿法脱硫工艺有钙法和镁法。钙法具有代表性的脱硫工艺为石灰-石膏法。石灰-石膏法是应用于烧结烟气脱硫领域最广泛的方法，脱硫效率高达95 %以上，烟气中的SO2 通过吸收塔中喷淋的石灰石浆液发生吸收反应，其副产品石膏可回收利用。而镁法脱硫的主体工艺与钙法相似，只是在脱硫剂原料选取中选用的不是CaO，而是MgO。镁法脱硫较钙法脱硫相比，在脱硫过程中不易发生设备堵塞和结垢是其最为明显的优势。但针对我国内矿产资源的分布，镁矿相对于石灰储量较低，脱硫剂原料成本偏高，使镁法脱硫在国内的广泛运用受到限制。 2.2干法脱硫 干法和半干法脱硫以循环流化床和旋转喷雾法作为代表。该方法的关键在于石灰消化处理技术，在一体化的增湿器中加水增湿，使循环灰的水分含量从2 %增加到5 %，然后以流化风为动力，借助烟道负压进入截面为矩形的脱硫反应器。这两种方法都存在副产物难以回收利用的问题，国外有研究人员将该脱硫灰喷入高炉处理，但对铁水成分的影响还有待验证。 3.脱硝技术 发达国家对NOx 污染的研究起步较早，已有相应的控制技术在工业上得到应用。日本和欧洲普遍采用选择性催化还原系统（SCR），其氮氧化物去除率达60 %～80 %。美国则采用选择非催化还原系统（SNCR）的改进系统，使氮氧化物去除率提高到80%[3]。 3.1选择性催化还原法 选择性催化还原法烧结废气脱硝技术是20世纪70 年代在日本发展起来的。在含氧气氛下，还原剂优先与废气中NOx 反应的催化过程称为选择性催化还原。以NH3 作还原剂、V2O5-TiO2-WO3 体系为催化剂来消除尾气中NOx 的工艺已比较成熟，是目前唯一能在氧化气氛下脱除NOx 的实用方法。SCR 的化学反应主要是NH3 在一定温度和催化剂的作用下，把烟气中的NOx 还原为N2，同时生成水。催化的作用是降低NOx 分解反应的活化能，使其反应温度降低至150～450 ℃。催化剂的外表面积和微孔特性在很大程度上决定了催化剂的反应活性。该法的NOx 脱除率可达70 %。烧结烟气一般温度不能达到SCR的反应温度区间，一般需要将烧结烟气进行加热，致使脱硝成本显著增加。由于温度限制的原因，该方法在国内大陆尚无成功运用的案例。同时，对于选择性催化还原低温催化剂的研发，也是目前该工艺的主要研究方向。 3.2选择性非催化还原法 选择性非催化还原法也是一项比较成熟的技术，1974 年在日本首次投入商业应用。SNCR法是在900～1100℃，无催化剂存在的条件下，利用氨或尿素等氨基还原剂选择性地将烟气中的NOx还原为N2和H2O，而基本上不与烟气中的氧气作用。选择适宜的温度区间在SNCR 法的应用中是至关重要的，对于氨的最佳反应温度区间为870～1100 ℃，而尿素的最佳反应温度区间为900～1150 ℃。与SCR法所面临的问题相同，对于反应温度的要求更高。目前有学者提出，通过焦炉煤气将烧结烟气进行加热至900℃，通过SNCR将氮氧化物还原为氮气，反应后的烟气由于温度较高，后置热量回收发电技术，将脱硝成本进一步降低。 3.3臭氧法 臭氧法是通过高压放电产生的臭氧通入至脱硫塔前的烟气管道中，臭氧经过特定的气流分布装置，与烧结烟气进行充分的混合，使臭氧与烟气中的氮氧化物进行反应，其中最主要的使与NO氧化反应。通过一系列的氧化还原反应，将烟气中的氮氧化物转化成N2O5。 N2O5。进入后置的脱硫塔内进行吸收，最终转换成硝酸盐，使烧结烟气中的氮氧化物得以去除。该方法的脱硝效率大约在60-70%左右，由于产生的臭氧对设备和管道具有较为严重的腐蚀作用，在实际应用中对设备管道的材质要求具有一定的防腐能力，且对于臭氧的通入量有严格的控制要求。 4.同时脱硫脱硝技术 脱硫脱硝一体化工艺则结构紧凑，投资和运行费用低。为了降低烟气净化的费用，从20世纪80 年代开始，国外对联合脱硫脱硝技术的研究开发很活跃，具有实用价值的方法有活性炭法、NOXSO、SNRB、电子束法等。目前，在烧结尾气脱硫上获得应用的只有活性炭法。活性炭法是设置有两个移动床，在一个床中以活性炭吸收SO2，另一个床中用活性炭作催化剂，通过喷氨使NOx 转变为N2。在烟气中有氧和水蒸气的条件下，脱硫反应在脱硫床中进行，使SO2 转变为H2SO4；在脱NOx 床中加入NH3 使NO、NO2 转变为N2 和水。在再生阶段，饱和态的活性炭被送入再生器中加热到400℃，解吸出浓缩后的SO2 气体，每摩尔的再生活性炭可解吸出2 摩尔的SO2。再生后的活性炭送回反应器中循环，而浓缩后的SO2 在用冶金焦炭作还原剂的反应器中被转化为硫元素[4]。
SCR烟气脱硝工艺方案 1. 脱硝工艺的简介 有关NO X的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段入手，限燃烧前、燃烧中和燃烧后。当前，燃烧前脱硝的研究很少，几乎所有的脱硝都集中在燃烧中和燃烧后的NO X的控制。所以在国际上把燃烧中NO X的所有控制措施统称为一次措施，把燃烧后的NO X控制措施统称为二次措施，又称为烟气脱硝技术。 目前普遍采用的燃烧中NO X控制技术即为低NO X燃烧技术，主要有低NO X燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧。 应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）、选择性非催化还原技术（Selective Non-Catalytic Reduction，简称SNCR）以及SNCR/SCR混合烟气脱硝技术。 2 .SCR烟气脱硝技术 近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快,在欧洲和日本得到了广泛的应用,目前催化还原烟气脱硝技术是应用***多的技术。 1）SCR脱硝反应 目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种法都是利用氨对NO X的还原功能，在催化剂的作用下将NO X(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为NH3，其不同点则是在尿素法SCR中，先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器，它转换的方法为将尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分解所需之混合时间，驻留时间及温度，由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法，主要化学反应方程式为：
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 莱烧结烟气脱硫脱硝工艺的比较 (标准版)
莱烧结烟气脱硫脱硝工艺的比较(标准版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 摘要：烧结机头是钢铁行业SO2和NOx主要排放源。随着环境保护的压力不断加大，烧结烟气脱硫脱硝工艺的选择就显得尤为重要。本文主要介绍了目前国内外主流的烧结烟气脱硫脱硝工艺，并对各种工艺的优缺点进行比较分析。 钢铁生产在国民经济中具有重要作用，同时污染也较为严重。为了降低钢铁行业的污染物排放水平，生态环境部等五部门于2019年4月联合发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号），在全国范围内推动钢铁行业超低排放改造。钢铁行业是SO2和NOx的排放大户，而烧结机头烟气是SO2和NOx的主要排放源。钢铁行业的超低排放要求烧结烟气SO2和NOx的排放质量浓度小时均值不高于35mg/m3和50mg/m3。因此，钢铁企业烧结烟气为满足达标排放的要求，必须采取脱硫脱硝措施。 1我国烧结烟气脱硫脱硝现状 目前，我国烧结烟气采取脱硫措施较为普遍，大部分烧结机均采
综述燃煤电厂烟气脱硝技术 摘要：人们对空气质量的要求越来越高，氮氧化物污染引起了人们的广泛注意。废气脱硝工艺一直是研究重点。本文通过对比燃煤电厂的脱硝的各种工艺，选出了最优工艺——SCR技术，本文综述了SCR的原理、国内外研究状况、应用情况及运行费用。通过本文可以使人们更好的了解燃煤电厂脱硝工艺。 关键字：烟气脱硝；低NO X燃烧技术；SCR技术 Summary of coal-fired power plant flue gas denitrification technology Abstract: People on air quality have become increasingly demanding, nitrogen oxide pollution has aroused extensive attention. Exhaust gas denitration process has been a research priority. By contrast coal-fired power plant denitration various processes, optimum process --SCR elected technology, this paper reviews the SCR principle, research status, applications and operating costs. Through this allows people to better understand the coal-fired power plant denitrification process. Key words: Flue gas denitrification ; Low NO X Combustion Technology ;SCR 氮氧化物是大气主要污染物之一。通常所说的氮氧化物有多种不同形式，如N2O、NO、NO2、N2O3和N2O5等，其中NO和NO2所占比例最大，是最重要的大气污染物[1]。NO X排入大气后，通过物理、化学作用，引发一系列的环境问题。对人体健康和生态环境造成威胁[2]。 氮氧化物的产生途径主要有一下几个方面：1.机动车辆排放的尾气2.工业生产过程中产生了氮氧化物3. 燃烧过程产生的氮氧化物。其中燃烧过程产生的氮氧化物包括热力型、瞬时型和燃料型[3]。 机动车排气量较小，排放源流动分散。主要采用机内净化的方法去除氮氧化物[4]。某些工业生产过程也会排出NO X废气，一般来说，它具有成分相对比较单一和气量小的特点，此类废气在治理中多采用湿法，并且尽量将分离出来的NO返回原生产系统，或者形成新的副产品，或者加以无害化处理[5]。在燃烧过程中，控制NO X的排放有两种途径：一种是在锅炉燃烧中控制燃料的燃烧，减少氮氧化物的生成；另一种是对烟气进行处理，消除烟气中的氮氧化物[6]。 交通运输、电力和火电厂排放的NO X占全部排放量的90%以上[7]。电力工业又是燃煤大户。具预测，到2020年，原煤消耗将达到20.5亿~29.0亿吨，燃煤产生的NO X将急剧增加[8]。由于火电厂燃烧所产生的NO X所生成的含量最多且成分较复杂，所以引起了人们的广泛重视。所以本文主要介绍燃煤电站烟气脱硝技术。 1 烟气脱硝工艺比选 烟气脱硝是指从烟气中去除氮氧化物，是世界各国控制氮氧化物污染、防治酸雨危害的主要措施[9]。据火电厂燃煤锅炉调查，一般采用低氮氧化合物燃烧技术（包括低负荷稳燃改造）的锅炉排烟中氮氧化物的浓度为500~900mg/m3，而未采用低氮氧化合物燃烧技术的锅炉排烟中NO X的质量浓度定700~1300mg/m3之间，平均1000g/m3左右。所以在烟气脱硝之前先采用低NO X燃烧技术，减少氮氧化物的产生，为后续处理减轻负担[10]。
世界金属导报/2013年/5月/28日/第B10版 节能环保 烧结烟气脱硫脱硝一体化技术分析 樊响殷旭 1 工业烟气脱硫脱硝一体化脱除技术 随着国家环保法规的逐渐严格，对工业烟气脱硫后，再进行脱硝和其他多污染物脱除是种必然趋势。因此，开发经济高效、简单可靠的脱硫脱硝一体化技术对我国工业烟气治理有着极为重要的意义。烟气脱硫脱硝一体化技术可分为干法和湿法两大类。下面分类对一些近期研究出的烟气脱硫脱硝的新技术和新思路作简要介绍。 1.1 湿法烟气脱硫脱硝一体化技术进展 根据吸收原理不同，可将湿法同时脱硫脱硝技术分为氧化吸收法和还原吸收法、络合吸收法三大类。 1.1.1 氧化吸收法 氧化吸收法是将烟气先通过强氧化性环境，把NO转化为NOx，进而再将NOx与H2O反应生成NO3-，再用碱性溶液吸收。由于将NO转换为NOx的难度较大，因此氧化剂的选择和制备是此类方法的研究核心。目前，研究较多的氧化剂有HClO3、NaClO2、O3、H2O2和KMnO4等，其中因H2O2无毒无二次污染，所以对其研究较多。同时试验证明，H2O2与紫外光协同作用时，脱硫脱硝性能远远好于单一的H2O2氧化。该工艺在氧化吸收的同时脱除效率较高，一般脱硫效率可达到98%左右，脱硝效率约80%左右。但是鉴于上述强氧化剂造价和运输安全等问题的原因，在开发出新型廉价的氧化添加剂之前，该工艺还难以推广应用。 1.1.2 还原吸收法 还原吸收法是用液相还原剂将NOx还原为N2。目前，研究较多的还原剂主要是尿素。 国内有学者研究的方法是:烟气通过吸收装置并在其中与尿素溶液接触，烟气中的NOx被还原成N2，尿素反应生成CO2和H2O；SO2则与尿素反应生成硫酸铵，净化后的烟气可直接排放，反应后的溶液可回收制成硫酸铵化肥。试验证明，当反应温度为60℃、溶液的pH值为5-9、尿
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 钢铁企业烧结烟气脱硝工艺选 型探讨(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
钢铁企业烧结烟气脱硝工艺选型探讨(标 准版) 摘要：随着环保排放标准的不断提高,烧结烟气脱硝已成为钢铁企业环境治理的重点.对3种常见烧结烟气脱硝工艺的工作原理、优缺点进行对比,对比国内某钢铁企业同等型号烧结机的不同脱硝工艺,从运行成本考虑,提出SCR法可作为烧结烟气脱硝改造的首选工艺. 前言 钢铁工业排放的典型污染物包括颗粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和二噁英等。2015年钢铁冶炼企业的SO2、NOX排放量分别为136.7万t、55.1t，约占工业源总排放量的9.7%、5%。在钢铁行业排放的污染物中，其中约78.8%SO2、52.8%NOX来自烧结工序，烧结工序为钢铁企业大气污染防治的一个最重要环节[1-2]。可
见，烧结烟气脱硝已成为钢铁企业烟气治理的重中之重，选择可行的脱硝工艺对钢铁企业稳定实现超低排放至关重要。 2019年4月28日，生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部和交通运输部五部委联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号）。《意见》对末端治理后的超低排放指标提出明确要求：到2020年底前，重点区域钢企超低排放改造取得明显进展，力争60%左右产能完成改造。 环保标准的加严，成为钢铁企业烧结机头超低排放改造的源动力。在烧结机头颗粒物治理上，对于执行超低排放的区域或位于大气污染传输通道区域的钢铁企业，普遍采用的治理方法为“机头四电场除尘+湿法脱硫+湿式电除尘”或“机头四电场除尘+旋转喷雾法/循环流化床法/密相干塔法脱硫+普通袋式除尘”。通过对现有治理设施进行改造提升，控制合理的情况下，烧结机头SO2排放浓度可稳定控制在35mg/m3以下。而在烧结机头氮氧化物的达标治理上，建设或投运的脱硝系统相对较少，目前河北、山东、山西等地区钢铁企业建设的脱硝系统较多，其他地区烧结机头脱硝建设也已箭在
火电厂SCR烟气脱硝工艺系统设计 摘要：目前国内燃煤电厂已投入使用的SCR 脱硝机组大多数采用国外技术，而我国的脱硝工作现在还处于初步阶段，SCR 脱硝技术的工艺设计和运行控制经验相对缺乏，尚未形成一套完整成熟的自主知识产权技术。SCR 脱硝技术工艺设计和运行控制手段的不断完善和优化，对于SCR 技术的应用和推广具有积极的推动作用，也对改善我国大气环境质量有着深远的意义。因此，本文主要对火电厂SCR烟气脱硝工艺系统设计进行了一系列的探讨和论述。 关键词：火电厂，SCR，烟气脱硝，系统设计 一、引言 SCR技术是当前世界上主流的烟气脱硝工艺，自上世纪70年代在日本燃煤电厂开始正式商业应用以来，目前在全世界范围内得到广泛的应用，也是中国烟气脱硝采用最多的技术，特别是近几年SCR烟气脱硝得到大面积的应用。SCR 烟气脱硝技术具有脱硝效率高，成熟可靠，工艺系统简单，虽然投资费用偏高，但是运行十分稳定。然而在进行火电厂SCR烟气脱硝工艺设计的过程中往往存在一些问题，会产生严重的后果。所以加强火电厂SCR烟气脱硝设计探讨及学习是十分有必要的。 二、SCR脱硝工艺介绍 选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)工艺是当今世界各国应用最多且最为成熟的工艺。SCR原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在300-420℃下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。烟气脱硝SCR工艺根据反应器在烟气系统中的位置主要分为三种类型：高灰型、低灰型和尾部型等。 1、高灰型SCR工艺：脱硝催化剂布置在省煤器和空预器之间，烟气中粉尘浓度和SO2含量高，工作环境相对恶劣，催化剂活性下降较快，需选用低SO2氧化活性、大节距、大体积催化剂，但烟气温度合适（300-400℃），经济性最高，是目前燃煤电厂烟气脱硝的主流布置形式。 2、低灰型SCR工艺：脱硝催化剂位于除尘器和脱硫设施之间，烟气中粉尘浓度低，但SO2含量高，可选用低SO2氧化活性、小节距、中体积催化剂，但为了满足催化剂反应活性温度要求，需相应配置高温除尘系统，目前此项工艺仅在日本有所应用。 3、尾部型SCR工艺：脱硝催化剂位于脱硫设施后，烟气中粉尘浓度和SO2
编号：AQ-JS-00033 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 烧结烟气臭氧氧化-半干法吸 收脱硫脱硝实践 Practice of sintering flue gas ozonation semi dry absorption desulfurization and denitrification
烧结烟气臭氧氧化-半干法吸收脱硫 脱硝实践 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 摘要：以梅钢7×105m3/h烧结机烟气脱硫脱硝为背景,研究了实际工程应用中臭氧对烟气的氧化和半干法对氧化产物(NOx和SO2)的吸收等问题。结果表明,臭氧喷入点位置对烟道内NOx氧化影响不大,喷射格栅保证了臭氧和烟气的均匀混合。吸收塔出口烟气温度对脱硝影响显著,NOx的吸收效率会随着温度的升高而降低,当温度高于95℃时,脱硝效率为0;而脱硫塔出口烟气温度变化对SO2吸收几乎没有影响。优化后的烧结烟气脱硫脱硝系统连续运行数据表明,出口SO2质量浓度均值为16.83mg/m3,出口NOx质量浓度均值为72.33mg/m3,均达到了系统设计要求。系统运行成本为10～11元/t,与活性炭烟气净化技术、循环流化床+SCR工艺技术相比,臭氧氧化-半干法吸收协同脱硫脱硝工艺具有明显的优势。
钢铁厂烧结烟气SCR脱硝技术应用探讨 周立荣，高春波，杨石玻 (浙江融智能源科技有限公司浙江杭州 310012) 摘要：面对当前日益严峻的大气污染形势，国家针对钢铁企业制定严格的NO x减排要求。目前烧结烟气脱硝主要采用活性炭(焦)吸附技术，投资及运行费用极高。SCR烟气脱硝技术广泛地应用于燃煤锅炉，技术成熟可靠。针对钢铁厂烧结烟气的特点，探讨将SCR烟气脱硝技术应用于烧结烟气脱硝。通过适当的工艺优化和技术创新，烧结烟气采用SCR脱硝技术完全可行，经济适用。国外也有这方面成功的案例。 关键词：大气污染，烧结烟气，脱硝，SCR Discussion on Application of sintering flue gas denitration technology of SCR in steel plant Zhou Li-rong，Gao Chun-bo，Yang Shi-bo (Zhejiang RongZhi energy technology Co., LTD, Hang Zhou, Zhejiang, 310012) Abstract: In face of increasingly serious air pollution situation, the state formulated strict NO x reduction emission requirements for iron and steel enterprises. At present, the denitration of sintering flue gas mainly adopts activated carbon (coke) adsorption technology. Investment and operation cost of the technology is very high. SCR flue gas denitration technology is widely used in coal-fired boiler. The technology is mature and reliable. In view of the characteristics of sintering flue gas in iron and steel plant, we explore the SCR flue gas denitration technology in sintering flue gas. By optimizing the process and technology innovation, sintering flue gas adopts SCR DeNO x Technology is completely feasible. Abroad also have this successful case. Keyword: Air Pollution, Sintering Flue Gas, Denitration, SCR 1.前言 钢铁工业是我国工业的一个重要部分，在生产过程中产生了大量的大气污染物，钢铁厂中各种设备排放的NO x总量在固定发生源中占第二位，仅次于SO2的排放量[1]。烧结生产是现代钢铁生产的最重要的工艺单元之一，烧结过程中NO x排放量约占钢铁厂NO x排放总量的48%[2]，烧结烟气NO x排放约占NO x总排放量10%[3]。随着我国环保要求的日益提高，《钢铁工业“十二五”发展规划》对能源、环境、原料的约束增强。针对钢铁企业，环境保护部和国