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减污降碳背景下轧钢加热炉的脱硫选择

2021-11-1|发布：郑州安川环保科技有限公司|点击数: 940

一、背景

轧钢加热炉作为轧钢过程中的关键设备，其生产过程中排放的污染物为煤气燃烧后产生的烟气，烟气量一般在50000-150000m³/h之间，工况波动较大。气体中主要含有：SO₂、NO_X、颗粒物等污染物，SO₂的排放浓度为100-300mg/m³，这些污染物的排放会对环境造成一定污染。

2019年4月，生态环境部印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，要求轧钢加热炉污染物SO₂小时均值排放浓度不高于50mg/m³；2021年7月16日全国碳排放权交易在上海正式启动，它是推动绿色低碳发展的一项重大制度创新，也是实现碳达峰、碳中和与***自主贡献目标的重要政策工具。由此可见，在减污降碳的背景下，对轧钢加热炉SO₂的低碳减排治理已势在必行，减污降碳要靠综合治理、靠机制引导，更要靠技术创新。因此，具有低碳***性且可实现固体废弃物循环利用的烟气治理技术，将成为钢铁企业的***选。

目前，市场上应用于轧钢加热炉脱硫的技术，在实际应用中存在一些技术难题，主要体现在以下几个方面：

难题一：存在设备较多、占地面积大、投资、运行费用较高、设备堵塞及腐蚀严重问题。

难题二：存在系统阻力大，能耗高，副产物处置困难的问题。

难题三：在烟气脱硫治理过程中，存在碳排放较多的问题。

为解决轧钢加热炉脱硫面临的技术难题，中晶环境科技股份有限公司自主研发了禧德干法固定床烟气脱硫技术。

二、禧德工艺—干法固定床烟气脱硫技术

禧德工艺是中晶环境继福斯烟气脱硫脱硝一体化协同治理技术后，研发的又一新技术。该技术是利用中晶环境自主研发的M系列脱硫脱硝剂对烟气进行脱硫脱硝治理并且对VOCs、二噁英、汞、氟等多种污染物可协同治理的综合烟气治理技术。主要包含前端治理禧德煤气精脱硫技术（CGD）和后端治理禧德干法固定床烟气脱硫脱硝技术（FGD）。

2.1禧德干法固定床烟气脱硫技术工艺流程

对于轧钢加热炉脱硫而言，禧德干法固定床烟气脱硫技术主要利用中晶环境自主研发的M系列脱硫剂来进行烟气脱硫治理，主要采用对流工艺或错流工艺两种形式。

对流工艺错流工艺

先将吸收剂用吨包输送到脱硫塔的塔***，再通过电动葫芦将吨袋送至每个仓室***部，人工打开吨袋后，使吸收剂自动通过仓***的进料口填充在脱硫塔内；来自热风炉、燃气锅炉的烟气进入脱硫塔后，水平/垂直穿过吸收剂，吸收剂中的碱基与SO₂发生化学反应，进而脱除掉SO₂；净化后的烟气从脱硫塔侧面向上运动，然后再次穿过吸收剂进行二次脱硫，然后通过引风机进入烟囱排放，吸收剂则由底部排出，此时上部存留的新鲜脱硫剂补充至仓室内，使吸收剂始终充满仓室，保证烟气穿过吸收剂。

固定床工艺流程图

2.2 M系列脱硫剂

禧德干法固定床烟气脱硫技术采用的M系列脱硫剂是由专利配方的多孔吸附+催化剂材料复合制备而成，制备过程中不会造成碳排放；它能够匹配多种工况条件，可用于加热炉、热风炉、煤气炉、锅炉、高炉等常规设备的烟气脱硫，在烟气治理过程中无碳排；相较于传统的脱硫剂，它在可实现超低排放的同时，还具有吸附容量更大、强度更高、耐久性与持久性更好的***点；副产物以钙基、硅基材料为主，粉碎研磨后作为水泥生料的原料掺入。综上所述，禧德工艺在SO₂处理能力、减少碳排放、副产物的处理等方面均有较大的优势及前瞻性。

2.2.1脱硫原理方程式

2.2.2 M系列脱硫剂主要***点

（1）脱除效率更高

因其硫容、硝容更高，所以对SO₂等污染物的初始浓度适应性更强，在SO₂入口1000mg/Nm³的烟气条件下，可达到近零的脱除效率(脱硫效率≥95%)。

（2）应用方式更灵活

在应用方式上更为灵活，可用于煤气发生炉、热风炉、燃气锅炉、焦炉，另外也适用于石油、石化等脱H₂S***域，在安装形式上，既能在固定床上使用，也能在活动床上使用。

（3）成本更低

以在加热炉、热风炉、煤气锅炉烟气治理中为例，可保证使用1年，相比于目前市场上脱硫脱硝剂三个月或六个月更换一次，使用寿命更长，效果更持久，治理成本相较于其他材料或工艺具有较大优势。

（4）三“零”标准：零废水、零固废、零风险

①零废水：全干式的反应环境，无水消耗，采用微波振打解析，且解析过程不产生废水；

②零固废：治理后的副产物可采用混烧或建材资源化进行处置。若企业有生产环节需要碱性材料，可掺烧后用于生产过程的脱硫;也可资源化后用于生产高等***建筑材料或用于搅拌站作胶凝材料、水泥添加剂使用；

③零风险：M系列脱硫剂主料由不燃无机材料组成，全过程无需氮气保护，上料、换料全自动化，做到运行过程***无安全风险。

2.3禧德干法固定床烟气脱硫技术优势

（1）禧德干法固定床技术采用***制M系列脱硫剂，脱除效率可达95%以上，并且脱硫副产物可回收用于建材制作；

（2）M系列脱硫剂由多孔吸附+催化剂材料复合制备而成，制备过程无碳排；相较传统脱硫剂，它在治理过程及副产物处置过程中也都几乎无碳排；

（3）采用干法脱硫，不产生废水，温降小，无白色烟羽现象；

（4）满足烟气量0%~120%的烟气波动和温度90~300℃的波动，系统运行稳定；

（5）设备数量少，模块化组合、灵活布置，现场可做到无人值守，运行成本和设备维护成本低。

三、结语

中晶环境禧德干法固定床脱硫技术在可较好适应轧钢加热炉工况条件下，烟气脱硫效率可达95%以上，且较好解决了部分脱硫技术存在的设备多、占地面积大、设备堵塞、腐蚀及在烟气治理过程中有碳排放、副产物处置困难等问题。禧德干法固定床脱硫技术将为钢铁行业实现精准减污降碳、绿色低碳循环发展及经济社会发展全面绿色转型助一臂之力。

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