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华北电力大学陆强:钢铁烧结机烟气脱硝研究既

2018-06-04 17:33编辑:acetocafe.com人气:


北极星环保网讯:各位专家,各位同行下午好,我今天汇报的题目是钢铁工业SCR脱硝技术,我是来自华北电力大学的,同时我也代表我们校外企业北京光大环境股份有限公司跟各位领导做一个交流。

华北电力大学陆强:钢铁烧结机烟气脱硝研究既

华北电力大学/生物质发电成套设备国家工程实验室 副主任 陆强

首先看一下我们行业的应用背景,今天包括上午下午各位领导做了很多研究,做了很多介绍,钢铁工艺环节非常多,多个环节涉及脱硝,除了炼钢环节基本上每个环节都有脱硝工艺技术的需求,这里面需求最多可能是焦化,包括焦炉出台的国家标准,像轧钢都有标准,具体我不说了。今天我想针对焦化和烧结烟气做一个介绍。

今天下午第一个报告介绍我们焦化烟气的特点,我们焦化烟气第一焦化炉不停炉,烟气非常复杂,里面有焦油,温度比火电温度低一百度左右。对于烧结来说烟气温度更低只有100—185度的低温,更重要的烟气里面还有很多碱金属,对我们常规的SCR脱硝的毒害作用非常大,这两个背景之下我分别介绍一下针对我们焦化如何来做脱硝,针对烧结如何做脱硝。

针对焦化做脱硝目前有很多脱硝工艺,我把主要工艺做一个简单总结,第一工艺做的比较多的是氧化脱硝,这里面用臭氧或者其他的氧化剂,把氮氧化物氧化,通过碱的方式做吸收,实现低成本的脱硝,因为它只是把气相转移到液相,里面同时产生了水污染的问题。

我们第二个脱硝工艺活性炭或者活性焦,这个更多是物理吸附过程,这个成本比较庞大,涉及到活性焦托付再生技术。现在钢铁行业推行比较多的中温的,具体把烟气排到320度以上,用最廉价的最常规的催化剂做这样烟气的脱硝,这个工艺最大特点就是运行成本非常庞大,要把这么大的烟气从原本的200多度提升320度以上能耗需求非常大。

我们第四个工艺现在包括今天各位专家非常推崇的工艺,我们在低温下做脱硝,有两种方法,第一种方法是将我们脱硝布置在脱硫以后,这个工艺国内外有很多应用,最典型在生活当中经常碰到的垃圾焚烧。

所有烟气净化做脱硝,同样也可以做,先脱硫和先除尘做脱硝,这个工具最大特点是烟雾实在非常低,催化剂用量不大,要做脱硝工程成本很高。我们要在脱硫前脱硝,这样尽可能保证焦化烟气本身有200度以上烟温。

相对低温脱硝来说催化剂用量可以节省很多,相对来说投资运行成本也会降低很多。如果我们要在脱硫前布置脱硝,主要技术有哪几个问题,后面简单介绍一下,这是相关的技术对比,刚才介绍过了。

如果我们要做脱硫脱硝,第一个焦炉经常不停炉,我们考虑到脱硝塔长期的运行。第二个考虑到我们焦炉里面有焦油,两百多度不可能发生分解,焦油有黏性,一旦进了脱硝塔里面很快吸附在催化剂表面,造成催化剂表面很快会堵塞失火。

把焦油脱出以后还有烟气进入脱硝催化剂主要会有两个问题,第一个催化剂发生硫酸铵盐中毒作用,右边列了副反应。我们现在常见的低温脱硝催化剂基本上都是在中温催化剂基础上做了改进,在300多度脱硝活性才会好,200多度脱硝活性很低。

如何提高催化剂活性是我们低温脱硝面临重要问题,对我们做低温脱硝两大技术难点,一是脱硝技术的降低,这是我们常见催化活性的分布图,对于钒基催化剂,一旦低于300度会快速下降,脱硝活性是我们做焦化烟气脱硝第一个技术难点,这个难点还不是很大。

我们可以通过调整催化剂用量。烟气里面只要有氨气,有三氧化硫一定会反映成硫酸铵盐,硫酸铵盐生成附着在催化剂表面造成催化剂失火。如果烟气不是特别干净还有飞灰成分在里面,造成永久性的催化剂的失火。

这两个可以说一年多之前,国际上都没有任何克服这个缺点的催化剂,国外很少有这样需求,这样情况下十年前开始做相关研究工作,这是我研究工作思路经过这个实验研究。

首先从量子化学方法建立催化剂表面结构模型,看表面如何来负载活性成分,对催化剂有特定催化作用效果,我们通过量子化学方法阐明了催化剂表面活性,能量信息和反映动力学信息,脱硝反映是很多反映同时进行的。

这样基础上研发了低温范围内有非常高性能催化剂的配方,强化催化剂低温下抗水和耐油性能,这样基础上通过两个方式,第一个通过负载和制备方法改进改善了催化剂表面的结构,尽量做到单层分散,大量降低催化剂对二氧化硫的氧化率,我们脱硝反应首先要把氨气和一氧化碳吸附在催化剂表面才能进行脱硝反应,不吸附这个反应没办法进行。

(来源:网络整理)

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