大型烧结机烟气净化工艺方案比较与分析

徐志超肖旭

武汉龙净环保科技有限公司4302223

摘要：国内烟气净化工艺基于GB18485-2001标准选择烟气净化工艺。但是，随着中国环保要求的日益严格，GB18485-2014提高了排放控制要求。因此，应结合烟气污染的特点。分析和讨论了一套烟气净化联合工艺，以满足目前GB18485-2014的排放标准。

关键词：大型烧结机；烟气净化工艺；

一、烟气处理

固体废物烟气的炉型主要包括：1。多级阶梯式链条炉排；2倾斜往复炉排和反向喂料马丁炉排和其他炉排炉；2.流化床烟气炉；，旋转燃烧回转炉。然而，由于含水量高，成分复杂，颗粒粘度高，如链条或炉排式烟气炉，很容易造成链条和炉排堵塞，导致机械操作设备失效，材料含量低烧掉。严重的二次污染等问题。流化床炉内的非旋转机械设备通过炉子的下部空气分配板，使炉内的可燃物料处于流化状态，并与热载体的惰性颗粒和空气接触，以高强度进行传热和传质。该物料在床内几乎完全混合，具有燃烧效率高，负荷调节范围宽，污染物排放量低，炉内燃烧强度高，单位床面积单位时间烟气处理量大的优点。流化床使用惰性颗粒作为热载体并具有大的热容量。它适用于低热值燃料，如烟气和纸浆废液，是烟气的最佳选择。

从污水处理厂的浓缩罐底部排出的剩余水含量约为97％。在烟气处理之前，应首先降低含水量，并进行脱水和干燥的预处理。一方面，减小体积以减少烟气设备的操作负荷。另一方面，通过降低水含量，热值增加。脱水后残留水分可降至65％，体积可降低90％，但热值仅约600kcal/kg，必须再次干燥，含水量可降至45％，并且音量可以减少30％。热值可达1200-1500kcal/kg。理论上，通过干燥可以进一步降低含水量，但干燥处理成本将大大增加。考虑到用于烟道气炉稳定燃烧的燃料的热值至少为1500千卡/千克，将其干燥至含水量为45％。为了保证烟气炉的稳定运行，一般来说，必须通过混合煤来增加混合物的热值，这可以缓冲热值的波动并导致炉内熄火和不完全燃烧，混合比通常控制在5％-20％。

二、烟气中污染物分析

由有机残留物，细菌细胞，无机颗粒，胶体等组成的极其复杂的异质体，含有大量致病菌，寄生虫，病原微生物和重金属，如砷，铜，铬和汞，并且有毒和有害物质。后烟气中的污染物也非常复杂。主要特征污染物是：烟尘，SO2，HCl，氮氧化物，重金属和二恶英，以及少量重金属挥发物。

1.酸性气体

该过程中的硫，氯和氟将转化为酸性气体，如SO2，HCl和HF，它们与烟气一起排出。酸性气体的理论产量和初始浓度可以通过元素分析来计算。城市污水中硫含量与普通低硫煤相当，低于1％。基于该计算，计算烟道气中SO2的初始浓度。在800-1500mg/Nm3时，氯含量通常较低，小于0.02％，并且烟道气中HCl的初始浓度为约200-500mg/Nm3。

2.氮氧化物

烟气中有两种主要的氮氧化物来源。一个是燃料的氮含量是通过炉内高温环境和空气的氧化形成的。它被称为燃料型氮氧化物，生产量主要取决于燃烧温度。另一个是空气中的氮气在燃烧过程中在高温下与氧气反应，这被称为热氮氧化物。产量主要与燃烧温度，氧气浓度，气体在高温区的停留时间有关；炉内材料层的温度一般控制在850-950％之间，燃烧温度低，几乎不产生热型氮氧化物，燃料中只有10％-20％的氮转化为燃料型氮氧化物。氮氧化物的理论量和初始浓度可通过元素硫氮分析计算。氮氧化物的初始浓度可以通过比较相同类型和相同处理能力的烟道气数据来估算，通常在200-400mg的范围内。

3.灰渣

根据一般污水处理厂组成部分的分析，干灰分含量可达30-50％。在混合燃料的基础上，参考火电厂DG/T5142-2002灰分设计规范中灰渣的计算公式。计算低热值，不完全燃烧的热损失和烟道气的飞灰分数，并计算产生的烟灰量和初始浓度，通常为30至50g/Nm3。

4.垃圾

垃圾，最受关注的污染物是多氯二苯基-二恶英和多氯二苯并呋喃的总称。由物质的不完全燃烧引起的，主要是以气体的形式或吸附在烟尘上。当烟气温度达到850％时，停留时间大于2s，氧气浓度大于6％，可分解成碳氧化物和水。

5.重金属

该过程中所含的金属和含金属物质在燃烧过程中熔化并挥发，并与烟道气一起进行。但是，在高温烟气通过热交换等设备后，烟气的温度逐渐降低，烟气中的金属成分附着。在烟灰，脱酸剂和循环灰分上，它被集尘器除去，只有一小部分被烟雾排放到大气中。

6.一氧化碳

形成不完全燃烧中的有机物，燃烧越完全，烟气中的一氧化碳浓度越低。

从以上分析可以看出，烟气中各种污染物的浓度根据元素的量和燃烧条件而变化，但理论上可以掌握一般的规律性。在选择烟气净化技术时，有必要应用该理论。规律性，选择符合排放标准且经济合理的组合过程。

三、烟气的净化技术

1.脱酸技术

干燥脱酸有两种方法。一种是干燥剂（通常使用熟石灰），酸性气体在反应塔中反应；另一种是在进入集尘器之前将干燥剂喷射到烟气管道中，在那里它与酸性气体反应。熟石灰和酸性气体的中和反应应该具有合适的温度（140-170℃），并且废热锅炉出口处的烟道气温度通常高于该温度。为了提高脱酸效率，通常需要通过喷水来降低烟道的温度。

半干法脱酸通常使用氧化钙或氢氧化钙作为原料进行，以制备氢氧化钙溶液。通过喷嘴或旋转雾化器将氢氧化钙溶液喷射到反应器中以形成具有极小粒径的液滴，并与酸性气体反应。在反应过程中水完全蒸发，因此不会产生废水。

湿式脱酸剂通常使用苛性钠来提高酸去除效率，并且将配置的苛性钠溶液喷洒在湿式洗涤器上以与烟道气中的酸性气体反应。洗涤塔产生的废水需要经过特殊处理后处理，处理后的烟气需要再加热。

烟气脱酸除尘工艺有袋式除尘器+湿式反应塔，半干式反应塔+袋式除尘器，干式反应塔+袋式除尘器三种组合。

2.脱硝技术

氮氧化物的控制主要采用低NOx燃烧技术，相对简单，经济。通过控制过量空气系数，炉层温度等，氮氧化物的初始浓度通常可以控制在200-400mg/Nm3。GBl8485-2001标准通常不需要单独的烟道气脱氮处理。但是，增加标准后，GBl8485-2014标准中氮氧化物的每小时浓度为300mg/Nm3，日平均浓度为250mg/Nm3。必须安装特殊的脱硝设备。

脱硝工艺主要包括选择性非催化还原法和选择性催化还原法。

选择性非催化还原方法使用氨水或尿素作为还原剂将其喷入炉中。氮氧化物在850℃至1100℃下还原为N2和H2O.SNCR方法可将氮氧化物浓度控制在200mg/m3以下，可达到GBl8485-2014标准和EU2000/76/EC标准。

选择性催化还原方法是在催化剂的作用下将氮氧化物还原为Nz，并且通过SCR方法进行还原反应所需的温度为280℃至420℃。为了达到该温度，烟气为加热。SCR方法可以将氮氧化物的排放浓度降低至50mg/m3。

与SNCR方法相比，SCR方法具有更好的脱氮效果，但需要昂贵的催化剂，并且加热需要大量的热能，并且处理成本远大于SNCR方法。因此，当满足当前标准时，更适合应用SNCR过程。

3.颗粒去除技术

GBl8485-2001明确规定生活垃圾炉的除尘器必须使用袋式除尘器，滤布应涂有聚四氟乙烯），除尘效率可达99.99％。

烟气颗粒的初始浓度可达到50g/m3。如果要达到GB18485-2014的30mg/m3和EU2000H6/EC标准的10mg/m3的排放限值，应安装旋风除尘器进行预除尘。

4.重金属和二恶英去除技术

“活性炭吸附+袋式除尘器”的组合工艺可以满足重金属和二恶英的去除要求，完全符合GB18485-2014标准和EU2000H6/EC标准。

当烟气从锅炉中排出时，温度非常高。重金属主要是液态或气态。当温度下降时，气态重金属将转化成适于捕集的固体和液体颗粒。二恶英在高温条件下被分解和去除，但温度正在降低二次合成，二恶英的二次合成可被活性炭吸附和袋式除尘器捕获。

结束语

结合排放标准的要求，综合分析各处理工艺的优缺点，可以满足GBl8485-2014标准和EU2000H6/EC标准，更适合中国现阶段的烟气处理工艺组合：工艺流程即干法+湿法联合脱酸工艺。

参考文献：

［1］周末．活性炭吸附法在烧结烟气治理领域的进展及前景［C］∥烧结工序节能减排技术研讨会文集，福建三明，2009：67．

［2］高继贤，刘静，曾艳，等．活性焦（炭）干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用与分析（Ⅰ）［J］．烧结球团，2012，37（1）：65－69．

［3］高继贤，刘静，曾艳，等．活性焦（炭）干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用与分析（Ⅱ）［J］．烧结球团，2012，37（2）：62－63