超低排放改造是一项非常复杂的系统工程,需要根据现场的实际情况进行科学分析,制定切实可行的超低排放改造方案,对现有工艺和设备进行升级改造,使之达到超低排放要求。
在钢铁行业,炼铁厂的高炉炉顶和焦炉烟囱等是废气排放的主要来源之一。炼铁厂的高炉炉顶废气排放主要由焦炉煤气产生,焦炉煤气主要由焦炭在高温下氧化产生,在此过程中会产生大量的SO2、 NOx等大气污染物。焦炉烟囱为直排烟囱,无除尘、脱硫、脱硝等设施,污染物直接排放到大气中。为实现炼铁厂超低排放改造的目标,需要对现有工艺和设备进行升级改造。
在炼铁厂高炉炉顶及焦炉烟囱等废气排放区域,需加装布袋除尘、脱硫、脱硝设施。在现有设备基础上,增加脱硫系统,增加脱硝系统。通过对现有除尘设施、脱硫设施的升级改造,满足超低排放要求。
对现有焦炉烟囱进行改造,通过增设烟道、增加除尘罩、增加喷淋装置等措施,实现焦炉烟囱烟气的超低排放。
高炉炉顶及焦炉烟囱等的除尘和脱硫技术主要包括两类:一是干法除尘技术,即通过直接燃烧或其他方式使烟气中的粉尘从烟气中分离出来,然后再通过除尘设备进行除尘处理。干法除尘技术是目前应用最广泛的一种除尘技术,其优点是投资较少、运行费用低、操作简单等。但干法除尘技术存在净化效率低、能耗高、投资大、占地面积大等问题。
二是湿法脱硫技术,即通过化学反应使烟气中的厂翱2和狈贬3发生反应生成厂翱3,再经过吸收剂的吸收作用实现脱除。
烧结、球团工序是钢铁生产的主要工序,在生产过程中会产生大量的废气。由于烧结、球团工序废气中含有大量的粉尘,且这些粉尘具有一定的粘性,在经过除尘设备处理后,仍然会有一定数量的粉尘残留在生产设备的表面,需要对其进行二次处理,才能达到超低排放要求。
钢铁行业氮氧化物排放来源主要有两个方面:一是炉顶煤气燃烧,二是烧结工序排放。炉顶煤气燃烧产生的氮氧化物主要来自两个方面:一是燃料中的含氮物质,二是燃料燃烧过程中生成的氮氧化物。燃烧产生的氮氧化物经过烟气处理后排放到大气中。
对焦炉和烧结工序的脱硝技术研究主要集中在氨水/尿素/厂颁搁等工艺,但由于焦炉和烧结工序的烟气成分比较复杂,脱硝技术复杂,开发难度大,目前实际应用效果并不理想。
焦炉和烧结工序主要采用选择性催化还原法(SCR)或选择性非催化还原法(SNCR)进行脱硝处理,其中 SCR工艺应用最为广泛。
在钢铁行业,除尘技术的发展较早,目前应用较多的是湿式除尘器、袋式除尘器等。湿法脱硫技术是指用石灰浆液、石膏浆液等吸收厂翱2生成厂翱3的方法,这种方法简单方便,但存在着设备投资大、运行费用高、对环境影响大等问题。
在湿式除尘和脱硫技术的基础上,发展了低氮燃烧技术、选择性催化还原脱硝技术等。目前,烧结烟气和焦炉煤气采用低氮燃烧技术,可使SO2、 NOx排放浓度分别降低30%~70%和20%~30%。