收集至中间仓,经计量后进入脱硫系统入口烟道并均匀喷射在管道内,脱硫剂在管道内被热激活,比表面积迅速增大,与酸性烟气充分接触,发生物理、化学反应,烟气中的SO2等酸性物质被吸收净化。 本项目研磨后的脱硫剂相关参数见表11。 本项目SDS脱硫系统工作参数见表12。 有效成份 NaHCO3 粒度 (μm) 20~25 表11 本项目脱硫剂参数 脱除每公斤SO2需要脱硫剂的数量 (kg) 湿度 理论值 实际值 干粉、不含水 2.625 2.89 反应温度 (℃) ≥120 表12 本项目SDS脱硫系统工作参数 湿度 反应时间 (s) 脱硫效率 (%) 脱硫灰产生系数 干态下反应,不加水 ≥2 ≥94.4 0.9 脱硫反应方程式如下: 2NaHCO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+2CO2+H2O 2NaHCO3+SO3→Na2SO4+2CO2+H2O 经脱硫后的焦炉烟气含脱硫剂、脱硫灰,引入布袋除尘器,进行进一步的脱硫反应及烟尘净化。 除尘器捕集到的粉尘经压缩空气反吹后落入灰斗,再经卸灰阀卸至吨袋中,除尘灰主要成分为80%~90%的Na2SO4和10%~20%的Na2CO3,其中Na2SO4所占比例较高,全部采用吨袋包装后外运至鞍钢鲅鱼圈副产物综合利用厂,用于生产矿山尾矿固化剂。 经脱硫(脱硫效率94.4%)、除尘(除尘效率99%)后焦炉烟气温度为180℃~210℃,需升温30℃后再进行中低温SCR脱硝。 (3)脱硝方案比选 目前,国内外已实施工业化应用的脱硝技术按燃烧过程主要分为:低氮燃烧技术、炉膛喷射脱硝技术、烟气脱硝技术。其中,炉膛喷射脱硝技术仅适用于燃煤或燃油锅炉,不适用于焦炉,故对其不进行论述。 低氮燃烧技术通过在炉内采取各种燃烧手段来控制燃烧过程中NOx的生成,其中,分段燃烧技术和废气循环技术适用于焦炉烟气脱硝,且已在工程实践中得到具体应用,但上述两项工艺均需在焦炉设计阶段进行统一考虑,即适用于新建焦炉脱硝,不适用于对已建成的焦炉进行脱硝改造。 - 14 -
烟气脱硝技术分为湿法、干法两大类,其中,湿法脱硝技术存在烟气脱硝后需加热、烟气湿度大、腐蚀性强、副产物处理难度大等问题,因此不在本项目脱硝方案选择范围之内;干法脱硝工艺分为:活性炭法、SNCR法、SCR法等。 活性炭法脱硝过程中,活性炭起到吸附和催化还原的双重作用,在90℃~250℃下将烟气中NOx催化还原成N2和H2O,脱硝后的活性炭经再生重复利用。与前述脱硫方案中的活性炭吸附法类似,此脱硝方法存在的问题主要为占地面积相对较大。 SNCR法采用NH3或尿素为还原剂,在不使用催化剂的条件下,将烟气中NOx选择性还原为N2和H2O,不与烟气中O2发生反应,最佳反应温度为900℃~1000℃,脱硝效率为30%~50%。该工艺对烟气温度要求较高,且脱硝效率较低,不适用于本项目焦炉烟气脱硝。 SCR法仍采用NH3或尿素为还原剂,反应原理与SNCR法类似,但因催化剂的加入导致其最佳反应温度大幅下降至120℃~450℃,脱硝效率提高到70%~90%。本项目焦炉烟气经脱硫、除尘后的焦炉烟气为180℃~210℃,宜采用中低温SCR脱硝。 综上,从项目性质、烟气温度及湿度、副产物处置问题、占地面积、反应温度及效率等方面综合考虑,本项目选择中低温SCR脱硝工艺对焦炉烟气中的NOx进行治理。 (4)中低温SCR脱硝工艺流程 a.升温 经除尘后的焦炉烟气(180℃~210℃)在烟道内,被来自于热风炉的1000℃高温烟气直接加热至210℃~240℃,达到脱硝反应对温度的要求。热风炉以高/焦炉煤气(高炉煤气为主燃料,焦炉煤气仅在点火及稳燃时使用)为燃料。 b.SCR脱硝 经除尘后的焦炉烟气进入SCR脱硝反应器,与NH3气在催化剂(主要成分为V2O5及TiO2)作用下发生脱硝反应,生成无污染的N2和H2O,实现NOX脱除;NH3产生过程为:自氨水储罐的20%氨水,经氨水输送泵送至中低温SCR脱硝反应器,被脱硝后的少量焦炉烟气(205℃~235℃)直接加热,氨水受热分解产生NH3气。 此外,为控制氨逃逸,在SCR装置出口烟道设置有氨检测分析装置,通过氨检测值预知催化剂的寿命衰减状况以及催化剂堵塞状况,及时检修及调整设备,确保氨逃逸质量浓度控制在2.5mg/m3以下。 SCR脱硝反应参数见表13。
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脱硝 效率 入口值 设计出口值 (%) 649.3 ≤150 79.4 NOx浓度 (mg/m) 3表13 SCR脱硝系统设计参数 氨水 氨水 氨逃逸质浓度 用量 NH3/NOx 量浓度 3(%) (t/a) (mg/m) 20 390 0.8 <2.5 运行 NOx 时长 监测 (h/a) 点位 8760 脱硝反应器出口 SCR脱硝化学反应方程式如下: 4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O 经脱硝(脱硝效率为79.4%)后的焦炉烟气由增压风机抽引至原西区焦炉烟囱(高135m、出口直径5.1m)后排入大气,烟囱位置见附图2。 2)干熄焦烟气净化流程 干熄焦烟气净化流程中仅有SDS脱硫(含除尘)、不包括中低温SCR脱硝;脱硫(含除尘)净化与上述流程相同,脱硫、除尘后的干熄焦烟气经增压风机增压后,与经除尘后的其他干熄焦烟气(包括装焦、冷却、排焦等环节)一道经原干熄焦烟囱(高20m、出口直径3.2m)排入环境空气,烟囱位置见附图2。 主要污染工序: 1.施工期:设备安装过程中产生的扬尘、噪声及设备和建材的废包装材料。 2.运营期: (1)废气 本项目脱硫工序在烟道内产生粉尘,热风炉燃烧产生含烟尘、SO2、NOx的烟气。此外,氨水储罐大、小呼吸(氨水储罐装料时,罐内氨水体积增加,氨水上方挥发的氨气压力增大,氨气经呼吸阀排出,称为氨水储罐的“大呼吸”;储罐白天受太阳辐射等因素使氨水温度升高,氨水中的氨气加速挥发,氨水上方挥发出的氨气压力增大,氨气经呼吸阀排出,称为氨水储罐的“小呼吸”)产生少量氨气。 (2)废水 本项目不产生生产废水,职工冲厕产生0.034m3/h的生活污水。 (3)噪声 本项目增压风机、氨水输送泵等设备产生噪声。 (4)固废 主要为除尘灰、脱硫剂包装袋、废催化剂。此外,本项目职工产生少量生活垃圾。
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项目主要污染物产生及预计排放情况
内容 排放源 类型 (编号) 污染物 名称 烟气量 烟尘 西区焦炉烟囱 SO2 处理前产生浓度 及产生量(单位) 35万m3/h 排放浓度及 排放量(单位) 大 气 污 染 物 NOx 烟气量 干熄焦 烟囱 烟尘 38.5万m3/h 1.0mg/m3,330mg/m,10.5kg/h(92.0t/a) 0.4kg/h(3.5t/a) 平均9.9mg/m3 33平均50mg/m(最大541mg/m), (最大28.1mg/m3), 17.5kg/h(153.3t/a) 3.8kg/h(33.4t/a) 平均84.0mg/m3 33平均430mg/m(630mg/m),(最大121.5mg/m3),150.5kg/h(1318.4t/a) 32.3kg/h(283.2t/a) 16.3万m3/h 16.3万m3/h 2.1mg/m,0.3kg/h(3.0t/a) 3水 污 染 物 固 体 废 物 噪 声 234.0mg/m3, SO2 38.1kg/h(334.2t/a) 氨水储罐N H3(无组织) 180.6kg/a 生活 SS 150mg/L,0.0051kg/h(0.044t/a) 排至鞍钢西大沟污水处污水 CODcr 200mg/L,0.0068kg/h(0.059t/a) 理厂,处理后作为中水(0.034 NH3-N 8mg/L,0.0003kg/h(0.002t/a) 回用 m3/h) 委托有危废处置资危险废物 废催化剂 13.4t/次(3a更换一次) 质的单位回收处置 妥善作为尾矿固化剂除尘灰 1059.2t/a 处置 综合利用 ,不一般 脱硫剂 外排 固废 0.07t/a 回收外销 包装袋 生活垃圾 0.7t/a 环卫部门定期收集 产生噪声的设备数量较少,风机及氨水输送泵底部设置减振基础,空压机位于封闭的空压站内,预计本项目实施后厂界噪声仍满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》中的3类标准。 4.9mg/m3,1.2kg/h(7.1t/a) 25.5mg/m3, 4.2kg/h(36.5t/a) <1.5mg/m3,18.1kg/a 其他 无 主要生态影响(不够时可附另页) 本项目位于鞍钢工业厂区内,不新征土地。因此,本项目对生态环境无影响。 - 18 -
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