環保新質生產力 | 燒結煙氣污染物協同超低排放及脫硫廢水處理技術

　　生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
 

　　生態環境保護實用技術
 

　　2023-J-16
 

　　申報單位
 

　　北京中航泰達環保科技股份有限公司
 

　　推薦單位
 

　　北京市環境保護產業協會
 

　　一、技術簡介
 

　　適用范圍
 

　　燒結煙氣污染物協同超低排放及脫硫廢水處理技術采用高效電除塵器+濕法脫硫(石灰石-石膏法)+濕式除塵冷凝系統(煙氣冷凝器+濕式電除塵器+煙道除霧器)+回轉GGH+中高溫SCR脫硝的工藝路線，本技術適用于各大鋼鐵企業燒結、焦化等新建濕法超低排放項目及現有濕法脫硫配套的超低改造項目，尤其對于高硫高氟燒結煙氣有較好的處理效果，能滿足SO2 ≤35mg/Nm³，NOx ≤50mg/Nm³，粉塵 ≤10mg/Nm³環保指標要求。
 

　　技術原理
 

　　本技術煙氣治理系統采用高效電除塵器+濕法脫硫+濕式除塵冷凝系統+回轉GGH+中高溫SCR脫硝的工藝路線。
 

　　石灰石-石膏法脫硫，脫硫漿液通過噴嘴霧化噴入脫硫塔，與煙氣逆流接觸，塔內設置高效脫硫裝置漩渦撞擊層及增效環，增強煙氣與漿液充分傳質與吸收，煙氣中SO2、SO3、HCl及HF被吸收。
 

　　除塵系統，煙氣冷凝器將脫硫出口的飽和濕煙器通過循環水冷卻水進行冷卻后，細微粉塵及石膏夾帶在煙氣的帶動下與水膜格柵發生碰撞，被水膜所捕集，實現預除塵、冷凝液的回收。濕式電除塵器由陰極線和陽極管組成，煙氣通過高壓電場使煙塵和霧滴帶電，形成帶電離子，電離子到達電極后進行放電，形成中性塵、霧顆粒，沉積于電極上凝集、降落而被除去。
 

　　脫硝系統，脫硫出口煙氣在GGH內與脫硝后約280℃熱煙氣間接換熱升溫至240℃。經加熱爐系統補熱升溫至280℃后進入SCR反應器進行脫硝反應，脫硝系統采用氨水作為還原劑，脫硝后煙氣經GGH換熱后降至100℃左右，通過引風機進煙囪排放。
 

　　廢水處理技術，晶種三效強制循環蒸發系統，通過添加CaSO4晶種，并采用順流進料方式，最終脫硫廢水可濃縮減量至15%—20%。
 

　　工藝路線
 

　　本技術采用高效電除塵器+濕法脫硫(石灰石-石膏法)+濕式電除塵器+回轉GGH+中高溫SCR脫硝的工藝路線。
 

　　脫硫采用石灰石-石膏法工藝，脫硫漿液通過噴嘴霧化噴入脫硫塔，分散成細小的液滴并覆蓋脫硫塔的整個斷面。這些液滴與塔內煙氣逆流接觸，通過塔內設置的高效脫硫裝置漩渦撞擊層及增效環，增強了煙氣與漿液充分傳質與吸收反應，煙氣中的SO2、SO3、HCl及HF被吸收。SO2吸收產物的氧化和中和反應在脫硫塔底部的氧化區完成并最終形成石膏。可滿足燒結機機頭煙氣SO2濃度平均4500mg/Nm³(最大6000mg/Nm³)時，燒結機機頭煙氣正常出口SO2濃度最大值約為4500mg/Nm³(最大6000mg/Nm³)時，SO2排放濃度≤35mg/Nm³，基準含O2量按16%折算。
 

　　煙氣冷凝器：煙氣冷凝系統，包含冷凝器本體、循環冷卻水系統等，同時考慮煙道冷凝水回收、系統腐蝕和保溫問題?；厥绽淠祷孛摿蛳到y使用。
 

　　濕式電除塵器：煙氣經過濕電系統后，濕電出口顆粒物(標態干基)≤10mg/Nm³。
 

　　GGH系統：回轉式GGH是用脫硝后的凈煙氣換熱，加熱脫硝前原煙氣。通過優化設計，采用內置式加熱爐來補充GGH冷熱端差，以確保經濟適用……
 

　　脫硝系統：脫硝劑采用20%氨水，催化劑采用中高溫催化劑(280℃~320℃)煙氣經脫硝系統處理后，NOx排放濃度≤50mg/Nm³，基準含O2量按16%折算。
 

　　廢水處理技術，由預處理和三效蒸發系統組成，經三效蒸發的產水可返回脫硫脫硝系統回用。
 

　　應用效果
 

　　脫硫廢水經過廢水處理技術處理后，產水優于國家工業循環水GB50050-2017中再生水水質標準。研發背景
 

　　包鋼大部分采用本地礦，受白云鄂博礦高硫高氟影響，包鋼燒結煙氣成分復雜，處理難度大，技術方案選擇困難，是超低排放改造進程中的一大難題。高硫高氟煙氣會帶來兩方面的影響：出口排放SO2、HF脫除效率要求高，技術處理難度大；另外HF濃度高，會造成后續系統設備的嚴重腐蝕。目前，應用在燒結系統的超低排放一體化技術主流工藝有濕法超低排放技術、CFB半干法超低排放技術、活性焦脫硫脫硝除塵一體化工藝。通過對比針對包鋼項目高硫高氟的特點，采用活性炭活性焦脫硫脫硝除塵一體化工藝針對高硫高氟需要系統進行串聯更多的脫硫脫硝模塊，系統占地、一次性投資、運行維護成本等均呈比例增加，設備選型困難，運維難度大。采用CFB半干法雖然對粉塵和NOx可實現有效脫除，但無法解決煙氣SO2及HF的處理，達標排放存在極大的難度。因此，針對包鋼項目高硫高氟的特點，為響應國家“環保”政策，且在廠區現有總平面布置及空間位置限制前提下，綜合考慮工程一次性投資、配套改造工作量、運行維護費用、實際達到的環保效果等各方面因素，該項目采用濕法脫硫+高效除塵+SCR脫硝工藝。
 

　　技術特點
 

　　(1)本技術脫硫系統采用漩渦撞擊脫硫塔，適合高含硫、含氟煙氣的處理。該技術采用高流速設計，提高了塔內氣流速度，提高傳質推動力，減小液氣比，從而可以使吸收塔的截面積小、體積小、成本降低。
 

　　(2)該技術脫硫劑利用率更高，反應更加充分，有效地提高了氣液兩相之間的傳質效果；有效反應時間更長，有利于石膏晶粒形成；副產物脫硫石膏晶粒顆粒度大，結晶程度高，離心脫水機一次脫水，脫水后石膏含水率低于10%，石膏雜質含量低，CaSO4·2H2O含量達90%以上。
 

　　(3)該技術煙氣冷凝器布置在脫硫之后和濕電之前，可保證濕電長期穩定運行，煙囪出口顆粒物排放指標穩定在10mg/Nm³以下，一年期運行平均排放指標為5—7mg/Nm³。冷凝器收集的冷凝液內部綜合利用率可達到100%，分別用于脫硫塔的補水及脫硫漿液制備。
 

　　(4)廢水零排放多個效數運行，采用隔離清洗的措施，某效出現故障后，可隔離單獨處理，不需停機清洗，實現在線清洗。
 

　　二、典型應用案例
 

　　案例名稱
 

　　稀土鋼煉鐵廠包鋼金屬制造公司五燒2#500m2燒結機脫硫脫硝提標改造工程
 

　　案例簡介
 

　　包鋼金屬制造公司五燒(以下簡稱“包鋼五燒”)位于內蒙古包頭市昆都侖區，現建設有2臺500m2燒結機及相應的配套脫硫設施，于2014年投產運行。針對已有的濕法(石灰石石膏法)煙氣脫硫裝置進行改造，滿足超低排放要求：
 

　　項目名稱：稀土鋼煉鐵廠包鋼金屬制造公司五燒2#500m2燒結機脫硫脫硝提標改造工程；
 

　　建設單位：內蒙古包鋼稀土鋼板材有限責任公司；
 

　　項目性質：技術改造；
 

　　工程總承包、設計、施工及運行單位：北京中航泰達環?？萍脊煞萦邢薰?。
 

　　達到的標準或性能要求
 

　　排放指標滿足超低排放要求：
 

　　《推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》環大氣[2019]35號；《內蒙古自治區推進鋼鐵行業超低排放實施方案(征求意見稿)》。
 

　　脫硫廢水經過廢水處理技術處理后，產水優于國家工業循環水GB50050-2017中再生水水質標準。
 

　　業主單位
 

　　內蒙古包鋼稀土鋼板材有限責任公司(原內蒙古包鋼金屬制造有限責任公司)
 

　　投運時間
 

　　2021年4月17日
 

　　工藝流程
 

　　本項目采用高效電除塵器(靜電除塵器升級改造)+濕法脫硫(石灰石-石膏法)+濕式電除塵器+回轉GGH+中高溫SCR脫硝的工藝路線。
 

　　脫硫采用石灰石-石膏法工藝，脫硫漿液霧化噴入脫硫塔，分散成液滴并覆蓋脫硫塔整個斷面。這些液滴與塔內煙氣逆流接觸，通過塔內設置高效脫硫裝置漩渦撞擊層及增效環，增強了煙氣與漿液充分傳質與吸收反應，煙氣中的SO2、SO3、HCl及HF被吸收。SO2吸收產物的氧化和中和反應在脫硫塔底部的氧化區完成并最終形成石膏。可滿足燒結機機頭煙氣SO2濃度平均4500mg/Nm³(最大6000mg/Nm³)時，SO2排放濃度≤35mg/Nm³，基準含O2量按16%折算。
 

　　煙氣冷凝器：新增煙氣冷凝系統，包含冷凝器本體、循環冷卻水系統等，同時考慮煙道冷凝水回收、系統腐蝕和保溫問題?；厥绽淠祷孛摿蛳到y使用。
 

　　濕式電除塵器：煙氣經過濕電系統后，濕電出口顆粒物(標態干基)≤10mg/Nm³。
 

　　GGH系統：回轉式GGH是用脫硝后的凈煙氣換熱，加熱脫硝前原煙氣。通過優化設計，以確保經濟適用的加熱系統。
 

　　脫硝系統：脫硝劑采用20%氨水，催化劑采用中高溫催化劑(280℃~320℃)煙氣經脫硝系統處理后，NOx排放濃度≤50mg/Nm³，基準含O2量按16%折算。
 

　　廢水處理技術，由預處理和三效蒸發系統組成，經三效蒸發的產水返回脫硫脫硝系統回用。
 

　　脫硫廢水經過廢水處理技術處理后，產水優于國家工業循環水GB50050-2017中再生水水質標準。
 

　　運行情況
 

　　本技術實施后粉塵排放量減少537.6t/a；SO2排放量減少63250t/a；NOx排放量減少3150t/a。
 

　　三、技術申報單位聯系信息
 

　　單位名稱：北京中航泰達環?？萍脊煞萦邢薰?br /> 

　　單位地址：北京市豐臺區汽車博物館西路8號院3號樓8層801
 

　　聯系人：閻娜
 

　　原標題：環保新質生產力 | 燒結煙氣污染物協同超低排放及脫硫廢水處理技術