太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术教程
太钢烧结机烟气脱硫脱硝工艺演示幻灯片
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⑤、热风系统：
?吸附塔 ?发生器压力控制阀
?N2
?热气入口挡板
?热气循环风机
?助燃空气风机
?COG
?COG 增压风机
?N2
?热气发生器
?A ?COG 废气隔离
阀
?SRG 旁通 阀
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1、烟气系统
?W G
?主风机 ?M
?M
?增压风机旁通挡 板
?M
?M ?隔离挡板
?吸附塔
?空气入口 挡板
?BUF
?M
?M
?增压风机入口挡板
?吸附塔入口挡 板
?M ?吸附塔出口挡板
①、系统正常运作时，烧结烟气通过机头电除尘器净化后，烟气含 尘浓度为98 mg/Nm3，烟气经过现有主风机及新增设的增压风机 进入脱硫脱硝设备，经过净化以后，再通过烧结主烟囱排入大 气。
?M
?二段灰尘收
集器 ?一段灰尘收
集器
?活性碳 筛子
?M ?M
?A
?解析塔
?SRG隔离 阀
?A ?A
?SRG
?冷却空气风 机
? 主要提供解析活性炭的热风。在此系统中，通过煤气 发生器将空气加热至450℃，在通过循环风机送至加 热段。
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⑥、冷风系统：
? 在此部分，将经过解析后的活性炭，在冷却段中冷却 到150℃以下。
?通风
⑦、除尘系统： ?解析塔
?活性碳一号运输机 下部刮板式运输机
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? 脱硫反应：
在脱硫反应中，是物理吸附和化学吸附的结合的复合反应；
a. 物理吸附 SO2→SO2（SO2吸附在活性炭微细孔中）
太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术分解
实测值 7.5
98 101 50
判定 合格
合格 合格 合格
烟囱入口浓度
脱硫率 烟囱入口浓度 脱硝率
≦41
≧95 ≦213 ≧33
NOx（脱销）
粉尘
PCDD/F NH3 Slip 回收硫酸
烟囱入口浓度
烟囱入口浓度 烟囱入口浓度 纯度 等级
mg/m3N-dry
ng-TEQ/m3N-dry ppm-dry ％
热风炉
烟尘回收
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2、处理技术的原理 1）、除尘 活性炭的除尘原理与普通的过滤除尘相同，通过冲撞， 遮挡以及扩散捕捉效果进行除尘。通常直径1μm以上的粒 子可通过冲撞效果进行捕捉。而不到1μm的粒子要通过遮 挡和扩散捕捉效果进行捕捉。
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2）、脱硫 硫化物的大部分是二氧化硫（SO2），通过物理吸附以及化学吸附 两种吸附方式进行。 首先，在范德瓦尔斯力以及化学亲和力的作用下，SO2由气相移动 至活性炭粒子表面后被捕捉（物理吸附）。然后，在活性炭细孔内被 氧化为SO3同时与一同吸附的H2O产生反应，作为H2SO4被捕捉（化学吸 附）。 ①、物理吸附
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450m2烧结脱硫脱硝于2010年8月31日投入运行，至今运行平稳。
本文首先就使用活性炭脱硫脱硝技术进行说明，然后对450m2烧
结机干式脱硫脱硝装置原理说明、性能数据及物料消耗进行分析。
附图：脱硫脱硝装置全景图
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450m2烧结脱硫脱硝装置全景图
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二、烧结活性炭脱硫脱硝技术
1、工艺概要 活性炭干法脱硫脱硝系统共分为七个子系统，包括 除尘系统，卸灰系统，吸附、解析及活性炭运输系统， 活性炭补给系统，热循环及富SO2输送系统、烟气系统 以及注氨系统。 烧结废气中的有害杂质，通过吸附塔吸附，可去除 粉尘、重金属、 SO2、 NOX；解析塔可去除二噁英 、并 将富集SO2输送到制酸系统，生产98%浓硫酸 。
烧结烟气脱硫工艺流程简介
烧结烟气脱硫工艺流程简介发表时间：2019-07-18T09:00:03.323Z 来源：《科技尚品》2019年第3期作者：孙雅文[导读] 文章济钢集团国际工程技术有限公司1、烧结烟气中SO2的生成机理及排放规律由于烧结过程中物理化学反应的复杂性，导致了烧结过程中硫元素存在的形态的多样性和含硫物质分布的不均匀性。
二氧化硫经历了析出、被吸收和再析出的复杂物化过程，呈现出烧结工艺特有的二氧化硫及其他硫化物的分布特性。
1.1 烧结烟气中SO2的生成机理按物料的烧结形态、烧结料层从上到下分成烧成区、燃烧烧融带、干燥预热带及湿润带。
热量从烧结料层的上层向下层传递。
湿润带上平面温度小于100℃，且含有自由水，此处距离燃烧熔融带底面（1000℃以上）仅有几厘米。
处于上述两个带之间的干燥预热带自上而下流动的高温烟气急速加热。
干燥预热带的停留时间约2min左右。
在干燥预热带之后，燃烧颗粒开始燃烧，通过燃烧放出的热进一步加热物料，使温度达到1300℃左右，部分物料熔融流动。
停止燃烧后床层开始冷却，熔融五再次固化，从而完成烧结过程。
若按照烧结烟气中二氧化硫的行为来区分，整个烧结过程自上而下可以分为二氧化硫扩散析出区、二氧化硫燃烧析出区和二氧化硫析出区三个区域。
二氧化硫燃烧析出区是产生二氧化硫的主要区域，它与干燥预热带和燃烧熔融带相对应。
以单质和硫化物形式存在的硫在干燥预热带发生的氧化反应中以气态硫化物的形式释放。
大部分二氧化硫直接扩散到烟气中去，少部分被液相或固体颗粒包纳或被碱性助剂再吸收形成稳定的物质（如CaS，CaSO4）。
二氧化硫扩散区对应于烧成区，该区域不存在生产的二氧化硫的化学反应，主要是烧结矿块中已形成的二氧化硫向烟气中的扩散。
二氧化硫吸收区与湿润带相对应，在该区域由于烧结原料中碱性物质和液态水的存在，大部分二氧化硫被吸收，但随着烧结过程的推进，该区域的上端面下移，使其吸收能力和容纳能力逐步下降，在烧结末期该区域消失。
钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术分析
钢铁厂烧结烟气脱硫脱硝技术分析摘要：为实现铁矿烧结烟气SO2和NOx协同减排，采用氨法联合活性炭对烧结烟气进行协同脱硫脱硝研究。
结果表明，在经氨法预先脱除SO2后，仅凭活性炭单级吸附就能获得70%以上的脱硝率。
氨法联合活性炭法脱硝的机理是由于逃逸的NH3与活性炭表面的C-OH官能团结构发生化学吸附反应，最终生成了N2和H2O。
针对目前已有氨法脱硫装置的烧结厂而言，只需在脱硫喷淋塔后直接连接单级活性炭吸附塔，即可达到99%以上的脱硫率和70%以上的脱硝率，不仅可大幅降低设备投资成本，还可解决氨的逃逸和二次环境污染的问题。
关键词：铁矿烧结；烟气；氨法；活性炭；脱硫脱硝1前言钢铁工业是重要的基础产业，对经济建设的发展发挥着巨大的作用。
但是，中国钢铁工业至今仍是高污染工业。
钢铁行业废气中二氧化硫排放量占全国的9.8%左右，氮氧化物排放量占全国的10%左右。
烧结生产工序的烟气是钢铁工业产生SO2和NOx的最大环节，其排放的SO2和NOx分别占钢铁工业总排放量的60%和50%以上，烧结烟气已成为中国社会环境保护治理的重点。
2钢铁厂脱硫脱硝工艺选择氨法脱硫工艺在中国钢铁企业烧结烟气脱硫中应用较广泛，该工艺具有较高的脱硫率。
但该工艺存在氨逃逸和吸收塔周边产生气溶胶污染的问题，并且在较高的烟气温度、较高SO2及NO质量分数的烟气条件下，难以满足更高的烟气脱硫脱硝效率的要求。
活性炭法是国内在烧结尾气同时脱硫脱硝上获得应用且效率较高，在单级吸附的前提下，脱硫率大于98%，脱硝效率也能达到35%～50%。
但该工艺脱硝过程中需要氨的参与，要求限制烟气温度不超过120℃，并且需要两级吸附才能确保80%以上的烟气脱硝率，因而整体投资偏高，制约了其大规模的推广应用。
利用氨法高效脱硫的能力，首先脱除烟气中绝大部分的SO2，释放活性炭本来用于吸附SO2的孔容和官能团，同时利用氨法不可避免产生的逃逸氨，在无需外加氨源的前提下，强化活性炭法的脱硝能力。
太钢烧结机烟气脱硫脱硝工艺ppt课件
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⑤、热风系统：
•吸附塔 •发生器压力控制阀
•N2
•热气入口挡板
•热气循环风机
•助燃空气风机
•COG
•COG 增压风机
•N2
•热气发生器
•A •COG 废气隔离
阀
•SRG旁通 阀
•A
•解析塔
•SRG隔离 阀
•A •A
•SRG
•冷却空气风 机
• 主要提供解析活性炭的热风。在此系统中，通过煤气 发生器将空气加热至450℃，在通过循环风机送至加 热段。
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• 在烧结料焙烧时产生大量的废气（SO2、NOX、 CO、烟尘）及粉尘，经过电除尘后通过烟囱 排出，对环境造成严重污染。为改善环境， 减少污染物排放，增设此烟气治理装置。
• 烟气治理装置：活性炭吸附工艺，脱硫、脱 硝、脱二噁英、脱重金属、除尘五位一体， 其副产品为浓硫酸。本工程由山西太钢工程 技术公司集成，在国内烧结行业为首例。
•集尘 风机
•灰尘储存 仓
•SRG
•冷却 风机
•DUST
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（二）、脱硫工艺系统的主要构成 该装置主要由烟气系统(烟气管道、增压风机
系统)、脱硫系统(吸附、解析、活性炭的输送、 活性炭的补给、热风循环、冷风循环及除尘系统)、 脱硝系统(液氨储存、输送、蒸发混合注入）、以 及相应的电气、仪控（含监测装置）等系统组成。
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• 脱硫反应：
在脱硫反应中，是物理吸附和化学吸附的结合的复合反应；
a. 物理吸附 SO2→SO2（SO2吸附在活性炭微细孔中）
b. 化学吸附 SO2＋ O2→SO3 SO3＋ n H2O→H2SO4＋ (n－1 )H2O
c. 向硫酸盐转化（靠NH3/SO2） H2SO4＋ NH3→NH4 HSO4 NH4 HSO4＋ NH3→（NH4 ）2SO4
钢铁厂烧结机烟气脱硝工艺路线分析
未脱硝的原烟气→ＧＧＨ换热器升温→热风炉升温→脱硝 进口烟道→脱硝反应器→脱硝出口烟道→ＧＧＨ换热器降温→ 脱硝后净烟气
３．１ 主要设备介绍
３．１．１ 还原剂储存及输送系统 设置一套还原剂存储系统，根据现场还原剂实际用量确定
存储罐的尺寸，设置一套还原剂输送系统，保证 ＳＣＲ脱硝系统 所需还原剂的用量及压力。 ３．１．２ 还原剂分配及喷射系统
设置一套还原剂计量分配装置。还原剂从储存区进入计
量分配装置，根据 ＮＯｘ水平、脱硝效率等参数的变化，自动调节 进入 ＳＣＲ入口烟道的还原剂流量。流量分配通过流量计、压力 表及阀门控制，实现各个喷射器流量均匀。 ３．１．３ 烟道及导流混合装置
脱硝系统内的烟 道，根 据 不 同 的 温 度 要 求 选 取 材 料、壁 厚 及流速，烟道内导流板与混合器设置根据 ＣＦＤ流场模拟，保证 烟气与氨气均有混合。 ３．１．４ 反应器及催化剂
综上，在环境监测中，监测所得的数据是不容改变的，只有 这样才能保 持 监 测 结 论 的 高 精 度，所 以 最 终 采 取 反 距 离 权 重 法。但是在数 据 上 确 实 存 在 一 个 极 端 值，与 其 他 数 据 相 差 较 大，这样会导致全区二氧化硫浓度评价结果偏高。
设置一套 ＧＧＨ换热系统，ＧＧＨ工作原理。预热器由转子 连续旋转，通过特 殊 形 状 的 金 属 元 件 从 烟 气 中 吸 收 热 量，然 后 将热量交还给原 烟 气，由 于 预 热 器 转 子 缓 慢 地 旋 转，烟 气 热 源 与冷源交替地流 过 受 热 元 件，旋 转 至 热 烟 气 通 道 时，传 热 元 件 表面吸收高温烟 气 的 热 量，当 转 子 旋 至 冷 烟 气 通 道 时，传 热 元 件释放出热量加热。如此反复循环，转子每旋转一周就进行一 次热交换，通过转子的连续旋转，不断的将热量传给原烟气。 ３．１．６ 补燃系统
钢铁加热炉烟气脱硫系统操作流程讲解
钢铁加热炉烟气脱硫系统操作流程一、技术操作标准SO2排放浓度达到200mg/Nm3及以下。
2，烟尘排放浓度50mg/Nm3及以下二、设备运行参数1、各部轴承温度不超65℃2、液体管道温度极限耐温90℃3、烟气进口温度<400℃4、循环水运行PH值：6-10ph5、循环水池水位不低于回水沟过水口以下的0.1米6、罗茨风机压力表正常范围值：0-0.06Mpa7、旋流器进料口压力表正常范围值：0.1-0.4Mpa8、压滤机油缸压力表正常范围值：15-17Mpa9、石灰乳制备罐和碱液制备罐正常运行不低于总液位高度三分之一10、循环水泵，排渣泵机油油位不低于油表红点以下11、罗茨风机齿轮油油位不低于油表红点以下三、技术工艺及设备认知1、工艺说明本装置为加钠—钙双碱湿法烟气除尘脱硫装置烟气首先经过烟道进入脱硫塔，脱硫塔以一定浓度的稀碱液作为启动脱硫剂，以一定浓度的石灰乳液作为再生剂，脱除烟道气中的二氧化硫，脱硫剂与烟气逆流经过脱硫塔，净化后的烟气由脱硫塔顶部出来经烟囱达标排放。
本装置的主要任务是使烟气中的二氧化硫和烟尘达标排放。
2、除尘脱硫系统流程与启动前的检查：2.1、气路：检查烟气管道系统，脱硫塔设备本体各部完好。
2.2、液路：液路分为脱硫液循环系统，脱硫液再生系统，脱硫副产物除渣系统及补充碱液和补充石灰乳液系统2.2.1、脱硫液循环系统：由脱硫液（碱液），清水池和循环水泵组成，将现场制备的碱液利用碱液蝶阀靠时间自动控制加入清水池，清水池内的脱硫液经循环水泵打入脱硫塔进行烟气脱硫除尘，脱硫液由塔底出来经过水沟进入再生池（曝气池）。
在加热炉运行时循环水泵24小时循环运转。
启动前检查脱硫液（碱液）制备罐，碱液搅拌机，碱液蝶阀，脱硫液输送管道系统，循环水泵，循环水泵的进水与出水管道各部是否完好，检查回水沟和循环水池，必须保证沟内，池内无杂物。
2.2.2、脱硫液再生系统：由再生池（曝气池），沉淀池，曝气系统组成，从塔底出来的脱硫液进入再生池，将现场制备的石灰乳由PH自动控制仪控制石灰乳液蝶阀加入到曝气池，开启曝气系统（启动罗茨风机）与脱硫后的脱硫液充分混合再生，使脱硫后的溶液得到再生，再生液自流入沉淀池彻底沉淀，上部清液进入清水池循环再利用。
太钢烧结机烟气脱硫脱硝工艺
1、脱硫设备
序
设备名称
号
1
吸咐塔
2
解析塔
3
增压风机
4
链式输送机
5
旋转阀
6
振动筛
7
挡板阀
8
辅助风机
9
辊式给料机
10 热气发生器
11
电梯
四、主要设备
数量
6 1 1 3 24 1 17 8 39 1 1
说明 450 宽：9.28m，高：41.12m 由加热段及冷却段组成 8500kW 处理能力：28(40)t/h 处理能力：4(24)t/h 处理能力：20t/h 烟道及吸咐塔进出口 除尘、助燃、冷却、热气风机等
三、制酸工艺及原理
(一)、概述
• 烧结机烟气采用活性炭吸附脱硫脱硝工艺，活性炭 所吸附的气体经解析塔解析后排出的烟气中SO2含量 高，SO2体积比大于20%(干)。因此，可进行烟气制酸， 回收烟气中的SO2，生产浓度为98%的成品硫酸，彻底 治理SO2对环境的污染，变废为宝。
• 本烧结机富集烟气制酸采用技术先进、经验成熟的 喷淋塔+泡沫柱洗涤装置、3+1四段转化、一次干燥、 两次吸收的制酸工艺。
55kW/75kW
3、制氨设备
序 设备名称 号
1
液氨储罐
2 卸氨压缩机
3 无水氨蒸发器
4
氨稀释槽
5 氨气混合器
6
阻火器
7 氨气稀释风机
数量
2 2 2 1 1 1
1
说明
50m3 排气量：57.8m3/h，11KW
蒸发能力：400kg/h 容积12m3
氨：300(210)m3/h,空气：6700m3/h
63000Nm3/h 提升47.5m
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3）、脱硝 活性炭的脱硝反应包括与SCR脱硝同样的触媒反应和活性炭特有的还原反应。与 SCR 相比，因为能够在低温即烧结废气的温度领域进行脱硝处理，所以没有必要像 SCR一样加热废气，也不需要COG等加热源。这可以降低运行成本。活性炭的脱硝反
应如下所示。
①、SCR反应 活性炭有通常的Ti-V系金属触媒同样的作用，如下式所示NO被还原为N2。 NO + NH3 + 1/4O2 → N2 + 3/2H2O ②、Non-SCR反应 如上关于脱硫的说明，提供的NH3与被活性炭吸附的SO2反应，生成酸性硫氨或者 硫氨，称之为碱性化合物或者还原性物质，表示为下式的C…Red。活性炭在再生后， 在含有该碱性化合物的状态下循环至吸附反应塔，与废气中的NO直接反应还原生成
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5）、其他有害物质的除去 除上述物质以外，烧结废气含有少量的HCl(氯化氢)，
氟化氢（HF），SO3 (三氧化硫)等酸性气体。这些酸性气
体也通过吸附进行除去。而且，Hg（水银）这样的挥发性 重金属也被高效率地吸附除去。
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三、脱硫脱硝装置的设计条件
1、脱硫烟气成份如下表一（太钢450烧结）
项目 废气流量 废气压力 废气温度 煤烟 O2 CO2 CO N2 H2O SO2 SO3 NOx HCｌ HF PCDD/F Hg 单位 m3N-wet/h Pa ℃ mg/m3N-dry %-dry %-dry %-dry %-dry % mg/m3N-dry mg/m3N-dry mg/m3N-dry mg/m3N-dry mg/m3N-dry ng-TEQ/m3N-dry μg/m3N-dry 209 317 553 13 815 14.1 5* 138 100 14.4 6* 0.6 Balance 12 639 微量 260 40* 2.5* 1.5* 微量 FGD入口废气条件 最小值 最大值 1,444,000 平均值 1,369,000 500 135 90 14.3 设计值 1,444,000 500 138 100 14.4 6* 0.6 Balance 12 815 微量 317 40* 2.5* 1.5* 微量 备注 BUF Inlet BUF Outlet BUF Inlet
SO2 → SO2*
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②、化学吸附 A、SO2* + 1/2O2* → SO3* SO3* + nH2O* → H2SO4*(n-1)H2O
＊：为活性炭细孔内的吸附状态。
ｎ：根据废气中的水分，SO2浓度，废气温度的不同有所变化，但在通常的温 度下（100～150℃）可认为是2。 B、为促进脱硝反应以及维持活性炭的活性，需要进行加氨，如以下的化学反 应。是否作为NH4HSO4*或(NH4)2SO4*被吸附，由NH3与SO2的浓度比所决定。 H2SO4* + NH3 → NH4HSO4* NH4HSO4 *+ NH3 → (NH4)2SO4*
常温下均为固体，但在活性炭吸附层的温度范围（100～150℃），由
于各种浓度及蒸气压作用，作为固体状，雾状，或者气状存在。其中， 固体状与雾状的PCDD/F为附着或者吸附在废气中灰尘粒子表面的状态，
称之为灰尘状PCDD/F。因此，灰尘状PCDD/F通过活性炭移动层的过滤
集尘功能被除去，气状PCDD/F通过吸附被除去。 太钢着眼于未来，烧结在脱硫脱硝的同时，也可同时去除PCDD/F。
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脱硫脱硝使用 的活性炭外观如
图，平均直径为
9mm，长度为
10～15mm的圆
柱状活性炭。
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脱硫脱硝工艺流程图
吸附反应工艺
活性炭
分离/再生工艺
烧结废气
处理气体 烟囱 NH3
吸附塔
活性炭
副产品回收工艺
升压风机 SO2浓缩气体
副产品回收装置
清洁气体
分离塔
活性炭
筛分机
暃惗昳 硫酸 硫酸 石膏
副产品
COG
热风炉
烟尘回收
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2、处理技术的原理 1）、除尘 活性炭的除尘原理与普通的过滤除尘相同，通过冲撞， 遮挡以及扩散捕捉效果进行除尘。通常直径1μm以上的粒 子可通过冲撞效果进行捕捉。而不到1μm的粒子要通过遮 挡和扩散捕捉效果进行捕捉。
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2）、脱硫 硫化物的大部分是二氧化硫（SO2），通过物理吸附以及化学吸附 两种吸附方式进行。 首先，在范德瓦尔斯力以及化学亲和力的作用下，SO2由气相移动 至活性炭粒子表面后被捕捉（物理吸附）。然后，在活性炭细孔内被 氧化为SO3同时与一同吸附的H2O产生反应，作为H2SO4被捕捉（化学吸 附）。 ①、物理吸附
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450m2烧结脱硫脱硝于2010年8月31日投入运行，至今运行平稳。
本文首先就使用活性炭脱硫脱硝技术进行说明，然后对450m2烧
结机干式脱硫脱硝装置原理说明、性能数据及物料消耗进行分析。
附图：脱硫脱硝装置全景图
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450m2烧结脱硫脱硝装置全景图
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二、烧结活性炭脱硫脱硝技术
1、工艺概要 活性炭干法脱硫脱硝系统共分为七个子系统，包括 除尘系统，卸灰系统，吸附、解析及活性炭运输系统， 活性炭补给系统，热循环及富SO2输送系统、烟气系统 以及注氨系统。 烧结废气中的有害杂质，通过吸附塔吸附，可去除 粉尘、重金属、 SO2、 NOX；解析塔可去除二噁英 、并 将富集SO2输送到制酸系统，生产98%浓硫酸 。
成严重污染。为改善环境质量，严格控制工业污染，太钢450 m2烧结机配套脱 硫脱硝装置。
脱硫脱硝装置采用日本住友重机械工业株式会社的活性炭移动层方式的 干式脱硫脱硝装置，吸附塔的详细设计以及吸附塔的移动单元、解析塔制造 由住友重机械负责，太钢进行土建、电气、设备、工艺、自动化编程、能源 介质、总图布置、建设与安装等整套工程集成。 制酸由中国瑞林工程技术有限公司设计，氨站由广州天赐三和环保工程 有限公司设计，施工由山西钢铁建设有限公司完成。 采用活性炭吸附工艺：脱硫、脱硝、脱二噁英、脱重金属、除尘五位一 体，其副产品制备浓硫酸，在国内烧结行业为首例。
N2。该反应为活性炭特有的脱硝反应，称为Non-SCR反应。
NO + C…Red → N2
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4） 脱除PCDD/F（二噁英） 作为毒性对象的PCDD/F，包括7种 PCDDs （Polychlorodibenzo pdioxins）与10种PCDFs(Polychlorodibenzo furans)，共计17种。在
太钢炼铁厂烧结烟气脱硫脱硝
述
录
二、烧结活性炭脱硫脱硝技术 三、脱硫脱硝装置的设计条件 四、活性炭脱硫脱硝实际运行效果 五、结束语
2
一、概 述
太钢炼铁厂烧结在物料焙烧时产生大量的废气（SO2、NOx、烟尘等）， 450m2烧结机，SO2年排放总量为6821吨，NOX年排放总量为2774吨，对环境造