文 _ 郭厚焜 福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司

隨著國家排放標(biāo)準(zhǔn)對NOX限量排放的要求越來越高，自2015年燃煤電廠開始實(shí)行超低排放以來，鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)煙氣治理與控制也日益規(guī)范與嚴(yán)格。2017年6月，為了加快改善空氣質(zhì)量，國家環(huán)保部發(fā)布《鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB28662-2012修改單，進(jìn)一步嚴(yán)格燒結(jié)球團(tuán)的排放標(biāo)準(zhǔn)。修改包括出口污染物限值調(diào)整為顆粒物20mg/Nm3、二氧化硫50mg/Nm3、氮氧化物100mg/Nm3，并將于2019年1月開始執(zhí)行。而目前燒結(jié)機(jī)的NOX的排放濃度大致在250～350mg/Nm3，對即將執(zhí)行的100mg/m3新標(biāo)準(zhǔn)，增設(shè)煙氣脫硝裝置勢在必行。

現(xiàn)有燒結(jié)煙氣主流脫硝技術(shù)，主要指活性焦脫硝工藝和選擇性催化還原（SCR）脫硝工藝。然而其技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜，整體投資成本及運(yùn)行成本高，且占地大。因此，現(xiàn)有燒結(jié)裝置新增這兩種脫硝工藝勢必會大幅增加成本，而且改造難度大。為解決此難題，龍凈環(huán)保基于自主研發(fā)的COA（循環(huán)氧化吸收）協(xié)同脫硝工藝，針對燒結(jié)、球團(tuán)煙氣的中煙氣量大、NOX平濃度高、含濕量大等特點(diǎn)，對現(xiàn)有COA協(xié)同脫硝進(jìn)行進(jìn)一步升級提升，從而優(yōu)化成可適用于燒結(jié)、球團(tuán)煙氣的高效協(xié)同脫硝技術(shù)。在上海寶鋼梅山鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠三號180m2燒結(jié)機(jī)應(yīng)用后取得顯著成效。COA協(xié)同脫硝工藝技術(shù)依托現(xiàn)有梅鋼三號180m2燒結(jié)機(jī)尾部的LJS燒結(jié)煙氣干法脫硫裝置，在現(xiàn)有脫硫塔內(nèi)部即可實(shí)現(xiàn)同時脫硫脫硝。系統(tǒng)簡潔、占地小，相比于其它脫硝工藝，在實(shí)現(xiàn)排放指標(biāo)的同時，可大大減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。

1 項(xiàng)目設(shè)計

1.1 工藝流程

梅鋼三號燒結(jié)機(jī)COA協(xié)同脫硝系統(tǒng)采取“一機(jī)一塔”的配置方案，從180m2燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)出口抽取煙氣進(jìn)入脫硝裝置，凈化裝置相對獨(dú)立。煙氣凈化流程為“廠區(qū)氧氣管道→臭氧發(fā)生器→臭氧噴射系統(tǒng)（與煙氣充分混合）→吸收塔（協(xié)同氧化吸收）→布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪排放”。工藝流程見圖1。

COA協(xié)同脫硝系統(tǒng)依托現(xiàn)有的LJS燒結(jié)煙氣干法脫硫吸收塔，通過臭氧發(fā)生器制備出臭氧，在煙道內(nèi)與燒結(jié)煙氣充分混合，將絕大部分NO氧化成NO2、N2O4、N2O5等高價態(tài)氮氧化物，然后進(jìn)入吸收塔內(nèi)與堿性鈣基吸收劑發(fā)生中和反應(yīng)從而完成脫硝過程。

圖1 梅鋼三號燒結(jié)機(jī)COA協(xié)同脫硝工藝流程圖

1.2 主要設(shè)計參數(shù)

梅鋼三號180m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫原采用LJS燒結(jié)煙氣干法脫硫工藝，后進(jìn)行脫硝改造，采用COA協(xié)同脫硝工藝，一機(jī)一塔布置。由于為改造項(xiàng)目，場地十分緊張。

COA脫硝裝置系統(tǒng)簡單，氧化劑噴射裝置布置在吸收塔進(jìn)口煙道。主要設(shè)備為發(fā)生器和冷卻水系統(tǒng)及配套電源，統(tǒng)一布置在脫硫島附近狹小空地，占地面積約15m×13m。按工藝要求集中布置，各設(shè)備的平面和空間組合，既做到工作分區(qū)明確，又做到合理、緊湊、方便。外觀造型協(xié)調(diào)、整體性好，并與燒結(jié)廠的其它建筑群體相協(xié)調(diào)，同時最大限度地節(jié)省用地。圖2為梅鋼三號燒結(jié)機(jī)COA脫硝+干法脫硫裝置三維效果圖。

圖2 梅鋼三號燒結(jié)機(jī)COA脫硝+干法脫硫裝置三維效果圖

表1 梅鋼三號180m2燒結(jié)煙氣COA脫硝工藝設(shè)計參數(shù)

2 項(xiàng)目運(yùn)行情況

梅鋼三號燒結(jié)機(jī)COA協(xié)同脫硝項(xiàng)目的建設(shè)周期為6個月。于2017年11月中旬完成了設(shè)備安裝工作，進(jìn)入設(shè)備調(diào)試中，并于11月底一次投運(yùn)成功。實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，原煙氣經(jīng)過COA協(xié)同脫硝后，NOX濃度從250～300mg/Nm3脫除至80mg/Nm3以內(nèi)，脫硝效率高達(dá)75%以上。系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計要求，NOX排放值也優(yōu)于最新燒結(jié)球團(tuán)排放新標(biāo)準(zhǔn)要求。

COA協(xié)同脫硝系統(tǒng)168h連續(xù)運(yùn)行期間，通過分析儀表在LJS燒結(jié)煙氣干法脫硫裝置進(jìn)口及尾部出口對NOX氧化及吸收情況進(jìn)行檢測，測試結(jié)果如圖3曲線圖所示。測試結(jié)果可見，經(jīng)吸收塔內(nèi)氧化吸收后，尾部出口NO2濃度僅為0～6mg/Nm3，而NO濃度在40～60mg/Nm3，整體NO吸收效果很好，NO2吸收達(dá)到99%以上。

圖3 168h運(yùn)行期間進(jìn)出口NOX濃度曲線圖

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)梅鋼三號燒結(jié)COA協(xié)同脫硝系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果，總結(jié)該項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，分析見表2。

由表2可見，COA協(xié)同脫硝裝置的運(yùn)行成本主要體現(xiàn)在電耗及氧氣耗量方面，在不考慮折舊費(fèi)用下，其噸礦成本僅為4.4元，再加上LJS燒結(jié)煙氣干法脫硫裝置噸礦成本為5.6元左右，即脫硫脫硝噸礦運(yùn)行成本僅為10元左右。而現(xiàn)有的活性焦吸附煙氣脫硫脫硝工藝其總噸礦成本在17～19元，可見采用LJS燒結(jié)煙氣干法脫硫裝置配套增設(shè)COA協(xié)同脫硝裝置不僅能夠確保排放滿足最新燒結(jié)球團(tuán)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，同時投資及運(yùn)行費(fèi)用相比現(xiàn)有引進(jìn)國外技術(shù)的活性焦吸附煙氣脫硫脫硝工藝由大幅的降低。

表2 梅鋼三號燒結(jié)機(jī)COA協(xié)同脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表

4 結(jié)束語

梅鋼三號180m2燒結(jié)機(jī)煙氣COA協(xié)同脫硝裝置是目前國內(nèi)外成功投運(yùn)的第一套燒結(jié)配套COA協(xié)同脫硝系統(tǒng)。實(shí)踐證明，COA協(xié)同脫硝裝置配套現(xiàn)有LJS干法脫硫裝置可實(shí)現(xiàn)同步脫硫脫硝，且完全可以滿足現(xiàn)有最新《鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求。其協(xié)同脫硝效率高達(dá)75%以上，NOX排放小于100mg/Nm3。裝置系統(tǒng)簡介、占地小，在實(shí)現(xiàn)排放指標(biāo)的同時，可大大減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。

[1] GB28662-2012,鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)修改單[S].

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[3] 周立榮，高春波，楊石玻. 鋼鐵廠燒結(jié)煙氣SCR脫硝技術(shù)應(yīng)用探討[J]. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014，（6）:33-36.

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