中晶技術(shù)｜減污降碳背景下 燃氣鍋爐煙氣脫硫技術(shù)怎么選？
一、前言
隨著鋼鐵行業(yè)進入到綠色低碳循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵時期，為了對低熱值高爐煤氣實現(xiàn)高效再利用，很多鋼鐵廠建立了燃氣發(fā)電機組。燃氣鍋爐是燃氣發(fā)電機組中的關(guān)鍵設(shè)備。高爐煤氣可應(yīng)用于燃氣爐、熱風(fēng)爐、加熱爐、石灰窯、燒結(jié)等工藝過程中。其應(yīng)用于燃氣爐發(fā)電時，會產(chǎn)生SO2、NOx、粉塵等大氣污染物，這些污染物的排放會對環(huán)境造成污染。
2019年4月，生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，對包含鋼鐵企業(yè)自備電廠燃氣爐在內(nèi)的所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污染物超低排放指標限值定為：二氧化硫、氮氧化物、顆粒物排放濃度小時均值分別不高于35,50,5 mg/Nm3；2021年7月，全國碳交易市場正式啟動，它將碳排放內(nèi)化為企業(yè)經(jīng)營成本的一部分，交易形成的碳排放價格會引導(dǎo)企業(yè)選擇成本最優(yōu)的減碳技術(shù)。由此可見，鋼鐵企業(yè)實行減污降碳協(xié)同治理已成必然之選。
鋼鐵企業(yè)自備電廠
當前普遍采用的燃氣鍋爐脫硫技術(shù)有以下幾種，在煙氣治理中均存在各自的優(yōu)缺點。
①以石灰石石膏法為代表的濕法脫硫技術(shù)。該技術(shù)對煙氣負荷適用性強、脫硫副產(chǎn)物可綜合利用，但存在廢水排放、設(shè)備腐蝕、占地面積大等問題。
②以CFB、SDA脫硫技術(shù)為代表的半干法脫硫技術(shù)。該技術(shù)在應(yīng)用中無廢水產(chǎn)生、無腐蝕性，但前者存在脫硫灰處置困難、利用率低，后者存在一次投資費用高的問題。
③以SDS為代表的干法脫硫技術(shù)。該技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定可靠、一次投資費用低、設(shè)備占地面積小，但由于采用NaHCO3作為脫硫劑，在脫硫劑的制備及煙氣脫硫治理過程中碳排放問題均較為嚴重。
為幫助鋼鐵企業(yè)在燃氣爐使用過程中更好的解決減污降碳問題，中晶環(huán)境科技股份有限公司推出了禧德?干法固定床一體化煙氣治理技術(shù)（FGD）。
二、禧德?干法固定床一體化煙氣治理技術(shù)（FGD）
中晶環(huán)境結(jié)合國內(nèi)外鍋爐煙氣脫硫脫硝的特點，研發(fā)出了具有多項自主知識產(chǎn)權(quán)的禧德?干法固定床一體化煙氣治理技術(shù)。該技術(shù)采用M?系列脫除劑來進行煙氣脫硫脫硝治理，還可一次性脫除煙氣中的VOCs、二噁英、汞、氟等污染物。
2.1 脫硫/脫硝原理
禧德?干法固定床煙氣治理技術(shù)（FGD）分為對流工藝/錯流工藝兩種形式。禧德?固定床裝置主要采用模塊化設(shè)計，由多個固定床吸收倉單元構(gòu)成。固定床吸收倉呈圓柱體，內(nèi)部填充吸收劑，煙氣由底部進入，自下而上/從左（右）到右（左）與煙氣充分接觸后，潔凈的煙氣由頂部排出。倉頂設(shè)有吸收劑緩存室，通過管道落料到床體內(nèi)，倉底設(shè)有隔氣卸料閥，將底部先吸收飽和的廢料排出倉外，物料在倉內(nèi)自上而下?lián)Q料，與煙氣逆向接觸，提高了煙氣治理效率。
2.2 工藝流程
工藝流程圖
2.3 M?系列脫除劑
禧德?干法固定床煙氣治理技術(shù)采用的M?系列脫除劑是由專利配方的多孔吸附+催化劑材料復(fù)合制備而成，制備過程中不會產(chǎn)生碳排放；它能夠匹配多種工況條件，可用于加熱爐、熱風(fēng)爐、燃氣鍋爐、高爐等常規(guī)設(shè)備的煙氣脫硫脫硝治理，治理過程無碳排；相較于傳統(tǒng)的脫硫脫硝劑，它在可實現(xiàn)超低排放的同時，還具有吸附容量更大、強度更高、耐久性與持久性更好的特點；副產(chǎn)物以鈣基、硅基材料為主，粉碎研磨后可作為水泥生料的原料摻入。綜上所述，禧德?固定床煙氣治理技術(shù)在污染物治理效率、減少碳排放、副產(chǎn)物的處理等方面均有較大的優(yōu)勢及前瞻性。
M?系列脫除劑
2.3.1脫硫反應(yīng)方程式
2.3.2M?系列脫除劑主要特點
（1）脫除效率更高
因其硫容、硝容更高，所以對二氧化硫、氮氧化物的初始濃度適應(yīng)性更強。在二氧化硫入口1000mg/Nm3，氮氧化物300mg/Nm3的煙氣條件下，M®系列脫硫脫硝劑及其技術(shù)可達到近零的脫除效率(脫硫效率≥95%,脫硝效率≥95%)。
（2）應(yīng)用方式更靈活
M®系列脫硫脫硝劑在應(yīng)用方式上更為靈活，可用于煤氣發(fā)生爐、熱風(fēng)爐、燃氣鍋爐、焦爐，另外也適用于石油、石化等脫H2S領(lǐng)域。在安裝形式上，既能在固定床上使用，也能在活動床上使用。
（3）成本更低
以在加熱爐、熱風(fēng)爐、煤氣鍋爐煙氣治理中為例，M®系列脫硫脫硝劑可保證使用1年以上，相比于目前市場上脫硫脫硝劑三個月或六個月更換一次，使用壽命更長，效果更持久，治理成本相較于其他材料或工藝具有較大優(yōu)勢。
（4）三“零”標準：零廢水、零固廢、零風(fēng)險
①零廢水：全干式的反應(yīng)環(huán)境，無水消耗，采用微波振打解析，且解析過程不產(chǎn)生廢水。
②零固廢：治理后的副產(chǎn)物可采用混燒或建材資源化進行處置。若企業(yè)有生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要堿性材料，可摻燒后用于生產(chǎn)過程的脫硫;也可資源化后用于生產(chǎn)高等級建筑材料或用于攪拌站作膠凝材料、水泥添加劑使用。
③零風(fēng)險：M®系列脫硫脫硝劑主料由不燃無機材料組成，全過程無需氮氣保護，上料、換料全自動化，做到運行過程100%無安全風(fēng)險。
2.4 禧德®固定床煙氣治理技術(shù)優(yōu)勢
①禧德®固定床煙氣治理技術(shù)可實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝治理，脫除效率可達95%以上。
②采用的特制脫硫脫硝劑由專利配方的多孔吸附+催化劑材料復(fù)合制備而成，制備過程及在煙氣治理過程中都無碳排放。
③干法脫硫，無廢水、無設(shè)備腐蝕、溫降小，可進行余熱回收。
④設(shè)備數(shù)量少，靈活布置，占地面積小、一次投資少。
⑤脫硫副產(chǎn)物以鈣基、硅基材料為主，可作為水泥生料的原料摻入，利用效率高。
三、案例分享——無錫新三洲特鋼有限公司90t/h燃氣鍋爐煙氣脫硫除塵項目
2018年無錫新三洲特鋼有限公司為使燃氣鍋爐脫硫達到超低排放標準，對鋼鐵廠燃氣鍋爐進行了脫硫技術(shù)改造。在經(jīng)過認真對比后，最終選擇了中晶環(huán)境禧德?干法固定床煙氣脫硫技術(shù)。
該技術(shù)采用特制M?系列脫硫劑對煙氣進行脫硫治理，在二氧化硫入口數(shù)值為120-150mg/Nm3狀態(tài)下，可實現(xiàn)二氧化硫出口排放數(shù)值低于20mg/Nm3。除了具有較高脫硫效率外，該技術(shù)還具有無廢水、無腐蝕性、脫硫副產(chǎn)物利用率高、無碳排放、設(shè)備數(shù)量少，一次投資低等技術(shù)特點。
完工后項目現(xiàn)場
運行畫面及運行數(shù)據(jù)
四、結(jié)語
除無錫新三洲禧德?干法固定床脫硫項目外，此技術(shù)還在鞍鋼西部電站煤氣爐、鞍鋼北部電站煤氣爐及福建三寶鋼鐵煤氣發(fā)電鍋爐脫硫項目中得以成功應(yīng)用。禧德?干法固定床煙氣治理技術(shù)在煙氣治理過程中可獲得較高的脫硫效率（95%以上），在實現(xiàn)超低排放的基礎(chǔ)上，較好解決了燃氣鍋爐在脫硫過程中存在的有廢水、設(shè)備腐蝕、占地面積大、脫硫灰處置困難、碳排放等問題。在減污降碳的大背景下，中晶環(huán)境禧德?工藝可為鋼鐵企業(yè)提供前端治理工藝—禧德?煤氣精脫硫技術(shù)（CGD）、后端治理工藝—禧德?干法固定床煙氣治理技術(shù)（FGD）和全流程減污降碳治理方案，助力鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量綠色發(fā)展。
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