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烧结烟气臭氧脱硝工艺设计

日期:2019-06-04 09:20 作者: 阅读

导言

在工业出产进程中,有许多的烟尘和废气发生,在废气中含有许多的NOX,SO2和CO2等气体,其间氮氧化物主要为NO和NO2,一般把这两种氮氧化物称为NOX,其间NO含量占90%以上。NO尽管毒性不大,但是高浓度的NO会引起神经中枢障碍,而且它很容易转化为剧毒的NO2;NO2是棕色气体,有特殊的刺激性臭味,被吸入肺后能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸,严峻时会引起肺气肿。在大气中的氮氧化合物抵达100×10-6~150×10-6的高浓度时,人接连呼吸30~60min便会中毒。别的,NOX也会危害动、植物,破坏臭氧层,是引起温室效应和酸雨的主要物质之一。因此,展开对NOX排放的办理具有极其重要的含义。

1烧结烟气的特征

烧结进程是一个高温燃烧条件下的杂乱物理、化学进程,被抽入料层的空气与混合猜中的燃料发生燃烧反应,燃烧释放的热量保证烧结物理、化学进程的进行,燃烧的烟气作为废气排放。烧结烟气比较于其他工业炉窑发生的烟气有如下特征:

(1)烟气量大。每出产1t烧结矿大约发生1500~3000m3的烟气。

(2)烟气温度改变大,一般在110~150℃规划不坚定。

(3)烟气携带粉尘较多,烟气中粗颗粒粉尘较多,粒径大于50μm的占30%以上。

(4)含湿量大,露点较高。按体积比计算,含湿量在10%左右,露点一般在65~80℃。

(5)烟气中含有腐蚀性和有毒气体,如HF,HCl,CO气体等。

(6)SO2和NOX浓度随铁矿质料和燃料的差异改变,SO2浓度一般在600~1000mg/m3规划内,或许高达2000~4000mg/m3;NOX浓度一般在200~350mg/m3规划内改变,最高抵达600mg/m3左右。

(7)烟气的含氧量较高,一般在14%~17%。

2NOX的脱除方法及特征

2.1常用的脱硝工艺方法

NOX气体的办理常选用恢复法、氧化法和吸附法。

(1)恢复法:一般选用NH3恢复法;分为选择性催化恢复(SCR)和选择性非催化恢复(SNCR),利用恢复剂将NOX转化为N2排空。近年来,燃煤电厂许多运用选择性催化恢复法(SCR法),脱硝功率抵达85%以上,而且工作费用较低,但要求烟气的温度较高,一般需大于280℃。

(2)氧化法:一般选用臭氧氧化法,是利用氧化剂将NOX转化为N2O5进而用水吸收生成硝酸盐,典型的工艺进程是低温氧化工艺(LOTOX);其脱硝功率较高,能够抵达85%以上,但电耗较高,致使工作费用高。此方法适合于小规划的烟气脱硝,或许其他方法难以实现的脱硝场合。

(3)吸附法:分为活性炭法和活性焦法,选用活性炭或活性焦吸收烟气中的有害物质,一般用于同时脱除烟气中的SO2和NOX。这种方法需配套制酸系统,出资较高,工作本钱高。

2.2脱硝方法的比较

(1)SCR法:因为烧结烟气的温度较低,处理时需要对烟气进行加温,尤其是关于现有的湿法脱硫烟气,所需加热燃料十分多,然后导致脱硝燃料本钱大幅添加,企业难以承受。

(2)活性炭吸收法:因为活性炭吸收后需解吸制酸,需配套制酸系统,因此出资较大;从现已投产的设备工作情况看,所出产的酸产品含杂质较高,销价较低,工作费用高;别的还存在着着火问题,一旦着火会造成巨大的丢掉,关于中、小企业来说,经济上很难承受。

(3)臭氧氧化法:烧结烟气的NOX中95%为NO,而NO难溶于水,通过O3将NO氧化成NO2,然后通过碱液吸收生成硝酸盐,然后脱除烟气中的NOX。

现在大部分烧结厂的烟气NOX含量处于标准的临界点,在烧结出产进程中呈现超标现象,但超越排放答应值并不多,所需要脱硝的量较少,因此选用臭氧氧化法脱硝是适宜的。

3脱硝规划及实施

3.1规划的参数根据

以360m2烧结烟气脱硝为例,烧结初始烟气的NOX浓度为320mg/m3(10.67mol/m3),SO2浓度为800mg/m3(12.5mol/m3),含尘量为50mg/m3,烟气量为110万m3/h;脱硝后的烟气NOX浓度为270mg/m3(9mol/m3,国家排放标准为300mg/m3)。

3.2臭氧脱硝原理

脱硝化学反应式如下:

O3+NO=NO2+O2

O2+2NO2=2NO3

NO2+NO3=N2O5

N2O5+H2O=2HNO3

在脱硝工艺中,臭氧与NO发生等摩尔反应。

别的当烟气中含有SO2,还会发生如下的反应:

O3+SO2=SO3+O2(在无催化剂情况下,臭氧脱除SO2功率较低)

3.3臭氧量的选择

初始烟气中的NOX摩尔浓度为:10.67mol/m3,SO2摩尔浓度为:12.5mol/m3,脱硝后的烟气的NOX摩尔浓度为:9mol/m3,所消耗的臭氧量为3.5mol/m3。实际需要的脱硝功率为:(10.67-9)/10.67=15.6%3.3.1烟气反应时间的影响一般吸收塔内的烟气流速为3~4m/s,臭氧的有用活动间隔约为20~30m,因此臭氧在烟气中的停留时间约为:6~10s,取停留时间为8s

 

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