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活性炭烟气净化技术汇报单位：邯郸钢铁集团设计院有限公司二O一六年九月邯郸钢铁集团设计院有限公司烧结烟气的特点1.烟气量大：4000～6000m3/t.s。2.烟气温度较高：130±10℃。3.烟气挟带粉尘多。4.含湿量大：10%左右。5.含有腐蚀性气体：HCL、HF、SO3等。6.SO2浓度低：1000～1500mg/Nm3。烧结烟气净化常用方法湿法：石灰-石膏法半干法：循环流化床SDA法烟气治理工艺发展趋势由湿法向干法转变由单一污染物去除向多种污染物协同处理转变由单纯脱除污染物，向资源回收利用转变*活性炭净化技术是烧结烟气净化的发展方向*标准SO2NOx机头机尾氟化物二噁英现有企业18030050304.00.5新建企业16030040204.00.5特别排放16030040204.00.5烧结机烟气参数条件序号污染物项单位入口值出口值备注1烟气量Nm3/h2烟气温度℃130±403颗粒物mg/Nm3≤50≤204SO2mg/Nm3≤1200≤5055NOxmg/Nm3≤400≤120706HClmg/Nm37氟化物)mg/Nm3≤10≤48二噁英ng/m3N-TEQ≤0.59烟气含氧量%13.5～1710烟气含水率%10.8活性炭烟气净化技术一、活性炭的特性二、活性炭的净化原理三、活性炭净化技术的发展四、交叉流与逆流的对比五、逆流吸附塔结构汇报提纲活性炭特性HOK(hearthfurnacecoke)InnerSurface:300m²/gFAK(formactivatedcoke)InnerSurface:Upto2.000m²/g活性炭移动层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。同时，因为通过烧结机头电除尘器进行静电凝集，粒子直径变大，可以得到高于理论值的除尘效果。粉尘、重金属①物理吸附SO2→SO2*②化学吸附SO2*+1/2O2*→SO3*+nH2O*→H2SO4*(n-1)H2OH2SO4*+NH3→NH4HSO4*+NH3→(NH4)2SO4*③再生反应2H2SO4+C=2SO2+CO2+2H2ONH4HSO4=SO2＋2H2O＋1/3N2＋1/3NH3脱硫脱硫①、SCR反应活性炭有Ti-V系金属触媒同样的作用，使NO被还原为N2。NO+NH3+1/4O2→N2+3/2H2O②、Non-SCR反应活性炭再生时会生成还原性物质，表示为C…Red。循环至吸附塔，与废气中的NO直接反应还原生成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脱硝烟气中尘态二噁英在吸附塔内被活性炭移动层的过滤集尘功能捕集，气态的二噁英被活性炭吸附。吸附了二噁英的活性炭在解析塔内加热到400℃以上，在催化剂的作用下将苯环间的氧基破坏，使二噁英发生结构转变裂解为无害物质。DIOXIN類の分解試験結果1020304050607080901000.00.51.01.52.0加熱時間(h)分解率(%)450℃440℃430℃420℃410℃400℃二噁英除上述物质以外，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，像Hg（水银）这样的挥发性重金属也被高效率地吸附除去。其他物质国内几种典型活性炭净化技术日本住友结构（太钢2010、宝钢、湛江2015）上海克硫结构（联峰2015、日钢2016）欧州逆流结构（韩国现代2013、邯钢2016）前通道：主要除尘中通道：主要脱硫脱硝后通道：脱硝除尘。住友结构太钢（住友）单一通道上段：脱硝段下段：脱硫段克硫结构交叉流与逆流技术的技术对照CSCR技术的演变历程该工艺的发展经历了两个阶段，在十九世纪60年代，选用了进入吸附塔的烟气流向与活性炭在吸附塔中的流向相互垂直的工艺（垂直流工艺）由于垂直流工艺存在一系列问题，在十九世纪80年代，发展出一种烟气与活性炭在吸附塔内逆向流动的工艺（逆流工艺）CSCR技术的演变历程第一代交叉流活性炭吸附技术第二代逆流活性炭脱硫脱硝技术第二代活性炭烟气逆流选择催化还原活性炭脱硫脱硝CSCR技术由奥地利英特佳公司引进，技术水平国内领先国际流行。该技术在奥地利有多年应用经验，并且已经在韩国现代钢铁相近规模的烧结气脱硫脱硝上应用。关键设备吸附反应器采用专利技术。在一套装置中完成吸附和催化还原反应过程。吸附剂和催化剂选用特殊性能的活性炭，烟气自下而上，活性炭自上而下，两者逆流接触，活性炭连续地从吸附塔底部排出，输送到解析塔进行解吸，解吸后的活性炭再进入系统循环使用。用氨气作为还原剂，在活性炭的催化下进行脱硝。项目实施后可以同时脱除硫、硝、二噁英和重金属，且能回收硫资源制得浓硫酸产品，满足国家和地方排放要求。主要工艺流程来自烧结机主抽风机的烟气，通过两台平行变频增压风机增压后进入吸附塔脱硫床层脱硫，然后在脱硫床层后中间气室与雾态氨水混合，再穿过脱硝床层进行脱硝，烟气中的污染物被活性炭层吸附或催化反应生成无害物质，达到排放标准后通过主烟囱排入大气；活性炭由塔顶加入到吸附塔脱硝段，并在重力和塔底出料装置的作用下向下移动依次通过脱硝段和脱硫段。吸收了SO2、NOx、二噁英、重金属及粉尘等的活性炭先经过筛分，筛上的大颗粒活性炭通过链斗输送机输送到解析塔进行解吸，活性炭吸附的SO2被解吸出来送往制酸系统制成98%浓硫酸，解吸后的活性炭出解析塔后经风筛和振动筛筛除粉尘后，通过链斗输送机输送到吸附塔循环使用，从而完成整个系统的物料循环过程，新活性炭通过新活性炭仓经振动给料机加入到系统中，用于补充系统损失的活性炭。筛下的小颗粒活性炭、粉尘送入粉仓，经气力输送装置输送至烧结配料室作为燃料使用。脱硫脱硝装置分为独立的两个系统，以增加系统的可靠性。解析塔100%备用，正常生产时低负荷操作，一台检修时另一台可以处理全部需再生的活性炭。用焦化蒸氨装置生产的18%-25%的浓氨水作为脱硝剂，节省占地并且安全性好。硫酸装置生产的98%硫酸送焦化装置硫铵工段做原料。逆流吸附塔结构主要优点保证完全饱和吸附的活性炭及时排出均匀的气流保证活性炭与烟气之间平等的反应时间相同的下降速度使得更高SO2吸附比例和更低的压降。灵活的床层高度可以适应变化的烟气条件。更高的AC吸附因数，更低的运行成本（AC消耗、循环量、能耗）。出口SO2低于5mg/Nm3。更高的脱硝率90%。非常安全、节省占地、维护费用低。没有不稳定的气流。单层模块双层模块双层模块组合活性炭净化工业流程入口烟气新活性炭脱硝段喷氨解析塔制酸浓H2SO4活性炭粉脱硫段增压风机出口烟气循环活性炭增压风机及烟道温度控制：喷水降温比开冷风阀可减少入塔烟气量。烟气温度控制吸附模块的组合活性炭解析流程并流型分离塔HeaterＮ2Ｎ２冷却空气活性炭加热气体分配器加热器冷却器活性炭加热气体分离气体冷却空气H2SO4=SO3+H2O在620K附近2SO3+C=2SO2+CO2在670K附近SO3+C=SO2+CO在1070K附近解析塔结构吸附塔解析塔AC仓活性炭输送机140-200℃汽化器氨水罐压缩空气空气氨水系统(20%)采用两级动力波+填料冷却塔洗涤+两级电除雾净化、3+1两次转化、两次吸收的制酸工艺净化率98.5%转化率99.7%吸收率99.9%成品酸：1.5万吨/年，98%酸，一等品制酸系统制酸系统主要系统组成该工程包括：烟气系统、吸附系统、烟囱、解吸系统、活性炭输送系统、活性炭卸料存贮系统、氨水供应系统、制酸系统及配套公辅系统。主要系统组成吸附系统吸附塔是整个烟气净化的关键设备。SO2、NOx、二噁英、重金属及粉尘等污染物的吸附全部在吸附塔内完成。每套吸附系统主要设备从上至下有活性炭密封阀、吸附塔活性炭料仓、活性炭料仓支管密封阀、活性炭吸附模块料斗、活性炭吸附模块、活性炭排料设备、活性炭下料仓、活性炭下部密封阀等。吸附塔设计使用寿命不低于20年。每台烧结机设置2套吸附系统，每套吸附系统由32个脱硫模块和32个脱硝模块组成，每两个脱硫模块和脱硝模块叠加布置形成一个“双层模块”，每2个双层模块组成一个“单元”，每列有4个“单元”，共有ABCD4列，每2列组成一套吸附塔，处理1路烟气。解吸系统解析塔同样为整个烟气系统的关键设备。解析塔将吸附了污染物的活性炭重新活化循环使用。解吸系统由上至下主要有缓冲仓、活性炭密封阀、解析塔预热段、加热段、排气段、冷却段、排料装置、活性炭密封阀等。加热段与冷却段均为列管换热器。解析塔设计使用寿命不低于20年。每台烧结机设置2套解吸系统。活性炭在解析塔预热段加热到解吸温度约400℃左右，并通入N2，保证活性炭与空气隔绝，避免活性炭燃烧。活性炭在加热段保持3小时以上，被活性炭吸附的SO2被解吸出来，与保护气体N2混合形成富含SO2的气体（SRG），SRG在脱气段送至制酸系统制取浓硫酸，二噁英在高温环境下，在活性炭的催化作用下促使其苯环间的氧基破坏，裂解为无害物质。每座解析塔解吸所需热量由一台加热炉提供，系统启动时，由焦炉煤气点火并保持长明火状态。燃烧采用高炉、焦炉混合煤气，高、焦混合煤气在加热炉内燃烧后，热烟气进入解析塔的壳程，通过换热管间接加热活性炭。解析塔具有气密性，每个部分内部也彼此气密，并且具有可靠的防止活性炭自燃设计。活性炭能够在加热段完全解吸，冷却段采用风冷。解析塔加热、冷却工艺过程中，冷却风来源于大气，冷却换热后空气用于加热炉的助燃空气来源，多余部分放散。CSCR装置净化效果经过CSCR装置净化后，烟气中污染物排放将达以下指标：1）烟气中SO2排放浓度：≤50mg/Nm3；2）烟气中NOx排放浓度：≤120mg/Nm3；3）粉尘排放浓度：≤20mg/Nm3；4）二噁英当量排放浓度：≤0.5ngTEQ/m3。5）工作环境中粉尘浓度：≤8mg/Nm³施工现场图片（吸附塔下部结构）4月施工现场图片（第一块模块吊装）5.8施工现场图片（吸附塔模块吊装中…）5.24施工现场图片（吸附塔模块吊装中…）6.10施工现场图片（吸附塔模块吊装中…）6.17施工现场图片（最后一块模块）8.6烟气净化设施三维图(韩国现代)烟气净化设施三维图(邯钢)