系列報道 || 福建龍凈實施的陜西龍鋼燒結干法脫硫脫硝實現“減污減碳、協同治理”


鋼鐵燒結脫硫脫硝,是鋼企減污降碳的重點

我國是世界第一鋼鐵大國,2020年粗鋼產量達到10.65億噸,占全球粗鋼總產量的56%2020年,鋼鐵產業CO2排放量占我國碳排放總量的16%左右,是31個制造業門類中碳排放量最大的行業。

我國鋼鐵生產以高爐-轉爐長流程為主(約90%),是導致碳排放量較高的首要因素。高爐爐料來源的燒結工序,是鋼鐵生產全流程中煙氣最臟的環節,排放的SO2NOx,一般占全廠60~80%,是我國當前大氣污染深度治理的主戰場。

一般與中等規格燒結機(265㎡)煙氣量相當的燃煤鍋爐(300MW)脫硫脫硝超低排放裝置的能耗就高達3740kW,而鋼鐵燒結SCR脫硝相比燃煤鍋爐SCR還需要通過熱風爐與GGH的組合升溫以實現高效脫硝,需要燃耗大量煤氣。因此,鋼鐵燒結脫硫脫硝超低排放治理是鋼鐵“減污降碳、協同治理”的重點。

龍鋼燒結SCR脫硝“低氨逃逸、低煤氣耗量、低能耗”的“三低”特點

2019年,陜西龍鋼450㎡和400㎡大型燒結采用福建龍凈CFB干法脫硫無縫集成SCR脫硝工藝進行超低排放升級改造。20205月、6月兩套脫硫除塵脫硝一體化裝置均一次性成功投運,不僅三大指標優于超低排放標準,同時SCR脫硝還實現了“低氨逃逸、低煤氣耗量、低能耗”。從表1數據可以看到“氨逃逸、加熱溫升和阻力”等指標均優于規范設計值。

1. 陜西龍鋼400㎡燒結SCR脫硝性能參數(摘自2020827日的DCS數據)

 

陜西龍鋼燒結SCR脫硝呈現的“三低”優點,與前級CFB干法脫硫的性能優,以及福建龍凈完備的脫硝反應器流場試驗條件和豐富的脫硝工程設計經驗密不可分。

1. 陜西龍鋼450㎡和400㎡脫硫脫硝除塵一體化裝置

 

前級CFB干法脫硫的高效、穩定,為龍鋼SCR脫硝性能優奠定了先天基礎:

1)福建龍凈CFB干法脫硫工藝獨有的高密度、高湍動能物料床層,以及超濾布袋除塵技術,穩定實現了SO2、粉塵的超低排放及多污染物的高效協同凈化,為后級SCR脫硝創造了一個不受污染物干擾的良好脫硝反應環境;

2)除SO2、粉塵外,龍凈CFB干法脫硫工藝還高效協同脫除SO3HClHF、重金屬等多種污染物,“一網打盡”,有效防止后級脫硝系統的GGH發生腐蝕、堵塞,確保GGH長期、穩定高效換熱,同時也避免了催化劑中毒、堵塞,延長催化劑壽命;

3)脫硫脫硝一體化設計、無縫集成,確保SCR脫硝流場均勻性高、阻力小;

4CFB干法脫硫出口溫度平穩,減少溫度波動所造成的煤氣耗量增加,確保SCR脫硝反應平穩,降低氨逃逸。

2. 龍凈CFB干法脫硫+SCR脫硝運行溫度曲線

 

完備的流場試驗條件為SCR脫硝反應器流場的高均勻性設計提供了有力支撐:

俗話說:“做脫硝反應器就是做流場”,SCR脫硝反應器流場的均勻性直接決定了脫硝性能優劣和氨逃逸高低。

福建龍凈依托自身擁有的國家級SCR流場物模實驗的基礎條件(龍凈擁有國家生態環境部授牌的煙氣凈化工程技術中心),憑借十多年數百套電力、鋼鐵SCR脫硝反應器流場數模分析和物模驗證的豐富經驗,在設計源頭保證了SCR脫硝反應器流場分布的高均勻性。

對任何一套鋼鐵燒結SCR脫硝反應器,福建龍凈均嚴格按照“數模仿真—物模驗證—現場優化”三個步驟進行脫硝反應器流場的調整,確保最優的流場均勻性。

 

3. 龍凈SCR脫硝反應器大型流場CFD計算機仿真實驗的軟硬件

4. SCR脫硝流場物模實驗專區

 

自主設計和專業生產的關鍵設備,進一步保證了脫硝物耗和能耗的降低:

福建龍凈的“翼三角形脫硝反應器、氨氮雙級混合器、高效高溫熱煙氣混合器、多維窄距渦盤式噴氨格柵”等關鍵設備均自主設計、專業生產。

福建龍凈SCR脫硝系統獨特的多維窄距回旋動態整流混合一體式噴氨格柵,使氨氮混合更均勻,有助于降低氨逃逸;高效高溫煙氣混合引燃裝置,通過特殊的結構設計,使燃燒、混合一體化,具有高溫、短距均混能力強,截面煙氣溫差小,煤氣耗量低等特點,一方面極大提高高溫煙氣的熱利用率,降低煤氣耗量;另一方面加熱火焰在煙道內部燃燒,可最大程度引燃燒結煙氣中的可燃氣體,使其燃燒釋放熱量,進一步降低煤氣的消耗量。

低能耗、低物耗的高質量超低排放,就是減污降碳、協同治理

節能降耗就是源頭減碳。燒結SCR脫硝的低煤氣耗量、低能耗,等同于碳減排。

陜西龍鋼大型燒結機配套福建龍凈的“大型單塔CFB干法脫硫無縫集成大型單反應器SCR脫硝”,不僅“脫硫、脫硝、除塵”經濟實現超低排放,還同步實現了SO3HFHCl、汞、二噁英等多污染物的高效協同凈化,且SCR脫硝還呈現出“低氨逃逸、低煤氣耗量、低阻力”等“三低”優點,為我國鋼鐵行業超低排放的“減污降碳、協同治理”樹立了新標桿。

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