石灰窑烟气干法脱硫—布袋除尘—低温脱硝关键技术与应用+ 查看更多
国家高新技术企业——盐城市兰丰环境工程科技有限公司(以下简称“兰丰环境”)由国家“万人计划”科技创业领军人才范兰于 2008年创办,注册资本 1.18亿元,公司拥有亭湖环保科技城、盐城国家高新区智能环保装备两大生产基地,现有员工200多名。兰丰环境2018年入选工业和信息化部《环保装备制造(大气污染)规范条件》名录,是国家知识产权优势企业、省服务型制造示范企业、省科技小巨人企业、省“两化”融合示范企业,以及省、市环保产业龙头企业,是一家专业从事新一代除尘、脱硫脱硝、VOCs 净化等技术研发、设备制造及工程总承包业务的综合型环保科技企业。
兰丰环境建有省工程技术中心、企业技术中心、工业设计中心、博士后创新实践基地等研发平台;专注细分领域技术创新和突破,以快半步的市场敏锐,高效率推进成果转化应用,快速提升企业核心竞争力,成为国内矿用干式除尘设备的倡导者和先行者,碳素等行业烟气综合治理的领军企业,率先在石灰窑炉、生物质发电等行业超低排放实现突破。先后承担国家、省科技项目5个,累计获得32件发明专利、78件实用新型专利及4件国际专利,参与制定10项行业标准。烟气脱硝设备、石灰石—石膏法脱硫设备等多个产品被评为国家、省(市)科技奖项,被认定为江苏省首台(套)、省高新技术产品。
案例介绍
一、项目名称
石灰窑烟气干法脱硫—布袋除尘—低温脱硝关键技术与应用。
二、项目概况
东方希望(三门峡)铝业有限公司目前配套两条 2×750 t/d 石灰回转窑生产线,其烟气主要成分有粉尘、二氧化硫、氮氧化物等,经测定:粉尘浓度为 4 g/Nm3,二氧化硫浓度为 50~200 mg/Nm3,氮氧化物浓度为400 mg/Nm3。改造前,石灰生产线采取的烟气治理工艺为:煅烧产生的高温烟气先到预热器内与石灰石进行热交换,温度降至 280℃以下,烟气再经过余热锅炉进行余热利用,温度降至160℃,烟气经收尘器过滤后(30 mg/Nm3)通过系统引风机、烟囱排入大气,而二氧化硫、氮氧化物也随之排入大气中,对大气造成不可逆的污染。近年来,国家环保治理力度不断加大,对工业窑炉的排放也提出了更严格的要求,不少地方政策要求企业实行超净排放的标准,即粉尘浓度<5 mg/Nm3,二氧化硫浓度<35 mg/Nm3,氮氧化物浓度50 mg/Nm3。为此,公司积极响应政策要求,对石灰窑烟气进行深度治理,采用兰丰环境自主研发的石灰窑烟气治理工艺,即干法脱硫+布袋除尘器+低温 SCR 脱硝方案,现已建成并投入使用,成为全国第一条石灰回转窑超低排放生产线。
三、项目规模
项目总投资 1 500 万元,占地面积 345 m2,处理风量 130 000 Nm3/h,排放指标:氮氧化物浓度<50 Nmg/m3,二氧化硫浓度<35 Nmg/m3,颗粒物浓度<10 Nmg/m3。
四、工艺路径及技术原理
工艺路径:高温烟气中喷入碳酸氢钠细粉,进入高温布袋除尘,然后进入 SCR 脱硝,最后由业主的原引风机排入原来的烟囱。即回转窑—(1 000~1 100℃)竖式预热器—均值200℃—SDS 干法脱硫—均值190℃—布袋收尘器—均值180℃—SCR 低温催化剂脱硝—均值160℃—引风机—烟囱。
技术原理:结合石灰窑炉的烟气特性,即烟气温度高、SO2初始浓度较低、粉尘浓度高、NOx浓度高等特点,通过对尘硫硝治理路径的全面分析,本项目研究出一条技术经济指标最佳的治理工艺——约200℃的高温烟气首先进行干法脱硫将SO2脱除至35 mg/Nm3 以下,然后采用布袋除尘将粉尘控制在10mg/Nm3以下,最后在良好的低硫低尘工况下,烟气进入SCR 低温脱硝,将NOx的浓度控制在50 mg/Nm3以下,最终实现石灰窑炉烟气治理的超低排放。
五、技术特点
(1)SDS干法脱硫与湿法脱硫相比,全系统无工业水消耗和废水产生,更不会增加焦炉烟气本身的湿含量;脱硫剂直接喷入烟道、无脱硫塔,不增加石灰窑系统阻力;系统简单,操作维护方便,灵活性高,可以随时根据烟气中酸性物质的含量自动调节脱硫剂的喷入量来保证最终的排放指标;副产物产生量少,脱硫效率高达95%以上,硫酸钠纯度高, 可方便利用;系统不需要做特殊的防腐,无“大白烟”的产生,电耗低,运行费用少,占地面积小。
(2)采用 SCR脱硝工艺,不需要升温,还原剂为氨水,氨区公用。SCR反应器采用独立布置方案,按“2+1”层催化剂布置。采用氨水先气化再注入烟道的还原剂加入方式, 技术先进可靠,有效避免了氨水不完全气化而造成的不利影响,完全消除了未气化氨水对腐蚀烟道和催化剂失效的风险。(3)对现有除尘器进行改造,不改变现有除尘器的结构,不增加现有除尘器箱体高度 ,主要是更换原高温滤袋,增加袋室,降低过滤风速,既快又省,又能达到超低排放的要求。
六、项目优势
该项目采用合理最优的工艺路径,实现了石灰窑烟气治理超低排放,使技术经济指标达到最佳。利用烟气出口的余温(约200℃),直接进行干法脱硫,取消了常规的湿法脱硫,避免了废水和“大白烟”的产生,极大地减少了业主的投资成本;通过新增 1 个室、降低除尘器的过滤风速、更换耐高温的 P84+PTFE 覆膜滤袋、采用有机硅喷涂笼架,提高了布袋除尘器的除尘效率和使用寿命;脱硫除尘之后进行 SCR 低温脱硝,在低硫低尘的工况下大幅降低催化剂堵塞的可能性,实现石灰窑炉烟气的超低排放。
通过本项目实施,污染物排放优于超低标准排放要求,氮氧化物为 26~28 Nmg/m3;二氧化硫<13~16 Nmg/m3;颗粒物<2.3~3.0 Nmg/m3。
七、工程创新
目前,这项技术工艺路线在焦炉行业已经得到应用,但在石灰窑炉烟气治理领域,兰丰环境是国内第一家将此技术得以成功应用的生态环境企业。
(1)采用除尘增加仓室,对现有除尘器进行改造,不改变现有除尘器的结构,而不是新上设备,节约了投资,压缩了施工周期,实现了节约化。
(2)采用低温脱硝技术,系行业首创,效果良好。
(3)采用干法脱硫,脱硫效率高(可达95%以上),无污水产生,无附产品石膏,不产生二次污染,有效避免烟囱“大白烟”产生。
(4)技术工艺简洁,运行稳定可靠,一次性投资少,运行成本低,占地面积小,满足超低排放指标。