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石灰行業超低排放的關鍵技術與措施? (二)
添加時間:2022-07-24
新型"氮氧化物"(脫硝)治理技術與措施: 近期,國家對環保的要求日趨嚴格,繼對粉塵、二氧化硫等空氣污染物進行嚴格限排之后,將"氮氧化物"減排作為部分行業"十四五"期間減排工作的重點。從目前情況看,與石灰行業相關的鋼鐵行業及相近的行業水泥行業"氮氧化物"治理情況看已經基本完成治理工作,而石灰行業僅僅完成了"粉塵及二氧化硫"的排放治理工作,絕大部分石灰窯未采取任何的氮氧化物控制措施。因此,石灰行業"氮氧化物"減排工作迫在眉睫。目前,部分省市已經下達石灰行業氮氧化物排放治理標準,雖然各地區指標有差別,但是主流治理指標都在200mg以下,部分設定在100mg以下,接近了超低排放50mg的指標范疇。目前,從石灰煅燒的工藝中看,石灰窯爐膛溫度高達950℃~1100℃,瞬時溫度甚至能超過1200℃,在此溫度條件下,無論使用何種燃料,均會產生大量的NOx。而煙氣是石灰窯的主要排放物,由于煙氣中含有大量的氮氧化物NOX 如 NO,這些氮氧化物如果直接排放到大氣中,會污染空氣,形成光化學煙霧和酸雨,危害人體健康,因此煙氣在排放之前必須經過脫氮 (即脫硝 ) 處理。目前可應用于石灰窯煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原 (SCR) 技術和選擇性非催化還原脫硝 (SNCR) 兩種技術,但是由于其生產工藝不適用、運行成本過高、占地多投資過高等原因無法在石灰生產工藝中普及應用。  尤其是該類工藝需要把煙氣"二次加熱"至500-700范圍才能達到運行條件,而且二次加熱的熱源必須是"天然氣"等潔凈燃料,加熱時也二次產生氮氧化物,同時還要建設投資很高的反應塔和二次加熱室,顯然該項工藝是不是石灰行業的首選。所以,制約石灰行業進行"氮氧化物(即脫硝)"治理工作的主要原因還是沒有"適宜的技術"和"投資過高"的兩個主要問題。 由"中國石灰產業學會"與"唐山金泉冶化科技產業集團"聯合主導研發的"新型石灰爐爐內脫硝工藝系列技術"應運而生,該項技術及成套設備制作由"唐山金泉冶化科技產業集團"旗下"唐山市豐南區金泉冶金能源新技術開發有限公司"和"唐山金泉成套設備有限公司"負責設計、制造、安裝。 "新型石灰爐爐內脫硝工藝系列技術(LNTX)"技術是根據目前主流脫銷技術原理進行的再創新,該項技術的反應原理為:根據布朗運動和分子間作用力原理,由于還原劑的介入使得高溫高壓水蒸氣分子化學鍵非常不牢固,與碳反應生成一氧化碳和氫氣:C+H2O=CO+H2;一氧化碳和氫氣分別參與兩個化學反應:CO+2NO=CO2+N2和2H2+2NO=2H2O+N2;部分氫氣與氮氣反應生成的還原氣體與一氧化氮反應還原成氮氣:N2+3H2=2NH3和6NO+4NH3=5N2+6H2O,因此使得氮氧化物被完全還原,達到低成本脫硝目的。需要說明的是,其中的還原劑成分至關重要,選擇合理的還原劑品種及適宜的用量和適宜的還原溫度和還原時間才是其關鍵。 該項技術已經過長期的試驗研究、數值計算和工程實踐,該技術系統具有下列顯著優點:(1)、無需增加脫硝塔、反應器等大型爐外投資設備,實現石灰窯爐內直接脫硝,在石灰窯窯體上適宜的溫度區直接安裝脫硝設備,不影響石灰窯的正常生產操作,而且可以任意調節或停止脫硝設備的運行。由于在爐內不同溫度區域進行脫硝,充分利用了石灰窯生產中的余熱,不需要外部增溫增加的能耗費用。(2)、不采用"氨水"等材料為還原劑,采用各地易購的新型高分子材料為還原劑,脫硝效果更佳、沒有"水"和"氣"的二次排放污染也無固體廢棄物產生。(3)、采用氣相法和液相法綜合操作方法,以石灰窯生產中原動力系統輸送介質至爐內,在爐內活化和汽化,瞬間與NOx發生化學反應,還原成N2和H2O。(4)、巧妙的利用了石灰煅燒過程中石料下降時與氣流逆交換產生的充足的氣流停留時間進行NOx 還原反應,可以在NOx產生源頭上進行燃燒過程控制以降低NOx含量,而且溫度選擇性也較強,使操作更簡單。(5)、爐內還原氣氛均勻、壓力穩定、阻力小,而且脫硝還原帶設置在貧氧而富燃料的區域,有助于減少燃料中的氮形成NOx(即燃料型NOx),(6)、實現自動控制,采用獨立的可編程序邏輯控制器,根據采集的相關信號,控制、調節主要設備運行情況,實現高效脫硝。(7)、系統設備結構簡單,設備占地極少,可以安裝在石灰窯空閑處的平臺上。(8)、投資極低,性價比高,與選擇性催化還原 (SCR) 技術投資相比只有其10%的投資,極具投資性價比,尤其適合民營企業選擇應用。(9)、脫硝效果顯著,氮氧化物排放指標:≤80-150mg/m³范圍同時,該項技術還有以下典型的綜合技術效果: 該項技術是在原"唐山金泉公司"推出的"氣化法生產高活性石灰技術"基礎上進一步升級,由于"新型石灰爐爐內脫硝工藝系列技術(LNTX)"技術在使用時需要少量的水與還原劑中和,當還原劑中的水在爐內蒸發時產生的氫原子恰好與高溫石灰石發生活性反應,增加了石灰的活性,劇現場測試可提高活性度40-70ml范圍,最高活性度可達400ml以上。"新型石灰爐爐內脫硝工藝系列技術(LNTX)"技術可直接應用該項技術裝備,不用另行增加投資,實現了增加石灰活性和脫硝雙重效果,可謂一舉兩得。
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