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再生铅冶炼烟气脱硝简析

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-08-07
再生铅冶炼烟气脱硝简析
随着国家对环境保护的日益重视,环保政策对我国再生有色金属(铜、铝、铅、锌)工业企业生产过程中水污染物和大气污染物排放限值、监测和监控要求有了明确规定,甚至对重点区域规定了水污染物和大气污染物特别排放限值,因此对再生铅冶炼烟气综合治理势在必行。
富氧侧吹熔池熔炼直接脱硫还原熔炼再生铅工艺,由于物料的特性及冶炼温度的要求,在生产过程中会生产高温冶炼烟气,在富氧气氛下,在炉内还原期阶段,N2在高温下被氧化会产生大量热力型NO,浓度可达1500mg/Nm3,且一个生产周期内NOx浓度波动较大,可在300-1500 mg/Nm3之间波动,必须选择合适的脱硝工艺进行处理。
1烟气脱硝工艺
目前应用最为广泛的烟气脱硝工艺有SNCR、SCR、氧化吸收法和低温还原法等。
1.1SNCR脱硝工艺
SNCR的工艺原理是在高温(烟气温度850-1050℃)条件下,不需要催化剂,向烟气中喷淋氨或者尿素等含有氨基的还原剂,通过还原剂产生的氨自由基选择性地与烟气中的NOx反应,将NOx还原为无害的N2和H2O。SNCR反应速度很快,可在1s内完成反应。当反应温度过高时,NH3会氧化生成NO,而反应温度过低时,NH3的逃逸增加,也会使还原反应效率降低。
对于再生铅侧吹炉冶炼来说,可在侧吹炉烟气出口至余热锅炉间的上升烟道内进行喷氨脱硝。其优势在于可在上升烟道内寻找合适的喷入点,保证SNCR脱硝反应需要的温度。
1.2 SCR脱硝工艺
SCR的工艺原理是在催化剂的作用下,烟气温度350-420℃时,向烟气中注入氨气,选择性地与烟气中的NOx进行还原反应,生成N2。SCR脱硝工艺广泛应用于燃煤电力、钢铁厂烧结烟气等行业,其脱硝效率能达到80%以上。
在SCR工艺系统中,核心是脱硝催化剂,其活性和寿命易受烟气温度、含尘量、SO2浓度、重金属(砷等)的影响。对于再生铅冶炼系统而言,锅炉出口烟气温度约为420℃,但含尘量很大,经收尘后烟气温度将降至约200℃,且烟气SO2浓度远超催化剂承受范围,重金属含量高。也有人提出可在湿法脱硫后将烟气干燥,升高温度,再进人SCR工艺系统进行脱硝,但这种流程运行成本太高。因此,SCR工艺应用于再生铅冶炼烟气处理难度较大。
1.3氧化吸收脱硝工艺
氧化吸收脱硝工艺,即利用氧化剂将烟气中的低价NOx氧化为高价NOx(NO2、N2O5等),然后用碱性液体(NaOH等)将NOx吸收生成硝酸盐等物,以去除烟气中的NOx。常用的氧化剂有O3、高氯酸盐等。
氧化吸收脱硝工艺可在常温下进行,作为脱硫后的脱硝工艺优势明显,但氧化脱硝工艺存在污水处理难度大、臭氧逃逸、烟囱冒黄烟等问题,实际工程应用存在一定的弊端。
1.4低温还原脱硝工艺
低温还原脱硝工艺先用双氧水将部分NO氧化为NO2,再用尿素将烟气中的NOx还原生成N2。低温还原脱硝工艺的反应方程式见式(1)、式(2)。
     6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O       (1)
     6NO+2CO(NH2)2=5N2+2CO2+4H2O        (2)
该工艺可直接衔接在离子液脱硫后,脱硝效率可达到75%。同时双氧水洗涤塔能够将离子液脱硫后烟气中残余的SO2除去,提升了系统整体脱硫率。


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