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“碳中和”背景下:钢铁行业低温脱硝碳减排路径剖析

来源:元琛环保科技 时间:2022-03-07 11:43:00 官网:https://www.shychb.com/ 点击:56次

2021年是“十四五”规划开局之年,也是建党100周年。2021年宏观政策将保持连续性、稳定性、可持续性。继续实施积极的财政政策和稳健的货币政策,保持对经济恢复的必要支持力度,加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,紧抓供给侧结构性改革这条主线,并注重需求侧管理,促进经济运行保持在合理区间,继续做好“六稳”“六保”工作。

中国钢铁行业碳排放量约占中国碳排放总量的15%,是碳排放量最高的制造行业。全球每年生产和使用高达18亿吨钢铁,其中将近50%的钢产于中国内地,中国钢铁行业碳排放量也约占全球钢铁行业碳排放总量的50%。根据麦肯锡测算,如果要实现本世纪末全球平均气温上升不超过1.5℃的情景,到2050年中国钢铁行业须减排近100%,这是极具挑战的目标。

自《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》于2019年4月底发布以来,钢铁行业超低排放升级改造工作正在全面稳步推进。目前钢铁产业已经发展成了一个产业链集群,NOx主要排放源包括烧结、球团、焦化、白灰、炼铁、炼钢、轧钢、燃气锅炉等,其中烧结、球团、焦化、白灰窑为钢铁行业的NOx主要排放源。

根据生态环境部《通知》要求,以中国环境保护产业协会发布的《钢铁企业超低排放改造实施指南》为指导,重点区域超低排放改造将提速,完成超低排放评估监测并公示的企业数量在2020年基础上有一定幅度的增长。预计2021年,重污染天气分类绩效差异化管理要求将扩大覆盖范围,对于空气质量持续欠佳的非重点区域超低排放改造进程与差别化水电价政策也将相继出台,倒逼企业实施改造。全国范围内超低排放改造企业数量与规模持续增加。如何在原有的环保技术工艺路线上进一步助力碳减排和能源节约是我们所要深度思考的问题。

山西宏达特种钢有限公司烧结机脱硫脱硝除尘装置

下面对于烧结球团、焦化、白灰窑炉的的烟气特性和成熟的环保工艺进行技术汇总;

一、钢铁烧结、球团机成熟超低排环保工艺

烧结机烟气特性如下:

原始烟气脱硝温度低,一般在120~150℃;

烟气SO2浓度高,烟气中SO2浓度一般为1000~1500mg/m3,特殊达3000~5000mg/m3;

烟气含湿量高,可达到13%~18%(vol%);

粉尘成分复杂,含有K2O、Na2O、ZnO等多种碱/碱土金属成分,在高湿、高硫工况下灰尘粘性大,易造成催化剂堵塞;

目前成熟超低排环保工艺如下:

湿法脱硫+湿式电除尘+中低温SCR烟气脱硝

SDA、CFB半干法脱硫+布袋除尘+中低温SCR烟气脱硝

SDS干法脱硫+布袋除尘+中低温SCR烟气脱硝

活性炭干法脱硫脱硝一体化工艺

电除尘(配灰工艺、高效管式除尘)+ 中高温SCR脱硝+湿法脱硫+湿式电除尘

二、钢铁焦化成熟超低排环保工艺

焦化项目烟气特性如下:

焦炉烟道废气温度较低,较烧结球团高,一般在180-260℃左右;

烟气含水量大,一般在12%~18%(vol%);

燃料差异,导致焦炉烟气中NO含量差异较大,一般在300—1500mg/Nm3;

不同焦化厂SO2含量差别较大。焦炉烟气中SO2:含量一般在50~800mg/Nm3;

粉尘含量低,一般在20~50mg/Nm3。

目前焦化成熟超低排环保工艺如下:

湿法脱硫+湿式电除尘+低温SCR烟气脱硝

SDA、CFB半干法脱硫+布袋除尘+低温SCR烟气脱硝

SDS干法脱硫+布袋除尘+低温SCR烟气脱硝

三、钢铁白灰窑炉成熟超低排环保工艺

石灰窑项目烟气特性如下:

白灰窑烟气温度低,一般在140-220℃左右;

烟气含水量低,一般在5%~8%(vol%);

SO2含量低,一般在<50mg/Nm3,但存在波动 ;

粉尘钙含量极高,一般在60-80%左右。

目前石灰窑成熟超低排环保工艺如下:

布袋除尘+低温SCR烟气脱硝

基于上述的环保工程路线,如果从130~150℃烟温状态通过GGH升温至280℃脱硝运行时,1Nm3(每标立方米)原烟气的高炉煤气能耗约为80KJ/Nm3,而在200℃脱硝运行时1Nm3(每标立方米)原烟气的高炉煤气能耗约为50KJ/Nm3,脱硝系统在200℃运行,比在280℃运行节约燃气能耗37.5%。按照 360㎡烧结机75W标方烟气量,以年运行时间7920h,高炉煤气热值4000KJ/Nm3为算,低温SCR脱硝系统每年可以为业主节约高炉煤气量约4455万Nm3。按照高炉煤气价格0.1元/m3的单价计算,仅此一项年运行费用可节约445.5万元,充分显示低温脱硝的巨大节能优势。

元琛科技(股票代码:688659)通过改善载体与其他组分的结合方式、稀土掺杂、改变掺杂工艺等手段,调控载体表面化学环境、孔道结构,构建微观酸碱中心的定向分布,增强催化剂的中低温催化效率和碱性物质耐受性,使催化剂满足工况波动使用要求,设计并研制出在中低温140~180℃的脱硝烟温下具有稳定可靠脱硝性能的超低温SCR脱硝催化剂。若采用我司的超低温催化剂技术,则产生的节能低碳的效益更加明显。 

自2015年以来,元琛科技深耕SCR中低温非电领域,先后为电力行业、钢铁行业、建材行业、固废行业等行业的知名企业提供精品产品及全生命周期管理服务,先后助力焦化、烧结、球团、石灰窑、轧钢等企业的脱硝工作,服务项目过百项。2018年,合信钢铁烧结机项目首次采用220℃中低温脱硝产品,在焦化、石灰窑、轧钢均实现180℃脱硝,满足氮氧化物出口50mg/Nm3,因为能够满足客户低温或者高温的需求,可以满足多种工艺路线,帮助实现低能耗、低碳运行,,获得业界广大好评与赞扬。



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