雙閃銅冶煉環集脫硫系統脫硝升級
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：介紹了某銅業公司環集脫硫系統在帶負荷調試過程中的運行情況，該系統在設計上并未具備煙氣脫硝處理能力。文章主要針對煙氣脫硝升級方案進行了比對選擇，認為臭氧氧化脫硝法最適用于雙閃銅冶煉環集煙氣脫硝處理。
關鍵詞：雙閃；銅冶煉；脫硫；脫硝
某銅業公司的火法冶煉系統采用閃速熔煉+閃速吹煉+陽極爐/NGL爐方案，閃速熔煉技術是采用富氧強化熔煉，是目前銅冶煉工藝中技術成熟、環保好、裝備先進、單臺設備產量高的一種富氧冶煉技術。有色冶煉富氧冶煉技術的推廣應用提高了冶煉效率，同時也容易造成冶煉煙氣氮氧化物超標。以往冶煉企業比較重視煙氣脫硫，對煙氣脫硝重視不夠，NOx排放時有超標。近年來隨著環保標準對氮氧化物排放控制的日益嚴格，銅冶煉企業開始重視對煙氣的脫硝治理。
某銅業公司的環集脫硫系統負責處理火法冶煉系統煙氣并保證達標排放，主要用于處理閃速熔煉、閃速吹煉系統的環境集煙煙氣、陽極爐煙氣、NGL爐煙氣、冰銅風淬煙氣，采用有機溶劑法（離子液）脫硫工藝，脫硫產生的高濃度SO2氣體送制酸系統制造98酸，環集脫硫尾氣與硫酸尾氣通過一根尾氣煙囪集中排放，環集脫硫產生的廢水送廢水處理系統。通過帶負荷試車，環集脫硫系統可以較穩定地保證SO2達標排放，但是在帶負荷試車和試運行階段偶有發現氮氧化物超標問題，主要表現在：在陽極爐、NGL爐加冷料期間氮氧化物持續超標；熔煉爐或吹煉爐停爐保溫期間煙氣進環集脫硫系統后環集排放氮氧化物超標，平均值約250mg/Nm3，最高值達400mg/Nm3（當地排放標準為100mg/Nm3）。在設計階段，該環集脫硫系統并未考慮環集煙氣中的氮氧化物的處理，導致在調試過程中煙囪排放尾氣的氮氧化物時有超標，未能滿足當地的環保要求，已經影響到企業的生存，進行脫硝升級迫在眉睫。
1 環集脫硫系統出口煙氣條件
系統煙氣量為45萬Nm3/h，SO2濃度小于100mg/Nm3，氮氧化物濃度平均值為250mg/Nm3，含塵小于10mg/Nm3，煙氣溫度小于40℃。
2 脫硝方案選擇
煙氣脫硝技術各有優缺點，一般采用SNCR、SCR、臭氧氧化脫硝等方案。
2.1 SNCR法
SNCR是在800～1250℃這一溫度范圍內、無催化劑作用下，氨水等還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx生成N2和H2O，基本上不與煙氣中的O2作用，SNCR法脫硝還原劑利用率較低，脫硝效率低，氮氧化物不能達到超低排放且能耗高。
2.2 SCR法
SCR法就是把還原劑氨氣噴入300～450℃的煙道內，在催化劑作用下，將煙氣中NOx還原為無害的N2和H2O。SCR法脫硝效率高，但催化劑的溫度范圍為300～450℃，溫度偏高，若本系統采用該方案，需要將45萬Nm3/h的煙氣從40℃加熱到350℃，能耗異常高，所以SCR法也不適用環集煙氣的脫硝處理。
2.3 臭氧氧化脫硝
環集脫硫處理后煙氣中NOx的主要組成是NO，占比約95%。NO難溶于水，而經過氧化反應后的高價態的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，臭氧作為一種清潔的強氧化劑，可以快速有效地將NO氧化到高價態，再通過保安塔中NaOH堿液的洗滌，達到脫硝的目的。
2.3.1 安全性
臭氧氧化法無需氨水、尿素等還原劑，不涉及危險化學品的儲運及使用。
2.3.2 穩定性
臭氧氧化法無需使用催化劑，不會產生催化劑中毒、噴槍堵塞的情況出現，可保證脫硝率穩定在較高水平。
2.3.3 改造及維護簡易性
臭氧氧化法對原系統的改動很小，臭氧設備只需要將臭氧輸出管路經氣體混合器，將臭氧投加到煙道中即可。無需大面積對環集脫硫系統的煙氣管道進行改造，不會對原環集脫硫系統造成影響，能夠有效縮短系統升級施工工期。另外，臭氧氧化法系統組成簡單，可分為氣源系統、臭氧發生系統、冷卻水系統、臭氧投加系統。運行自動化及集成化程度較高，無須新增操作人員，可使用原環集脫硫操作人員。
2.3.4 環保
臭氧氧化法將NOx氧化后產物為高價態的氮氧化物和氧氣，氮氧化物通過堿液進行吸收，剩余氧氣隨煙氣排放。不存在氨排放，真正實現無二次污染，綠色、環保。
由以上幾點可見，臭氧氧化脫硝方法具備使用溫度低、脫硝率高的特點，配合環集脫硫系統保安塔使用，是適用于環集脫硫后段煙氣脫硝處理的理想方案。
3 結語
“綠水青山就是金山銀山”，環境保護是我國的一項基本國策，越來越受到全社會的關注和重視。環集脫硫系統脫硝升級項目的建設正是落實這一基本國策的具體行動。它即是保證銅冶煉項目環保達標排放的一項環境保護工程，也是環保“三同時”的要求，項目建成運行后，首先是極大地降低了煙囪尾氣氮氧化物超標排放的風險，確保企業的生存；其次是改善生態環境質量，提高企業形象，促進企業周邊環境的安定團結。
參考文獻：
[1]趙晶.臭氧氧化脫硝原理及對臭氧污染的影響分析[J].綠色科技，2018，6（12）：121-123.
[2]張澤勇.臭氧氧化脫硝技術在煅燒爐煙氣治理的應用[J].中國環保產業，2017，19（12）：154-159.
[3]郭衛民.臭氧氧化對有機物降解的構效關系[J].凈水技術，2017，32（9）：97-99.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14850982.htm
