[发明专利]基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺

说明书

本发明公开了基于干法/半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺。技术方案包括将烧结机引出的烧结烟气，依次经除尘、干法脱硫、换热后与烧结机引出的热烧结矿在环形冷却设备中直接换热，经换热后温度降至300～350℃的烧结矿和温度升至300～350℃的烧结烟气，进入移动式脱硝装置中，并在烧结矿作用下进行选择性催化还原反应，将烟气中的NO_x转化为N₂，从移动式脱硝装置引出的烟气经余热回收降温至100‑150℃后的洁净烟气，再由烟囱排出，从移动式脱硝装置引出的烧结矿经二次余热利用降温至150℃以下后送入下一工序。本发明方法工艺简单、能耗低、脱硝脱硫效果好、可避免催化剂中毒失活；采用的脱硝催化剂来源广、成本低本；发明系统占地面积小、投资成本和运行成本低、对环境友好。

技术领域

本发明涉及一种烟气净化方法及其系统，具体的说是基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺。

背景技术

钢铁行业SO₂和NO_x排放量分别为176.65万吨和93.10万吨，均位居各工业排放源的前列，其中70％以上的SO₂，50％以上的NO_x来自炉窑烧结机。2012年国家环境保护部颁布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准(GB 28662-2012)》，该标准对烧结烟气大气污染物的排放与控制提出了新的要求。因此，钢铁烧结烟气脱硫脱硝将是钢铁工业SO₂和NO_x排放控制的重心。

烧结烟气具有烟气量大(4000～6000m³/吨烧结矿)、温度变化大(120～180℃)、CO浓度高(0.5～2.0％)、SO₂浓度变化大(1000～3000mg/Nm³)、NO_x浓度低(300～500mg/Nm³)、含湿量大(7～12％)和含氧量高(15～18％)等特点。与电厂烟气相比具有许多自身的特点，其烟气成分更复杂，变化波动更大，处理更困难。

我国目前已投产和在建的烧结烟气脱硫工艺主要有干法脱硫技术(如SDA法、循环流化床法和NID法)和湿法脱硫技术(如氨-硫铵法)。但是这些方法净化烧结烟气各有优缺点，如循环流化床法脱硫效率一般为80％，处理高浓度二氧化硫时无法达标排放；氨-硫铵法脱硫效率高达95％以上，但是氨逃逸严重；NID法脱硫效率在90％左右，但是脱硫灰无法有效捕集，导致颗粒物排放浓度严重超标。目前结合国内外钢铁企业经验，认为干法脱硫技术如SDA法、循环流化床法和NID法对烧结烟气的净化效果较为突出，干法/半干法脱硫用于国内烧结烟气净化的市场占有率较高。

相比烧结烟气脱硫技术，我国烧结烟气脱硝技术研究起步较晚，目前还没有开发出成熟的烧结烟气脱硝技术。但是NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)法已成功应用于燃煤烟气脱硝，而且最有希望应用于钢铁烧结烟气NO_X的净化。SCR技术是指在催化剂存在下，向烟气中喷入NH₃，使NH₃选择性地与NO_x反应生成N₂，而不与O₂发生非选择性氧化，从而达到降低NO_x还原温度、提高NO_x脱除效率的目的。NH₃-SCR技术的核心是SCR催化剂体系；SCR催化剂不同，其还原NO_x的最佳温度区间不同。目前工业上用于SCR脱硝的催化剂(V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂)在350～400℃温度窗口内具有优异的NO_x净化效率，但是存在催化剂成本较高、容易硫化失活等问题。