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电炉除尘器炼钢二恶英的减排及脱除技术

启源机械 发布时间:2018-06-25

控制并减少二恶英的生成量

1)对废钢进行预处理。对废钢进行分选,限度减少含有油脂、油漆、涂料、塑料等有机物废钢的入炉量,并对这类含有机物的废钢另行加工处理,同时要严格限制进入电炉的氯源总量。

2)分选出的含有机物废钢则不宜采取预热处理。这类废钢不能通过废钢预热系统,加料时应缓慢连续加入,有研究资料显示:这类废钢缓慢地连续加入可使废气达到较高的氧化程度(提高氧化程度可降低未燃有机化合物成分)和较低的氯苯产生量,二恶英的生成量要比快速加入少得多。

3)电炉一次烟气温度在1000℃以上,此时二恶英及其他有机物已经全部分解;对燃烧后的烟气应进行急冷、使其快速冷却至200℃以下,限度减少烟气在二恶英   适宜生成温度区问的停留时问可以减少“从头合成”。目前,蒸发冷却塔已大量用于高温烟气的冷却降温,喷入塔内的水雾可使高温烟气快速冷却,而且还能使部分细烟尘颗粒凝聚成大颗粒   易于去除;与传统的掺野风等降温措施相比,具有烟气总量少、运行设备总阻力小、噪声低等特点,与空气换热强制冷却相比可以缩短管路、缩短冷却时问、降低运行阻力,尤其适合电炉这类高温烟气的快速冷却降温,二恶英减排效果明显,预计可减排80%-95%。

4)有研究资料显示,对于未采取急冷降温的电炉烟气,在600^-800℃温度区问向烟道(或设置专用装置)喷入碱性物质粉料(如石灰石或生石灰),通过生成CaCl减少可生成二恶英的有效氯源也可使二恶英的生成量明显降低,在250^-400℃喷入氨也可以抑制二恶英的生成。

二恶英的脱除技术

1)   过滤技术。电炉系统产生的二恶英低温条件下绝大部分也是以固态形式吸附在烟尘表面(主要吸附在细颗粒表面),采用   除尘器可以明显减少二恶英排放量;但是,当烟尘排放浓度降低至   水平(如5mg/Nm³以下),则二恶英已不会再明显降低。

2)物理吸附技术。物理吸附技术(喷入吸附剂)与   过滤技术相结合,其净化效率可由不加吸附剂的50%-85%提高至90%-99%。实践证明,二恶英的去除效果在很大程度上取决于吸附剂在烟气中的均匀分布及其与二恶英分了的接触概率。

3)高温氧化技术,即“3T+E”技术。该技术适用于废钢预热后烟气二恶英(与无废钢预热相比可增加10倍)的减排,要求:焚烧炉膛温度控制在850℃以上,烟气在高温区停留时问在2s以上,高温区应有适量的空气(含氧量保持在6%以上)和充分的紊流强度。这样,99%以上的二恶英及其他有机物都会被高温分解。同时,对烟气进行急冷(如喷雾冷却)、使烟气温度快速降至200℃以下,以限度减少二恶英在易生成温度区问的停留时问。采用“3T+E”技术,可以有效地脱除二恶英,但是会造成废钢预热后烟气中的热量不能用普通的预热锅炉加以回收。

4)催化分解技术。目前主要适用于洁净烟气,可用于废钢预热烟气二恶英的减排,宜设在除尘器之后。

废钢预热系统设计需注意的问题

在废钢预热过程中,废钢中释放的碳、氢、氧和氯等元素可能“从头合成”生成二恶英,如废钢中含有有机成分,含苯环结构的高分了化合物经过加热反应分解出来,也会导致二恶英的生成,电炉烟气废钢预热会导致烟气中二恶英显著增加。随着环保要求的提高,《钢铁工业大气污染物排放标准炼钢》(征求意见稿)建议限定电炉烟气二恶英的排放浓度,有的地区已经制定了钢铁企业二恶英排放标准,如山东省规定电炉烟气二恶英允许排放浓度为0.2ngI-TEQ/m³。因此,设计电炉烟气废钢预热系统及其余热锅炉时,   考虑对二恶英减排的影响。针对二恶英的生成和脱除机理,利用电炉烟气进行废钢预热时,应注意以下几点:

1)应对进行预热的废钢进行分选或预处理。对废钢进行分选,限度减少含有油脂、油漆、涂料、塑料等有机物废钢的入炉量,并对这类含有机物的废钢另行加工处理,同时要严格限制进入电炉的氯源总量,分选出的含有机物废钢则不宜采取预热处理。

2)根据高温氧化技术的要求,为了降低二恶英生成的量,进行废钢预热后的电炉烟气温度不宜低于850℃。为了满足对废钢预热温度的要求,可以在废钢预热系统中设置煤气烧嘴,利用煤气燃烧加热废钢,在满足废钢预热温度要求的同时,保证电炉烟气温度高于850℃。

3)废钢预热时可以同时加入生石灰,生石灰随废钢进入电炉,可使可生成二恶英的氯源减少60%一80%,抑制二恶英的生成。向炉内喷氨和其他碱性物质也可以达到类似效果。由于生石灰本身是电炉炼钢的原料之一,在废钢预热时加入生石灰不会额外增加成本。

4)在废钢预热系统后设置余热锅炉时,应加快烟气的冷却速度,应控制在2s之内将烟气温度迅速降低到200℃以内,因此,需加大余热锅炉的换热面积,增加换热面。

在采取了上述措施仍不能满足对二恶英的排放要求时,还需考虑其他二恶英脱除技术,比如   过滤技术、物理吸附技术等。

分析了电炉烟气中二恶英的产生和脱除机理,研究表明废钢预热将导致电炉烟气中二恶英浓度显著增加,在废钢预热系统后设置余热锅炉时,烟气冷却速度降低会进一步增加烟气中的二恶英浓度。为满足钢铁企业二恶英减排要求,在进行废钢预热系统设计时,需考虑对废钢的分选、控制预热后烟气温度、喷石灰以及加快余热锅炉冷却速度等技术,   时还需另外设置二恶英脱除装置。


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