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技術名稱
湖南中冶長天——雙級錯流式活性炭法多污染物協同凈化工藝
推薦單位
湖南省環境保護產業協會
申報單位
湖南中冶長天節能環保技術有限公司
適用范圍
應用于燒結、球團、焦爐、石灰窯爐、熱風爐、水泥窯、玻璃爐窯等工業爐窯的尾氣治理，裝置入口污染物濃度需滿足：SO2濃度小于3000mg/m3、NOx濃度小于1000mg/m3、粉塵濃度小于100mg/m3。
技術簡介
1、技術原理
雙級錯流式活性炭法多污染物協同凈化工藝利用活性炭吸附性能，能同時脫除多種有害物質(SO2、NOx、二噁英、重金屬及粉塵等)，并能回收SO2制取濃硫酸或焦亞硫酸鈉。
SO2吸附具體過程如下 ( *表示吸附狀態)：
活性炭脫硝過程包括了SCR反應和non-SCR反應。脫硝過程反應過程如下：
煙氣中固態二噁英在吸附塔內被活性炭移動層的過濾集塵功能捕集，氣態的二噁英被活性炭吸附。吸附了二噁英的活性炭在解吸塔內加熱到400℃以上，并停留3小時以上，在催化劑的作用下將苯環間的氧基破壞，使二噁英發生結構轉變裂解為無害物質。
2、工藝路線
雙級錯流式活性炭法多污染物協同凈化工藝是一種可資源化的干法煙氣處理技術，具有節水、脫硫、脫硝、脫二噁英、脫重金屬及除去其他微量有害煙氣成分(如HCl、HF、SO3等)的功能，同時可回收硫資源(制備濃硫酸或焦亞硫酸鈉等)，實現資源化利用。本工藝采用雙級活性炭串聯技術，脫硝效率高達80%以上。一級吸附塔主要作用是脫硫+脫二噁英+除塵，二級吸附塔整體噴氨，主要作用是深度脫硝+脫二噁英，實現多污染物高效治理，提高了氨的使用效率，污染物排放濃度SO2<10mg/m3、NOx<50mg/m3、二噁英<0.1ng TEQ/m3、粉塵<10mg/m3，達到超低排放標準。其工藝流程見下圖：
3、應用效果
污染物排放指標滿足《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》(環大氣[2019]35號)超低排放要求，即燒結、球團煙氣滿足顆粒物小于等于10mg/m3、SO2小于等于35mg/m3、NOx小于等于50mg/m3。
回收SO2制取濃硫酸或焦亞硫酸鈉品質滿足工業濃硫酸一等品(標準號GB/T534-2014)要求。
4、研發背景
主流的煙氣凈化工藝均存在一些難以解決的問題，如石灰石-石膏脫硫工藝、循環流化床脫硫工藝(CFB)、旋轉噴霧干燥脫硫工藝(SDA)等均存在副產物難以處置的難題，選擇性催化還原法脫硝工藝(SCR)反應溫度較高，燒結、球團煙氣溫度較低，要滿足SCR脫硝反應溫度需消耗大量的煤氣，能耗較高。為解決上述難題，中冶長天聯合清華大學、寶鋼、湘鋼一起開發活性炭多污染物協同治理技術，該技術可同時脫除煙氣中的SO2、NOx、粉塵、二噁英、氟化物等多種污染物，同時可回收煙氣中的SO2制取濃硫酸或焦亞硫酸鈉等，是一種資源回收型煙氣凈化工藝。
5、技術特點
本技術因具有煙氣凈化處理效果好、能同時脫硫、脫硝、除塵、脫二噁英、脫重金屬等、能回收硫資源、副產物可重復利用、運行穩定、運行費用低等諸多優點，受到了業主的廣泛認可，市場占有率穩步提升。經過幾年的發展，該技術已獲得長足進步，申請專利100多件。
6、獲得獎勵榮譽情況
榮獲冶金科學技術(省部級，2018年)一等獎、中冶集團科學技術獎(省部級，2018年)一等獎、中國專利銀獎(2020年)等多個省部級大獎。
典型應用案例
1、案例名稱
晉南鋼鐵集團有限公司2×220m²燒結煙氣活性炭脫硫脫硝工程
2、案例簡介
本工程設計范圍為2臺220m2燒結機的燒結煙氣凈化設施，設計煙氣處理量為2×70×104Nm3/h。單套煙氣凈化設施設置2個一級吸附單元、3個二級吸附單元、1套解析裝置、1套熱風循環裝置、2套除塵裝置等。
原始煙氣參數：SO2濃度小于等于2000mg/m3、NOx小于等于350mg/m3、粉塵小于等于50mg/m3、二噁英濃度小于等于2.5ng TEQ/m3。
本工程于2019年7月建成投產，投產后由業主自運營，目前已持續運行約3年，運行狀況良好，系統安全穩定，各項污染物排放指標均優于設計值。
3、達到的標準或性能要求
污染物排放指標滿足(折算至16%基準含氧量)：SO2濃度小于等于35mg/m3、NOx小于等于50mg/m3、顆粒物小于等于10mg/m3、二噁英濃度小于等于0.5ng TEQ/m3。
回收SO2制取濃硫酸品質滿足如下要求：工業濃硫酸達到一等品(標準號GB/T 534-2014)。
4、業主單位
山西晉南鋼鐵集團有限公司
5、投運時間
2019年7月
6、工藝流程
登封宏昌4500t/d水泥SCR脫硝工程采用“高溫電除塵器+SCR脫硝一體化技術”，窯尾煙氣自預熱器出口進入高溫電除塵器進行預除塵，將粉塵濃度降低至30g/m3以內，降塵后的煙氣進入SCR脫硝系統高效脫除氮氧化物，最終出口氮氧化物濃度小于50mg/m3。
7、運行情況
本工程投產后運行安全穩定，環保效果如下：
1)燒結煙氣污染物得到有效控制，排放的各類污染物符合《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》(GB28662-2012)排放要求，其中主要污染物排放限值達到：顆粒物濃度小于10mg/m3，SO2濃度小于35mg/m3，NOx濃度小于50mg/m3；
2)煙氣凈化的副產品可資源化利用，生產廢水由全廠污水處理廠統一處理；
3)噪聲污染得到有效的控制與治理，廠界排放噪聲符合《工業企業廠界環境噪聲排放標準》3類標準。
8、技術應用產生的碳減排效果
增壓風機、SO2風機采用變頻運行，節電約1.5kWh/噸燒結礦；稀釋空氣采用解析塔排放廢熱煙氣，節約蒸汽0.5t/噸燒結礦；設備冷卻水循環利用，節約水資源0.3m3/噸燒結礦。
原標題：2022年實用技術 |湖南中冶長天——雙級錯流式活性炭法多污染物協同凈化工藝
