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耐火行业工艺的介绍及相关烟气处理的工艺说明

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耐火行业工艺的介绍及相关烟气处理的工艺说明

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耐火行业工艺的介绍及相关烟气处理的工艺说明

  1.隧道窑烟气超低排放技术:干法脱硫+布袋除尘器+补燃升温+低温脱硝技术

  大多数隧道窑出口烟气温度在200-250℃,烟气中含有二氧化硫和氮氧化物等污染物。为了减少能耗、保证了催化剂的效率和寿命,我们提出“干法脱硫+布袋除尘器+低温脱硝技术”。平时运行直接利用200多度的烟气温度实现脱硫脱硝除尘。同时预留补燃升温装置,当运行工况波动排烟温度低于180℃时,可采用补燃升温的措施,保证系统的稳定达标运行。工艺流程图见图1,典型项目案例见图2、图3、图4。

  2.高纯窑烟气脱硝技术:温度补偿+中温脱硝技术

  耐火材料行业的高纯窑因其排烟温度低(80-150℃左右),氮氧化物浓度高(5000~10000mg/m³)而成为行业治理的难点。我公司在充分了解这类炉窑的运行工况后提出了“温度补偿+中温脱硝技术”。通过利用温度补偿的方式回收脱硝后净烟气的热量可将窑炉出口的排烟温度可提升至180℃,再利用热风炉提高脱硝反应器进口烟气温度至320℃。脱硝反应器采用多级串联的形式,加热后的烟气和脱硝还原剂混合后,在整流装置的均流作用下,分级穿过脱硝催化剂,实现氮氧化物的达标排放。

  为了适应炉窑排烟温度的波动,我们采用了调温措施,利用脱硝高温烟气调节换热器进口烟气温度。通过以上措施,实现了氮氧化物的达标排放。

  3.中档竖窑脱硝除尘技术

  中档竖窑由于生产工艺的特殊性,排烟温度周期性波动,波动范围大(80~400℃),氮氧化物排放浓度高(3000mg/m³左右),其烟尘、氮氧化物的治理一直是行业难题。鉴于此,我公司通过“开发基于不锈钢超细纤维为基材滤芯”,滤芯于脱硝催化剂联用,满足在80-400℃温度范围下实现烟尘、氮氧化物的达标排放。金属滤芯不仅耐高温,且有较好的耐酸、耐碱腐蚀特性,可在类似的复杂工况进行推广使用。

  4. 电炉除尘脱硝技术

  电炉通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。

  电弧炉以电能为主要能源。电能通过石墨电极与炉料放电拉弧,在炉料熔化时的大部分时间里,高温热源被炉料所包围,高温废气造成的热损失相对较少,因此热效率高于转炉等其他设备。此外,电加热容易精确地控制炉温,可以根据工艺要求在氧化气氛或还原气氛、常压或真空等任何条件下进行加热操作。

  电弧炉可将温度升高到2000℃以上,在进料时,大量的空气从外界进入到电炉内,短期内氮氧化物的量及氧含量会非常高,且温度变化范围非常大,排烟温度可从几十摄氏度到几百摄氏度范围内波动,脱硝难度较大,且烟气中含有一定的粉尘颗粒同时需要处理。

  在通过对多家电炉企业的调研后,我公司采用“无组织排放转为有组织排放+金属滤筒除尘+臭氧脱硝装置”对整个烟气进行脱硝除尘处理,通过将无组织排放烟气通过收尘罩收集后经过耐高温金属滤筒过滤粉尘,满足60-300℃温度范围下实现烟尘的达标排放,经过处理后的烟尘进入臭氧处理装置,在臭氧装置的作用下完成脱硝反应。金属滤筒不仅耐高温,且有较好的耐酸、耐碱腐蚀特性。

  5. 推板窑

  推板窑,又称推板炉或推板式隧道窑,是一种连续式加热烧结设备,按照烧结产品的工艺要求,布置所需的温区及功率,组成设备的热工部分,满足产品对热量的需求。

  把烧结产品直接或间接放在耐高温、耐磨擦的推板上,由推进系统按照产品的工艺要求对放置在推板上产品进行移动,在炉膛中完成产品的烧结过程。

  推板窑属于小型隧道窑一类,在推板窑两侧设计燃烧室利用煤炭加热燃烧称为燃煤推板窑;使用天然气或者煤气进行燃烧加热。

  其处理工艺和隧道窑大致相同,可参考相同的隧道窑工艺路线。

  我方目前考虑采用的工艺为:干法脱硫+布袋除尘+低温SCR技术。

  6.倒焰窑(又称梭式窑或抽屉窑)

  倒焰窑是指一种间歇式的烧成窑炉。主要由燃烧室、窑膛、窑底烟道等组成。特点为构造简单,但热效率不高。用于硅酸盐、冶金、化工等工业。

  天然气烧倒焰窑的工作流程,将天然气加进燃烧室中,一次空气进入与其进行燃烧。燃烧产物自挡火墙和窑墙所围成的喷火口至窑顶,再经过窑内制品倒流至窑底,由吸火孔、支烟道及主烟道流向烟囱并被排出。在火焰流经制品时,其热量以对流和辐射的方式传给制品。

  倒焰窑是根据窑内火焰的流动情况命名的,燃料燃烧的火焰从燃烧室进入烧成窑室后向上冲向拱顶,受到拱顶的阻挡和窑底烟道的抽力而折向下运动,流经坯体或承载坯体的窑具的料垛,并将热能传递给坯体,使坯体在加热时发生物理化学变化而最终烧结,火焰则通过窑底的吸火孔汇集到烟道,由烟囱排出。由于火焰在窑内流动过程是向上至拱顶后又向下流动,故称之为倒焰窑。

  倒焰窑运行时窑内温度从常温到1680℃,氮氧化物的量会逐渐上升,氧含量在13%~17%,脱硝难度较大。

  我公司针对此特殊工况研究出臭氧脱硝装置对整个烟气进行脱硝处理,可以在全工况的情况下对烟气中的氮氧化物进行处理。

  7.连体窑

  此窑目前国内较少,为清华大学研发的窑炉型式,多个小室连在一起,逐个燃烧,运行相对复杂,温度变化大,氧含量较高,氮氧化物数值偏高,二氧化硫瞬间值较高。

  我公司针对此类项目研发出工艺路线:

  排放烟气→换热器→热风炉升温(备用)→尿素热解→低温SCR→引风机→脱硫塔 →通过直排烟囱排出。