有色冶煉(liàn)煙氣脫硝(xiāo)技術的現狀與展望
天(tiān)清佳遠(yuǎn)催化燃(rán)燒裝置主要是利用催化劑來改變反應條件以(yǐ)達(dá)到在較(jiào)低條(tiáo)件下去除有機物(wù)的(de)淨化裝置,催化燃(rán)燒裝置內的發生(shēng)的氣固相(xiàng)催化反應(yīng)的實質是活性氧參(cān)與的濃度氧化作用(yòng)。在(zài)催化劑用(yòng)來降低化學反應(yīng)的活(huó)化能(néng),使反應條件更有利(lì)於所能控製的條件。借助催化劑的作用使用廢氣在較低的(de)起燃溫度條件下,發生無焰燃燒,並將其氧化分解為無害(hài)的CO2和(hé)H2O同時放出大量的熱能,從而達到去除廢氣中的有害物質的目的。
我國有色金屬冶煉煙氣排放的氮氧化物主要有三種類型,即製酸尾氣、工業爐煙氣和貴金屬車間廢氣。對於不同的工藝,NOx的濃度差別很大,從幾十毫(háo)克每立方米到幾萬毫克每(měi)立方米不等,需要用不同的方法處(chù)理。
一 有色金屬行業氮氧化物排放類型
1.爐膛煙氣
各種有色爐(lú)煙氣中的NOx濃度一(yī)般在幾萬到幾千毫克每立方(fāng)米,煙氣溫(wēn)度基本能滿足SNCR法的要求。在(zài)除塵過程中,煙氣溫度降至120 ~ 300,但(dàn)煙氣中含有的重金屬氧化物粉塵會迅速使SCR催化劑失(shī)活。
國內(nèi)某鉛鋅冶煉企業設計了一套SNCR尿素脫硝裝置,用於(yú)處理鉛冶煉底吹爐煙(yān)氣中的氮氧化物。工業試驗證明,質量分數為10% ~ 15%的尿素水溶(róng)液以(yǐ)80 ~ 120 L/h的噴霧速度在底(dǐ)吹爐(lú)垂直煙道(dào)下部霧化(huà)噴霧,製酸尾氣中的NOx濃度可達到100mg/m3以下的特殊排放限(xiàn)值。
2.製酸煙氣
我(wǒ)國有(yǒu)色冶煉企業製酸尾氣基本符(fú)合(hé)行業NOx排放標準(zhǔn)要求(qiú),NOx排(pái)放濃度一般在200mg/m3以內。因此,酸性冶煉煙氣中NOx的(de)排放並沒有引起國內的重(chóng)視,幾乎沒有案例參考。
選擇性催化還原用於冶煉煙氣脫硝。脫硝反應(yīng)器放置在製酸一次轉化之(zhī)前(qián),此時煙氣已完全淨化並滿足(zú)反應溫度要求。國外已成功應用選擇性催化還原法脫除冶煉煙氣製酸中的氮氧化物。荷蘭布代爾(ěr)鋅廠采用選擇性催化還原法去除冶煉煙氣製酸中的氮氧化物,效果良好。設計氮氧化物濃度為200毫克/立方米,去除率可達95%。日本(běn)某冶煉廠製酸係統采用可控矽(guī)裝置進行改造,設計氮氧化物濃度為200毫(háo)克/立(lì)方米,去除率可達95%。
采(cǎi)用冶煉酸性煙氣脫硝方(fāng)法後,成品硫酸中的NOx含量可(kě)達到工業硫酸標準的(de)要求。除(chú)了製酸煙氣(qì)脫硝外,成(chéng)品硫酸中的NOx也可以(yǐ)直接脫除。
3.貴金屬車間廢(fèi)氣
在有色金屬工業中,稀有貴金屬的(de)酸洗、酸溶和浸出一般使用大量的硝酸。NOx在(zài)加熱過程中會隨著硝酸霧等物質的排出而排出,濃度在幾千到幾萬毫克每立方米,具有間歇性排放的特點。目前,稀有貴金屬(shǔ)冶煉車間產生的氮氧化物一般采用堿吸收法處理,氮氧化物整(zhěng)體吸收效率低,效(xiào)果不明顯。礦冶集(jí)團自主研發的幹法吸附工(gōng)藝取代了(le)韶關冶煉廠原有的堿吸收工藝,應用於貴金屬(shǔ)車間的氮氧化物處理。氮氧化物濃度從每(měi)立(lì)方米幾萬毫克降(jiàng)至排放標準以下,效果良好。近年來,礦冶集團對吸附劑原料(liào)的選擇進行了改進,進一(yī)步提高了NOx的吸附效果,提高了吸附劑的機械(xiè)強度。
二 脫硝(xiāo)技術
1)選擇(zé)性催化還原法(fǎ)
在(zài)一定溫度範圍內,利用NH3等還(hái)原性氣體和鉑、鈀、鉬、鐵等催化劑,可將氮氧化物選擇性還原為N2和H2O,氮氧化物的去(qù)除率在(zài)90%以上,適用於(yú)處理空氣量較大的工業爐廢氣。其缺點是NH3對儲存(cún)、運輸和設備有要求,催化劑(jì)昂貴,處理後的尾氣中多餘的NH3需要處(chù)理。
2)非選擇性催化還原法
在一定溫(wēn)度下(xià),在催化(huà)劑(鉑、鈀等貴金屬)的作用下,含氮氧化(huà)物氣體與氫氣、甲(jiǎ)烷、一氧化碳和(hé)低烴化合物還原劑反應(yīng),反應產物為氮氣、水(shuǐ)和二氧化碳。但不同還原(yuán)劑預熱溫度和起燃溫度不同(tóng),對工藝(yì)設備要(yào)求也較高,受鍋爐結構尺寸影響較大,因此常作為低氮燃燒技術的補充處理手段。
3)吸附法
吸附(fù)劑用於通(tōng)過化學吸(xī)附或物理吸附來處理(lǐ)氮氧化物。用於化學吸(xī)附的吸附劑(jì)是氫氧化錳、堿性氧化鐵等物質。物(wù)理(lǐ)吸附的吸附劑主要包括分子篩、矽膠、沸石、活性炭和高分子材料。傳統的吸附方法存在吸(xī)附效(xiào)率有限的(de)問題。
三 結語
通過分析有色(sè)冶煉行業(yè)的氮氧化(huà)物排(pái)放特(tè)點和排放標準要(yào)求,指出有色冶煉行業脫硝的(de)現狀和發展趨勢。煙氣(qì)脫硫脫硝一體化技術是在傳統煙氣脫硫技術的基礎上,同時進行協同(tóng)脫(tuō)硝。該技術既有傳統技術的優勢,又有自身獨特的優勢,特別適合有色冶煉煙氣脫硝。