Способ очистки отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания



Способ очистки отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания
Способ очистки отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания
Способ очистки отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания

 


Владельцы патента RU 2508159:

СИМЕНС ФАИ МЕТАЛЗ ТЕКНОЛОДЖИЗ ГМБХ (AT)

Изобретение может быть использовано в металлургической и химической промышленности. В отходящий газ спекательной установки или установки окомковывания вверх по потоку перед тканевым фильтром (3), в частности в газоотводный канал (2), вводится сухой аддитив, содержащий реагент и адсорбент. Затем адиттив отделяют от отходящего газа посредством тканевого фильтра (3). В качестве реагента используют бикарбонат натрия NаНСО3. Адиттив, по меньшей мере, частично рециркулируют в поток отходящего газа выше по потоку относительно тканевого фильтра (3), в частности в газоотводный канал (2). Отходящий газ имеет температуру ниже 140°C, а среднее время пребывания свежеиспользованного реагента составляет более двух часов. Исключается охлаждение газа, необходимого для известьсодержащего реагента. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу очистки отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания, при котором в отходящий газ спекательной установки или установки окомковывания вверх по потоку перед тканевым фильтром, в частности в газоотводный канал, вводится сухой аддитив, который затем отделяется от отходящего газа посредством тканевого фильтра.

В качестве спекательных установок рассматриваются, в частности, спекательные установки для железной руды, причем спеченные руды используются в производстве чугуна. Установки окомковывания служат для изготовления железорудных окатышей при производстве чугуна.

Под термином «тканевый фильтр» подразумеваются рукавные, мешочные, суконные, текстильные фильтры и фильтры из металлической ткани.

Под термином «аддитив» следует понимать как свежий аддитив, содержащий реагент и дополнительно, при необходимости, адсорбенты, так и рециркулят.

Экологические службы уделяют сегодня основное внимание спекательным установкам и установкам окомковывания заводов черной металлургии с полным циклом, поскольку на долю спекательных установок из-за огромных количеств отходящего газа (обычно 300000-1000000 Нм3/ч) приходится значительная часть выбросов вредных веществ. В их число входят, прежде всего, мелкие пыли и аэрозоли (соли), а также тяжелые металлы (Hg, Pb, Cd), органические вещества, такие как полихлорированные диоксины/фураны, VOC (летучие органические вещества), PAC (полициклические ароматические вещества), оксиды азота и кислые компоненты, такие как диоксид серы/серный ангидрид, HCl и HF.

В спекательных установках или установках окомковывания обычные температуры отходящего газа в нормальном режиме работы лежат ниже 140°С, т.е. между 90 и 140°С. При нарушениях режима работы могут, однако, возникать температурные пики выше 200°С.

Установки для очистки отходящего газа спекательных установок известны, например, из австрийского промышленного образца АТ 8227 U1 того же заявителя. Однако для осуществления предполагаемого способа предусмотрено охлаждение или увлажнение отходящего газа в газовом кондиционере. Кроме того, предложено использование извести или гашеной извести в качестве реагента.

Задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании известных способов таким образом, чтобы кондиционирования для очистки (особенно обессеривания) отходящего газа больше не требовалось. Это позволяет снизить инвестиционные затраты на такую газоочистительную установку.

Задача решается посредством способа по п.1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах.

За счет того, что аддитив содержит бикарбонат натрия NaHCO3, главным образом, используемый в качестве реагента, увлажнения потока отходящего газа не требуется, поскольку NaHCO3 после термического превращения (активирование) в соду вступает в непосредственную реакцию с важнейшими вредными веществами. Поскольку NaHCO3, по меньшей мере, частично рециркулиуется в поток отходящего газа вверх по потоку перед тканевым фильтром, в частности, в газоотводный канал, можно гарантировать хорошее использование NaHCO3.

Прежде всего NaHCO3 термически активируется за счет того, что он приводится в контакт с горячим отходящим газом, превращается в углекислый натрий Na2CO3 (сода) и при этом приобретает большую удельную (внутреннюю) поверхность, которая способствует максимально полной реакции обмена реагента с кислыми компонентами отходящего газа и которая может использоваться также для адсорбции вредных веществ. При этом превращении возникает высокопористая структура частиц соды.

2 Na2НCO3 + тепло → Na2CO3 + СО2 + Н2О

Важными реакциями с кислыми компонентами отходящего газа являются:

2 NaНCO3 + SO2 + ½ O2 → Na2SO4 + Н2О + 2 CO2

NaНCO3 + HCl → NaCl + Н2О + CO2

NaНCO3 + HF → NaF + Н2О + CO2

Na2CO3 + SO2 + ½ O2 → Na2SO4 + CO2

Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + Н2О + CO2

Na2CO3 + 2 HF → 2 NaF + Н2О + CO2

Поскольку в предложенном способе не требуется охлаждения отходящего газа, в случае подключения каталитической установки деазотирования (технология SCR-DeNOx), как это потребуется в будущем в спекательных установках и установках окомковывания, возникает дополнительное преимущество, состоящее в том, что из-за более высоких выходных температур отходящего газа необходимое для технологии SCR-DeNOx устройство для повышения температуры отходящего газа до требуемой рабочей температуры становится меньше и поэтому более оптимальным в отношении инвестиционных затрат и эксплуатационных расходов. Поскольку в газоотводной канал не вводится влага, практически не возникает опасности припекания.

Использование адсорбентов, таких как активированный уголь или кокс подовой печи, для адсорбции тяжелых металлов и PCDD/F (полихлорированные дибензодиоксины/фураны) можно значительно сократить, поскольку уже NaНCO3 и Na2CO3 (сода) вследствие образовавшейся при активировании пористой структуры связывают значительную их долю.

Благодаря высокой стехиометрии соды, отщеплению СО2 от NaНCO3 при превращении в соду, а также уже упомянутому меньшему применению адсорбентов образуются соответственно меньшие количества остаточных веществ по сравнению с известьсодержащим, введенным в сухом виде реагентом. Это существенно снижает эксплуатационные расходы.

NaНCO3 используется во множестве мусоросжигательных установок и электростанциях для очистки отходящего газа. Однако эти процессы связаны с другими условиями, а именно с существенно более высокими температурами отходящего газа (> 150°С). Также, состав отходящего газа отличается от состава отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания. Так, например, концентрация хлороводорода в мусоросжигательных установках и на электростанциях в 10-100 раз выше. Поэтому производителям NaНCO3 (например, фирма «Сольвей») для использования NaНCO3 с целью очистки отходящего газа требуется также его температура выше 140°С, поскольку только при температурах выше 140°С происходит достаточное требуемое превращение NaНCO3 в Na2CO3.

Скорость превращения существенно зависит от температуры отходящего газа: чем она выше, тем быстрее происходит превращение (термическое активирование). При этих высоких температурах (> 150°С) превращение происходит «in situ», т.е. непосредственно при вводе, в течение нескольких секунд. Это необходимо потому, что введенный NaНCO3 осаждается затем в электро- или тканевых фильтрах в качестве продукта реакции и выводится из процесса. Однако, чтобы стехиометрию, т.е. отношение введенного количества реагента к осажденному количеству кислых компонентов газа, поддерживать на уровне, представляющем интерес с производственно-экономической точки зрения, требуется почти полное превращение NaНCO3.

В спекательных установках и установках окомковывания температуры отходящего газа обычно лежат ниже 140°С, в частности, в большинстве случаев ниже 130°С, т.е. между 60 и 140°С, в большинстве случаев между 90 и 130°С и являются слишком низкими для осуществления известных способов. Однако, поскольку в предложенном способе аддитив рециркулируется, время его пребывания в диапазоне повышенных температур от 60 до 140°С, в частности, от 90 до 130°С возрастает и, соответственно, может продолжаться превращение NaНCO3 в соду. Более низкие температуры компенсируются, следовательно, бόльшим временем пребывания и/или более тонкой степенью помола NaНCO3.

Пилотные опыты и лабораторные исследования показали, что уже при 110°С и ниже обессеривание может осуществляться с хорошей стехиометрией, а, кроме того, одновременно выброс тяжелых металлов, PCDD/F и других органических вредных веществ может быть уменьшен существенно, а NOx - частично.

Сравнение с традиционным обессериванием гашеной известью показало следующее.

Признак Гидрат извести Бикарбонат натрия NaНCO3
Степень обессеривания 30-80% (в зависимости от качества и температуры кондиционирования газа) > 90% (если требуется)
Коэффициент стехиометрии для обессеривания 2,0-4,0 (в зависимости от качества реагента и температуры кондиционирования газа) 1,05-1,3
Возникающее остаточное количество веществ 100% 60-70%
Затраты на реагент 100% 140-200%
Температура отходящего газа после очистки 85-100°С Практически равна входной температуре отходящего газа
Охлаждение газа (снижение температуры отходящего газа) 20-50°С ≈ 0°С
Потребность в адсорбенте 100% 0-70%
Деазотирование количества газа, поступающего в горелки 100% 70-85%

Бикарбонат натрия NaНCO3 поэтому особенно предпочтителен по сравнению с известьсодержащим реагентом, если

- требуется высокая степень обессеривания;

- отходящий газ имеет, в среднем, температуру > 90%;

- затраты на захоронение высоки, а захораниваемое количество должно поддерживаться небольшим;

- на следующем этапе осуществляется каталитическое деазотирование (технология SCR-DeNOx), или в будущем оно должно следовать за очисткой газа.

Особенно хорошие результаты в отношении стехиометрии достигаются в том случае, если степень рециркуляции берется такой, что среднее время пребывания свежевведенного аддитива составляет несколько часов, в частности, более суток, и только затем он выводится из системы. Если должно быть реализовано меньшее время пребывания при неизменно хорошей стехиометрии, то оно может достигаться соответствующей тониной помола NaНCO3. Для этого может быть предусмотрено, чтобы реагент поставлялся крупнозернистым и лишь незадолго перед использованием размалывался до необходимой тонины.

Максимально возможное количественное превращение NaНCO3 существенно улучшается, если аддитив как можно дольше, предпочтительно более получаса, остается в виде кека на тканевом фильтре, прежде чем он будет очищен. После временного хранения в емкости аддитив затем снова вводится в газовый поток и снова остается на этот отрезок времени в кеке.

Ввод аддитива в поток отходящего газа и пространство для контакта с отходящим газом осуществляются предпочтительно методом кипящего слоя.

Под методом кипящего слоя понимается метод, при котором аддитив вводится в поток отходящего газа, подхватывается им, и во время этой транспортировки происходит перенос вещества в результате реакции и/или адсорбции компонентов отходящего газа на аддитив. Концентрация аддитива в обтекаемом отходящим газом пространстве при осуществлении метода кипящего слоя оказывается ниже на величину приблизительно в диапазоне от нескольких миллиграмм до ста грамм на кубический метр. В противоположность этому при осуществлении методов неподвижного слоя, псевдоожиженного слоя и вихревого слоя концентрация аддитива в обтекаемом отходящим газом пространстве лежит в диапазоне примерно килограмма и более на кубический метр.

Преимущество метода кипящего слоя заключается, в частности, в более низких инвестиционных затратах и в меньшей потере давления газового потока, которая выражается в меньших эксплуатационных расходах.

За счет того, что аддитив вводится в поток отходящего газа, по меньшей мере, в одном месте, преимущественно против или поперек (перекрестный поток) направления течения отходящего газа, повышается относительная скорость между отходящим газом и аддитивом, и тем самым повышается также скорость реакции между аддитивом и отходящим газом. Особенно эффективной при этом является относительная скорость между аддитивом и отходящим газом, по меньшей мере, 30 м/с в противотоке и, по меньшей мере, 15 м/с в перекрестном потоке.

Если аддитив вводится в нескольких местах вдоль направления течения отходящего газа, то могут добавляться соответственно меньшие количества аддитива, которые могут более однородно распределяться, как если бы было произведено одноразовое добавление большого количества аддитива. Реагент и адсорбент могут вводиться вместе или раздельно.

Один вариант осуществления изобретения состоит в том, что аддитив вводится, по меньшей мере, в одном определенном сечении газоотводного канала в нескольких распределенных по сечению местах. За счет этого можно гарантировать более однородное распределение аддитива по сечению газоотводного канала и тем самым лучшее использование аддитива, так что аддитив равномерно расходуется и происходит равномерная нагрузка фильтровальной ткани (однородная структура кека).

Предпочтительно, чтобы аддитив вводился, по меньшей мере, через одну фурму. Фурма представляет собой тонкую трубу, по которой аддитив вводится в отходящий газ. Труба может быть направлена в газоотводный канал приблизительно перпендикулярно его поверхности и, при необходимости, загнута на конце против направления течения отходящего газа.

Аддитив содержит, по меньшей мере, NaНCO3 в качестве реагента и может дополнительно содержать адсорбент, такой как кокс подовой печи или активированный уголь. С помощью реагента могут отделяться кислые компоненты, такие как SO2, SO3, HCl, HF, а также связываться тяжелые металлы и органические вредные вещества. С помощью адсорбента могут связываться вредные компоненты, такие как тяжелые металлы и органические вещества. Ввод осуществляется особенно просто, если адсорбент и NaНCO3 вводятся одновремено. Возможен также раздельный ввод.

Предпочтительно также, чтобы рециркулят и свежий адсорбент/реагент вводились в разных местах. Благодаря этому их количества могут изменяться независимо друг от друга, что приводит к лучшему использованию аддитива. Пики вредного газа могут, таким образом, лучше улавливаться, поскольку адсорбент и, при необходимости, реагент могут подаваться адресно и дозированно.

Адсорбент и/или реагент могут вводиться либо перед рециркулятом, либо после него. Если адсорбент и/или реагент вводится перед рециркулятом, то свежий адсорбент и/или реагент попадает на еще не очищенный отходящий газ с высокой концентрацией вредных веществ, тогда как уже частично прореагировавший рециркулят попадает на уже частично очищенный отходящий газ с низкой долей вредных веществ.

В частности, может быть предусмотрено, что адсорбент вводится в зависимости от доли конденсируемых органических соединений и/или от доли тяжелых металлов, и/или что реагент вводится в зависимости от доли кислых компонентов (в частности, диоксида серы) в отходящем газе.

Изобретение поясняется в дальнейшем описании варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:

- Фиг.1 изображает устройство для осуществления предложенного способа;

- Фиг.2 - график превращения NaНCO3 в Na2CO3 в зависимости от температуры и гранулометрического состава;

- Фиг.3 - график превращения NaНCO3 в Na2CO3 в зависимости от температуры при том же гранулометрическом составе.

На фиг.1 отходящий из спекательной установки газ 1 подается в газоотводный канал 2 предпочтительно посредством нагнетателя технологического газа и, при необходимости, ступени предварительного обеспыливания (электрофильтры или циклоны). Необходимое для очистки отходящего газа пониженное давление (потеря давления установкой) обеспечивается опорным нагнетателем 14. Газоотводный канал 2 имеет, в основном, постоянное сечение и заканчивается в тканевом фильтре 3. Разумеется, газоотводный канал 2 необязательно должен состоять из горизонтальных и вертикальных участков.

Свежий аддитив, с одной стороны, подается в качестве реагента NaНCO3 в бункер 7 и хранится там, а, с другой стороны, в качестве адсорбента - в бункер 8 и хранится там. Извлечение материала из бункеров 7, 8 осуществляется посредством шлюзовых затворов. Они транспортируют материал в соответствующие бункеры-дозаторы 9, 10, которые взвешены и оснащены датчиками уровня.

Заполненный в бункеры-дозаторы 9, 10 адсорбент или реагент регулируется точно по количеству посредством дозирующих шнеков. Подача адсорбента происходит по соответствующей магистрали 12. При этом посредством сжатого воздуха 13 для пневмотранспорта адсорбент транспортируется к подающему устройству 4 и вдувается с помощью его фурм в газоотводный канал 2. Дозированный точно по количеству реагент размалывается в мельнице 16 до необходимой величины (в зависимости от температуры газа и времени пребывания, обычно d90 20-100 мкм) и посредством сжатого воздуха 17 для пневмотранспорта по подающей магистрали 18 транспортируется к фурмам подающего устройства 6. Оба устройства 4, 6 заканчиваются близко к началу газоотводного канала. Дозированное количество аддитива заменяет израсходованные адсорбент и реагент, вынесенные посредством шлюзования остаточного вещества в бункер 11. В качестве альтернативы существует возможность ввода реагента вместе с адсорбентом в газоотводный канал по транспортному тракту 29 и подающей магистрали 12.

Адсорбент и реагент вдуваются в противотоке или перекрестном потоке с высокой относительной скоростью. Скорость отходящего газа составляет в этом месте 15-25 м/с, а скорость вдувания - 15-50 м/с, так что достигается относительная скорость 30-75 м/с, в частности, 40-60 м/с при вдувании в противотоке и более 15 м/с при вдувании в перекрестном потоке. Противоток обуславливает по сравнению с перекрестным потоком технологические преимущества вследствие более высокой относительной скорости.

В качестве другой альтернативы адсорбент и/или реагент вместе с рециркулятом подаются по транспортным трактам 30, 31 в подающую магистраль 27 и также одновременно вводятся в газоотводный канал 2 через подающее устройство 5, расположенное вблизи тканевого фильтра 3.

Адсорбент представляет собой в этом примере сухой кокс подовой печи с насыпной плотностью около 0,55 г/см3 и гранулометрическим составом d90 около 50 мкм.

Реагент представляет собой в этом примере сухой NaHCO3 с насыпной плотностью 1,0-1,2 г/см3 и гранулометрическим составом d90 20-100 мкм. Опыты показали зависимость степени помола как от скорости превращения, так и от температуры газа.

На фиг.2 и 3 изображены графики превращения NaHCO3 на воздухе. На горизонтальной оси нанесено время t в минутах, а на вертикальной оси - уменьшение массы NaHCO3 в % от первоначальной массы. Если масса уменьшилась на 37%, то NaHCO3 полностью превратился в Na2CO3. Это значение отмечено жирной горизонтальной линией.

На фиг.2 превращение NaHCO3 при температуре отходящего газа 150°С и гранулометрическом составе d90 около 50 мкм обозначено штрихпунктирной линией, превращение NaHCO3 при температуре отходящего газа 130°С и гранулометрическом составе d90 около 35 мкм - штриховой линией, а превращение NaHCO3 при температуре отходящего газа 110°С и гранулометрическом составе d90 около 20 мкм - сплошной линией.

На фиг.3 гранулометрический состав для всех температур был оставлен одинаковым, а именно d90 около 35 мкм. При температуре 150°С полное превращение происходит быстрее всего, а при остальных температурах время полного превращения возрастает с уменьшением температуры.

Чем тоньше помол, тем быстрее происходит превращение. Поскольку время пребывания длительное, NaHCO3 необязательно размалывать так же тонко, чтобы достичь такой же степени использования (стехиометрия). При необходимости NaHCO3 вследствие его материальных свойств следует размалывать непосредственно перед вводом в газовый поток.

В принципе, способ можно проводить начиная уже с температуры отходящего газа 60, 70 или 80°С, если предусмотрено соответственно длительное время пребывания.

На нижнем горизонтальном участке газоотводного канала 2 на фиг.1 рециркулят вводится в поток отходящего газа через подающее устройство 5 против направления потока или поперек него. Также здесь достигается относительная скорость 30-75 м/с, в частности, 40-60 м/с, при вдувании в противотоке и более 15 м/с - при вдувании в перекрестном потоке.

Затем отходящий газ попадает в тканевый фильтр 3. Его основной задачей является отделение подхваченных отходящим газом твердых веществ. Они состоят из спеченной пыли, продукта реакции, неизрасходованного реагента, адсорбента и рециркулированного остаточного вещества.

Чтобы очень тонкие пылевые частицы и органические компоненты отходящего газа не проникали в собственно фильтровальную ткань, не осаждались там и тем самым препятствовали быстрой потере давления (глубокая фильтрация ведет к донасыщению рукавов), фильтровальная ткань предпочтительно снабжена мелкопористой полимерной мембраной или мелкопористым полимерным покрытием, или пропиткой. За счет этого пылевые частицы осаждаются на поверхности и образуют кек, который далее выполняет собственно фильтрующую функцию (поверхностная фильтрация).

В качестве фильтровальной ткани используется, например, стеклоткань с покрытием из PTFE (политетрафторэтилен) или арамид с PTFE-покрытием.

Во избежание конденсации влаги в осажденной пыли, которая может возникнуть вследствие влажности отходящего газа спекательной установки, критические технологические части установки изолируются и, при необходимости, попутно обогреваются.

Чтобы еще перед первым воздействием отходящим газом образовался определенный фильтрующий вспомогательный слой, тканевый фильтр 3 может быть предварительно покрыт вспомогательными веществами, например, известково-угольной смесью с добавками, известной, например, под маркой Sorbalit®. Этот слой связывает также влагу, которая при запуске процесса конденсируется из отходящего газа и препятствует, таким образом, повреждению фильтровальной ткани. Может быть предусмотрено устройство для подачи материала с целью его предварительного покрытия, однако на чертежах оно не показано.

Используемый тканевый фильтр 3 состоит, в основном, из корпуса 21 с фильтрующими рукавами, камеры 22 для неочищенного газа, выпускных воронок 23 и камеры 24 для очищенного газа.

Запыленный отходящий газ попадает по входному каналу в камеру 22. При этом скорость газа уменьшается, и пылевые частицы равномерно распределяются по газораспределительной стенке 25. Газовый тракт запирается головной плитой (дно рукавов), так что весь газовый поток может проникать только по фильтрующим рукавам через заслонку для очищенного газа и камеру 24 к магистрали 15 для очищенного газа, которая ведет к дымовой трубе.

Пыль пристает к натекаемым сверху фильтрующим рукавам и образует кек. Он вызывает собственно фильтрующий эффект. По мере запыления рукавов непрерывно возрастает также перекрываемое сопротивление фильтра. Для его поддержания на рентабельном уровне фильтрующие среды необходимо время от времени очищать с помощью системы очистки. Через управляемый клапан сжатый воздух 28 попадает из пневмораспределительной трубы в приданные каждому ряду рукавов дутьевые трубы, так что каждый рукав равномерно очищается. За счет коротких регулярных пневмоимпульсов, усиленных дополнительным инжектором Вентури, приставший слой пыли в значительной степени сбивается. Сопла Вентури и сопла дутьевых труб используются для оптимизации потребности в сжатом воздухе. Расположенная внутри опорная корзина поддерживает при этом форму фильтрующего рукава. При очистке фильтрующих рукавов пыль падает между ними в выпускные воронки 23 и непрерывно удаляется из них посредством выпускных органов. Вибраторы на стенках воронок облегчают удаление пыли.

Часть пыли выводится из технологической цепи и транспортируется в бункер 11. Преобладающая доля снова возвращается в газоотводный канал 2. При этом удаленный из тканевого фильтра 3 посредством механических транспортеров рециркулят подается через систему 26 дозирования посредством транспортеров к подающей магистрали 27 и через подающее устройство 5 вводится в газоотводный канал 2. Рециркулят может вдуваться (в противотоке или перекрестном потоке) или дозироваться за счет силы тяжести и, при необходимости, распределяться в газовом потоке посредством статических смесительных элементов. Система 26 дозирования обеспечивает постоянный поток материала.

Рециркулят сухой (< 1 мас.% влаги) имеет насыпную плотность 0,4-0,5 г/см3 и гранулометрический состав d90 10-50 мкм.

За счет рециркуляции еще используемые в остаточном веществе доли непрореагировавшего реагента, а также лишь немного загрязненный адсорбент еще раз попадают в цикл и в тканевый фильтр 3. Это уменьшает расход реагента и обеспечивает существенное улучшение осаждения вредных веществ в результате адсорбции за счет повышения концентрации адсорбента в отходящем газе.

Рециркуляция пыли тканевого фильтра вызывает также улучшение осаждения тонких пылей на тканевом фильтре 3. Субмикронные пылевые частицы уже были коагулированы. В соответствии с этим возрастает средний диаметр осаждаемых частиц.

Осаждение вредных веществ в данном способе происходит следующим образом. NaHCO3 после термического активирования и, при необходимости, имеющийся адсорбент поглощают в своих порах органические компоненты и тяжелые металлы. При осаждении кислых компонентов реагент частично вступает в реакцию с ними в кипящем слое. Остаток от осаждения проходит через кек.

Когда отходящий газ вступает в контакт с NaHCO3, кислые компоненты отходящего газа, такие как SO2, SO3, HCl и HF, вступают в химическую реакцию с этим реагентом (после термического активирования) и образуют сухие твердые вещества в качестве продукта. Эти твердые вещества удаляются затем в тканевом фильтре 3 из потока отходящего газа.

Чтобы достичь нужной производительности осаждения кислых компонентов, необходимо дозировать реагент.

В результате адсорбции органические компоненты (диоксины, фураны, VOC, PAC), а также содержащиеся в отходящем газе тяжелые металлы (в первую очередь, Hg, Cd) осаждаются за счет того, что они связываются после диффузии в каналах пор. Образующаяся после термического активирования сода, а также используемый, например, кокс подовой печи имеют предельно большой объем пор и связывают эти вредные компоненты внутри зерна. Адсорбция может быть усилена за счет химических процессов в порах кокса, например, еще имеющийся в отходящем газе SO2 в определенной степени превращается в серную или сернистую кислоту, в реакцию с которой, в свою очередь, вступают тяжелые металлы (Hg).

Тяжелые металлы через первичное сырье (руда и добавки), а также через вторичный материал (пыли/шламы) попадают в отходящий газ из спекательной установки или установки окомковывания. Например, за счет согласования дозирования реагента и/или адсорбента можно избежать пиков или превышений выбросов.

Органические соединения (VOC и PAC) происходят из содержащихся в спеченной смеси, неполностью сгоревших соединений использованного восстановителя, горелок (зажигательный горн, повторный нагрев газа и т.д.) или использованных остаточных веществ (пыли/шламы/окалина). Конденсируемые органические доли этой газовой смеси могут конденсироваться на/в фильтрующем материале тканевого фильтра 3 и вызвать необратимые повреждения фильтрующего материала (снижение газопроницаемости, повышение удельной потери давления, связанный с этим меньший расход газа, более частые процессы очистки и т.д.). Следствием являются меньший срок службы фильтрующего материала и тем самым повышенные эксплуатационные расходы.

Для устранения этих недостатков целесообразно регулярно измерять концентрацию конденсируемых органических компонентов в газовом потоке до и/или после ввода адсорбента. Так, количество необходимого адсорбента можно согласовать с нагрузкой, т.е. необходимо столько адсорбента - свежего или из рециркулята, чтобы конденсируемая в эксплуатационных условиях доля органических компонентов в значительной степени связывалась адсорбентом. Этим можно существенно повысить срок службы фильтрующего материала.

Количество реагента составляет около 1400 мг/Нм3, адсорбента - около 50 мг/Нм3, так что общее количество добавленных реагента и адсорбента составляет около 1450 мг/Нм3. Количество рециркулята составляет 10 т/ч (≈16,7 г/Нм3) и, следовательно, примерно в 12 раз больше количества адсорбента плюс реагент. Стехиометрия в отношении NaHCO3 составляет 1,05. Возникающее количество остаточного вещества составляет около 800 кг при 0,5% влажности.

Кек на каждый ряд рукавов очищается примерно каждые 80 минут. Температура газа от спекания составляет минимум 110°С, максимум 130°С, а в среднем 120°С. Благодаря установленному бункеру для накопления рециркулята объемом 50 м3 (насыпная плотность составляет 500 кг/м3) среднее время пребывания составляет около 27 часов, причем из них аддитив в течение примерно 10 часов подвержен воздействию горячего отходящего газа (максимальное время превращения для NaHCO3).

Перечень ссылочных позиций

1 - отходящий газ

2 - газоотводный канал

3 - тканевый фильтр

4 - устройство подачи свежего адсорбента

5 - устройство подачи рециркулята

6 - устройство подачи свежего реагента

7 - бункер для реагента

8 - бункер для адсорбента

9 - бункер-дозатор для реагента

10 - бункер-дозатор для адсорбента

11 - бункер для остаточного вещества

12 - подающая магистраль для адсорбента

13 - сжатый воздух для пневмотранспорта

14 - опорный нагнетатель

15 - магистраль для очищенного газа к дымовой трубе

16 - мельница

17 - сжатый воздух для пневмотранспорта

18 - подающая магистраль для реагента

19 - аварийное орошение

21 - корпус фильтра

22 - камера для неочищенного газа

23 - выпускная воронка

24 - камера для очищенного газа

25 - газораспределительная стенка

26 - бункер-дозатор для рециркулята

27 - подающая магистраль для рециркулята

28 - сжатый воздух

29 - альтернативный транспортный тракт для реагента

30 - альтернативный транспортный тракт для адсорбента

31 - альтернативный транспортный тракт для реагента.

1. Способ очистки отходящего газа спекательных установок и установок окомковывания железных руд, при котором в отходящий газ спекательной установки или установки окомковывания выше по потоку относительно тканевого фильтра (3), в частности в газоотводный канал (2), вводят сухой аддитив, содержащий реагент и адсорбент, после чего аддитив отделяют от отходящего газа посредством тканевого фильтра (3), отличающийся тем, что реагентом является бикарбонат натрия NaHCO3, причем осуществляют, по меньшей мере, частичную рециркуляцию аддитива в поток отходящего газа выше по потоку относительно тканевого фильтра (3), в частности в газоотводный канал (2), при этом отходящий газ имеет температуру ниже 140°C, в частности ниже 130°C, а среднее время пребывания свежеиспользованного реагента составляет более 2 ч, в частности более суток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходящий газ имеет температуру выше 60°C, в частности выше 90°C.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что зону выше по потоку относительно тканевого фильтра выполняют в виде тракта реакции в кипящем слое.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддитив оставляют более чем на полчаса в виде кека на тканевом фильтре (3).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддитив вводят против направления течения отходящего газа, по меньшей мере, в одном месте (4, 5, 6).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддитив вводят поперек направления течения отходящего газа, по меньшей мере, в одном месте (4, 5, 6).

7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что аддитив вводят в противотоке в отходящий газ с относительной скоростью, по меньшей мере, 30 м/с, а в перекрестном потоке - с относительной скоростью, по меньшей мере, 15 м/с.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддитив вводят по меньшей мере в определенном сечении газоотводного канала (2) в нескольких распределенных по сечению местах.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддитив вводят вдоль направления течения отходящего газа в нескольких местах (4, 5, 6).

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддитив вводят через, по меньшей мере, одну фурму.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что адсорбент и реагент вводят сообща.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что рециркулят, с одной стороны, и свежий реагент и, при необходимости, свежий адсорбент, с другой стороны, вводят в разных местах (4, 5, 6).

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что адсорбент и/или реагент вводят перед рециркулятом.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области очистки дымовых газов и может быть использовано для очистки серосодержащих дымовых газов теплотехнических установок, сжигающих сернистое топливо, от золы и оксидов серы.

Изобретение относится к способу и системе газоочистки для отделения газообразных загрязняющих веществ, таких как соляная кислота и диоксид серы, от горячих технологических газов, таких как топочные газы.

Изобретение относится к технологии очистки отходящих газов от оксидов азота, применяемой в теплоэнергетике, в металлургической и химической отраслях промышленности, и позволяющей снизить температуру процесса и удешевить его.

Изобретение относится к составам для адсорбционной очистки отходящих газов от SO 2, применяемой в металлургической промышленности и теплоэнергетике и позволяющей повысить емкость и механическую прочность.

Изобретение касается устойчивого к самовоспламенению термически активированного угля на целлюлозной основе и процесса его производства, а также применения такого угля для очистки дымовых газов от вредных веществ. Термическую стабильность термически активированного угля на целлюлозной основе повышают путем воздействия на него галогеном и/или галогенсодержащим веществом, содержащим бром, хлор, фтор, йод, бромид аммония, другие содержащие азот соли галогенов или бромид кальция. Причем этот термически активированный уголь содержит приблизительно от 5 до 20 вес.% галогена по отношению к полному весу термически активированного угля, подвергшегося воздействию галогена и/или галогенсодержащего вещества. Такой обработанный уголь на целлюлозной основе пригоден для использования в процессах снижения содержания вредных веществ в дымовых газах, в частности в дымовых газах, температура которых находится в диапазоне приблизительно от 100°С до 420°С. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Наверх