脱硝技术在有色金属冶炼行业烟气处理中的应用探讨

1、脱硝技术在有色金属冶炼行业烟气处理中的应用探讨摘要：我国煤炭资源丰富，无论是一般工业生产还是火力发电，都需要使用煤 炭资源。煤炭燃烧将产生大量烟气，完成脱硫脱硝处理后，火电厂需要进一步处 理尾液，以免污染环境。生物处理技术可以实现烟气尾液处理，有效保护环境。 关键词：有色行业；NOx；脱硝工艺引言随着工业生产的应用热度逐渐升高，人们对工业排放污染的关注度也越来越 高。在工业生产的过程中由于工艺的需要导致大量污染物排放到生态环境中，严 重威胁着人们的生命安全。其中，焦化厂作为焦化生产的主要场所，每时每刻都 在排放着大量的烟气，其成分中所包含S02会导致酸雨的形成，进而给空气环境 带来严重的威胁。针对这种情况，焦化厂采用了脱硫脱硝技术对烟气中的污染物 进行科学处理，有效减轻焦化烟气对生态环境造成的压力。1 烟气处理工艺的应用现状 截止至2019年3月，国内建成垃圾焚烧厂418座，另有167座在建垃圾焚烧 厂，生活垃圾焚烧处理率已经超过 35%。烟气处理方面基本采用了半干法+干法 脱酸、布袋除尘器除尘、活性炭吸附、SNCR脱硝相结合的工艺。欧美日等发达 国家在焚烧处理垃圾过程中，采取了更为严

2、格烟气排放标准，进一步减少环境影 响。我国相关企业焚烧处理生活垃圾时，需要借鉴国外先进的技术及经验，对现 有垃圾焚烧烟气处理工艺进行创新及优化。当前，我国在垃圾焚烧烟气处理方面 相对成熟，湿法脱酸工艺、 SCR 脱硝、 PNCR 脱硝层出不穷。但还需要进一步加强 对相关技术的重视程度，结合工程项目的实际需求，探索出一条新型的垃圾焚烧 烟气处理技术，最大程度保护生态环境。2?现有脱硝工艺2.1 A2O 生物处理技术A2O 法属于传统的生物处理技术，在污水处理中较为常见，集成了活性污泥 工艺、生物除磷工艺和生物脱氮工艺，用于二级污水或三级污水处理，可以获得 较好的脱氮除磷效果。从工艺流程来看，A20系统由厌氧反应器、缺氧反应器、 好氧反应器构成。在运行过程中，污水将与沉淀池排出的含磷回流污泥一起进入 厌氧反应器。而反应器中兼性厌氧发酵细菌可以将污水中可降解的有机物转化为 挥发性脂肪酸，磷酸菌能够促使存储的聚磷酸盐分解，释放能量，供聚磷菌主动 吸收低分子有机物。进入缺氧池后，在反硝化菌的作用下，反硝化菌利用好氧池 回流混合液带来的硝酸盐和有机物降解得到的碳源开展反硝化反应，实现脱氮。 进入曝

3、气好氧池后，聚磷菌可以吸收污水中残留的有机物，摄取环境中的溶解磷。 各单元交替循环运行，能够脱氮除磷并去除污水中的有机物。2.2 焦炉烟气脱硝技术 焦炉烟气脱硝技术主要包括低氮燃烧技术、低温选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction，简称SCR)技术和氧化脱硝技术，其中，低温SCR 脱硝是目前烟气脱硝技术中脱硝效率较好的技术。SCR脱硝技术最早由日本于20 世纪 70 年代开发成功，已广泛应用于电厂锅炉的烟气脱硝，全球约 80%的电厂 我国约 90%的电厂烟气脱硝采用该技术11。但因温度条件不匹配，电力行业成 熟的高温SCR脱硝技术不能简单移植到焦化烟气脱硝领域；焦化领域需要开发合 适的中低温SCR脱硝技术。2.3 厌氧氨氧化处理技术厌氧氨氧化处理技术突破了传统的生物脱氮工艺，该技术在厌氧条件下将氨 当成电子供体，将硝酸盐或亚硝酸盐当成受体，使氨氧化成氮气，在节省碳源的 同时，减少供氧量。传统生物脱氮工艺需要通过独立硝化和反硝化过程脱氮，而 厌氧氨氧化处理技术可以在同一反应器中同时实现硝化与反硝化。在硝化的过程 中，异养菌能够使反硝化反应在好氧条件下进行，并

4、使氨在厌氧条件下转化为氮 气。相较于反硝化菌，厌氧氨氧化菌的细胞产率较低，不仅可以减少供氧量和碳 源，同时可以减少污泥产量。厌氧氨氧化处理技术包含厌氧池、兼氧池和好氧池 三个单元，污水进入厌氧池后，厌氧氨氧化菌可以将亚硝酸盐当成电子受体，将 氨转化为氮气。不同于常规生物处理工艺，厌氧氨氧化处理技术不依赖进水碳源， 同时不受进水 BOD/COD 限制，能够利用厌氧氨氧化和反硝化作用去除氨氮。2.4 低温氧化法低温氧化脱硝是利用强氧化性物质在较低的温度下(相对于SNCR法和SCR 法)与烟气中的 NOx 反应生成易于溶于水的高价态氮氧化物。进而采用碱性物质 吸收，生成硝酸盐和亚硝酸盐。低温氧化法在200C以下都可以发生反应，最佳 的反应温度在50C150C。该方法反应温度低，可布置在生产流程末端；对烟 气、烟尘成分无特定要求，但副产物需要进一步处理。2.5 碳酸氢钠干法(SDS)脱硫以NaHC03作为吸收剂，将其研磨成超细干粉直接喷入髙温烟气, 与烟气中的 SO2 反应；脱硫后的烟气携带高浓粉尘进入布袋除尘器进行除尘过滤 后进入后续 SCR 装置。碳酸氢钠干法脱硫工艺流程简单、技术成熟、脱

5、硫效率高 脱硫过程进出口烟气温降小，能够很好地匹配后置低温 SCR 脱硝3；脱硫副产物 为干态硫酸钠、亚硫酸钠、碳酸钠的混合物，易形成二次污染，但无废水产生； 对脱硫剂 NaHC03 的品质和超细磨粉装置要求高。2.6 干法脱硫技术 干法脱硫技术主要采用的是固态的碱性吸收物质来搭建气体脱硫系统，在实际的应用中，根据烟道气的干燥程度主要分为干燥烟道气脱硫和半干燥烟道气脱 硫。其中干燥烟道气脱硫系统的处理方式全程处于干燥的烟道气环境中，使烟气 穿过充满混合固态的碱性吸收物质和烟道气的管道，通过全面的接触来实现 S02 的反应。半干燥烟道气脱硫系统与干燥烟道气脱硫系统相同，都是在干燥的环境 中进行脱硫，但是在反应通道内有一定的差别，主要表现在烟道气加水这一操作 上，主要是为了在固态的碱性吸收物质外表形成一层液态薄膜，来加快反应物之 间的反应速率。3 脱硝技术在铜冶炼的应用铜火法冶炼烟气温度接近1300C, NOx浓度接近800mg/Nm3, S02体积浓度 超过 20%，粉尘及各类金属、砷等杂质浓度普遍较高。现有工艺环节包括余热锅 炉，电收尘器及烟气制酸。铜冶炼首个脱硝改造工程开始于 201

6、8 年，虽然 2015 年特排限值便已执行，但由于缺少成熟的控制手段，始终未能真正普及。低氮燃 烧是行业内率先论证的技术，但由于熔炼炉采用富氧工艺降低能耗及减少烟气生 成量，极难控制炉内燃料缺氧燃烧，技术应用难度大。 SNCR 喷氨口可安装于余 热锅炉上升烟道，但由于上升烟道空间较短，难以保证脱硝反应有效停留时间， 脱硝效率仅有50%左右，很难满足现行排放限值要求。SCR技术目前已有应用， 反应器布置于干燥塔与一级触媒之间。此环节烟气洁净并且经过了换热器升温， 可满足催化剂操作温度。结束语烟气脱硫脱硝尾液具有低BOD/COD和高氨氮的特征，适合采用厌氧氨氧化生 物处理技术，以便在减少碳源投入的同时，顺利去除废水中的氨氮。但在实际应 用中，还要加强尾液中硫酸根含量控制，以免工艺处理效果受到影响，确保经过 处理的废水能够达到有关标准。参考文献1 信晓颖.火电厂烟气脱硫脱硝废水生物处理技术J.化工设计通 讯,2018,44(12):228.2 范向军，李军，傅强.燃气锅炉烟气再循环脱硝技术浅析J.区域供热,2018(06):37- 43.王朝军.火力发电厂SCR脱硝尿素热解系统结晶综合治理研究J.华电技 术,2018,40(12):69-71+80.刘露，孙中涛.烟气再循环脱硝技术在生活垃圾焚烧发电厂的应用J.环境卫生工 程,2018,26(06):83-86.多温区、多功能烟气高效脱硝技术获突破J.石油化工应用,2018,37(12):34.

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