摘要：315m2球团带式焙烧机烟气SCR选择性催化还原脱硝（以下简称SCR脱硝）技术在传统火电SCR脱硝的基础上，设置一套烟气加热系统，利用SCR脱硝出口热烟气换热脱硫除尘后冷烟气，减少煤气燃料的消耗量，降低系统能耗。[1]用通过脱硝反应后的高温烟气与脱硫除尘后的烧结烟气换热，将入口烟气升温到225℃左右，在中低温催化剂的作用下进行NOX、二噁英脱除反应，[2]脱硝效率超过80%，能够满足国家环保排放要求，通过技术调节手段可轻松达到超净排放。 SCR反应产物为氮气和水，无有害副产物产生，检修运行十分便捷。烟气加热装置自带预热回收系统，烟气净升温幅度约为30℃，系统运行成本约为5.38元/吨烧结矿。
关键词：球团焙烧机烟气、SCR选择性脱硝、氨水
生产球团矿的焙烧机排放的主要大气污染物有SO2、NOx和颗粒物。根据《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》 （环大气[2019]35号]文件规定，[3]文件中表明球团焙烧机有组织排放源SO2、NOx和颗粒物排放小时限值分别为35、50、10mg/Nm3（N表示标况状态，下同）。315m2球团带式焙烧机烟气有组织排放达到超低排放标准，其烟气SCR脱硝选择性催化还原脱硝技术为福建首家球团焙烧机应用。
一、项目概况
1. SCR脱硝技术反应原理
在一定温度（250℃左右）和催化剂的作用下，通过向烟气中添加还原剂NH3，将NOx还原成为氮气（N2）和水（H2O），反应产物不再造成二次污染。主要反应如下：
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
8NH3+6NO2=7N2+12H2O
4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O
2. SCR脱硝项目设计
315m2球团带式焙烧机配套烟气脱硝装置，由深圳宇星科技有限公司EPC总承包设计建造，脱硝系统采用成熟的SCR中低温锰系催化剂脱硝工艺。
3..工艺流程
4.GGH换热系统
入口原烟气的温度范围75-85℃，出口烟气温度大于225℃，净烟气的入口温度达到250℃左右，换热器温差为25℃，GGH换热系统配置了低泄漏风机。
5.SCR脱硝装置
SCR脱硝装置由SCR反应器系统、供氨系统、氨/烟气混合均布系统及吹灰系统、催化剂系统等组成。
二、项目运行情况
315m2球团带式焙烧机配套烟气脱硝装置和焙烧机同时设计、同时施工、同步投产，项目于2019年12月27日与焙烧机同步投用。实际烟气数据表明焙烧机进口烟气经过SCR脱硝后烟气中的NOX从350 mg/Nm3下降到50 mg/Nm3以下。本项目自投产运行以来系统各项运行指标均优于设计指标，并保持良好运行的效果，焙烧机出口NOX排放浓度也优于最新的烧结球团排放标准要求，达到了超低排放的要求。本项目的脱硝产物为氮气和水，不造成二次污染。SCR反应器的设计适用温度范围为180℃的设计适用温度范围，采用了低温催化剂。
三、项目技术经济分析
下表为315m2球团带式焙烧机SCR脱硝1-5月运行成本计算
1-5月球团矿产量t（实际入炉）：839920.05t。
脱硝氨水消耗量t（按进厂量计）：624.06，脱硝氨水单价（元/t）：716.81;
脱硝氨水吨矿成本（元/t）：0.53。
脱硝系统电耗（kwh/t）：12.35，用电单价（元/kwh）：0.57;
脱硝用电吨矿成本（元/t）：1.41。
脱硝压缩空气耗量（元/m3）：291840.00压缩空气单价（元/m3）：0.10;
脱硝系统压缩空气耗量吨矿成本（元/t）：0.03。
脱硝氮气耗量：37200.00，氮气单价（元/m3）：0.25
脱硝系统氮气耗量吨矿成本（元/t）：0.01。
脱硝高炉煤气耗量：30959082.00，高炉煤气单价（元/m3）：0.08;
脱硝系统高炉煤气耗量吨矿成本（元/t）：2.95。
工人总收入（元，不含检修人工）：375000.00，工人收入吨矿成本（元/t）：0.45
环保总成本：脱硝氨水吨矿成本+脱硝用电吨矿成本+脱硝系統压缩空气耗量吨矿成本+脱硝系统氮气耗量吨矿成本+脱硝系统高炉煤气耗量吨矿成本+工人收入吨矿成本=0.53+1.41+0.03+0.01+2.95+0.45=5.38元/t
不考虑辅材备件和检修人工成本以及设备折旧费用的情况下，315m2球团带式焙烧机SCR选择性催化还原脱硝工艺5.38元/吨矿，其脱硝成本低于国内同类型的SCR脱硝工艺（12-17元/吨矿左右）。
入口NOx平均浓度为190mg/Nm3，出口控制约35mg/Nm3，通过烟气参数核算，入口标况烟气量为800000×273/（273+82）×（100000-4000）/101325≈582879Nm3/h，按氨水浓度20%，氨水密度0.92kg/L计算，理论氨水耗量约160kg/h，按5个月连续计算，理论氨水耗量约为576t，实际氨水耗量为624t与理论氨水耗量576t接近，说明整体运行控制氨水耗量较低，氨逃逸量低。
一般通过温升幅度来比较煤气耗量多少。按煤气热值按照常规的700kCal/Nm3计，按照热平衡计算，1Nm3/h的烧结烟气加热1℃所需的高炉煤气量大约为6.9×10-4Nm3/h。
以实际运行的的温升20℃进行计算，按前面计算风量进行核算，热风炉燃烧后烟气量增加4%考虑，煤气耗量为：582879×1.04×20×6.9×10-4=8365Nm3/h。实际1～5月平均小时煤气耗量约为8599Nm3/h，两者接近数据可靠。从温升幅度看，加热温升幅度远低于国内常规烧结球团SCR脱硝项目30℃温升。
四、结束语
目前国内针对钢铁企业污染物排放指标日益严格，因此寻找切实可靠的烟气处理设施对企业来说格外重要。SCR选择性催化还原脱硝在315m2球团带式焙烧机SCR脱硝的应用给广大钢铁企业未来烟气脱硝提供了一定思路，其处理烟气能力和排放指标远在国家超净排放指标之下，是一种新型低能高效的脱硝技术。
参考文献
[1]吴迪 孙冰冰 吕建明 王海瑞. 山中厚板材有限公司2×210m2烧结机配套烟气净化装置的工艺[D]. 冶金管理， 2019.
[2]赵利明 陈海波. SCR烟气脱硝技术在宝钢股份4烧结机的应用[D]. 烧结球团， 2018.
[3]王天广. 烧结烟气SCR脱硝与COA臭氧协同脱硝工艺对比分析[D]. [1]河北天柱钢铁集团有限公司， 2020.