尊敬的各位专家,各位领导,我们环保业的同仁们,大家下午好!我今天给大家介绍一下中晶FOSS的专项技术,主要是应用在钢铁行业,相当于一个脱硫脱硝除尘一体化的技术。2013年以来,国家陆续出台了多种大气污染治理的条例,包括对大气污染防治也进行了立法,可以看到国家对大气污染防治的紧迫性很大的要

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王键:FOSS一体化协同治理技术在钢铁冶金行业的应用

2018-11-29 16:23 来源: 北极星环保网

尊敬的各位专家,各位领导,我们环保业的同仁们,大家下午好!我今天给大家介绍一下中晶FOSS的专项技术,主要是应用在钢铁行业,相当于一个脱硫脱硝除尘一体化的技术。

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2013年以来,国家陆续出台了多种大气污染治理的条例,包括对大气污染防治也进行了立法,可以看到国家对大气污染防治的紧迫性很大的要求。近年的环保统计年报中也提到了,我们污染的排放量还在大量的排放,虽然我们的环保设施已经比较普遍了,但是各种污染物还在大量的排放。而且在2017年,当时的国家环保部也是针对钢铁烧结球团大气污染放标准出台了“征求意见稿”,对其中的扬尘、颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等限值做了调整,但是这些调整我觉得现在环境来说已经不是太严格了,我们可以看到,在一些地方上已经做了更大的变革,就像我们北京周边的城市,例如唐山地区,在2018年10月要求钢铁企业全部达到超低排放的水平,比“征求意见稿”的要求还要低一个水平,包括河北省要求在2020年所有的钢铁企业要达到了超低排放的标准,包括在打赢蓝天保卫战的三年行动计划里面也提出了,到2025年目标也是超低排放指标的水平。

从这个图表上大家也可以看到,在新的环保政策下,钢铁行业的环保成本在逐年提高,有一个统计,目前钢铁企业要达到超低排放水平,吨钢新增加的投资要达到150元,如果以我国粗钢产能是15亿吨的水平来计,总投资将要达到1550亿元的水平,这么大的环保市场,日趋严格的这些标准,对我们做环保的人来说也是一个激励,当然也是一个挑战,我们这么多环保的要求对于一个企业、一个技术来说,其实是一个很大的挑战,包括中晶也是从发展、创始一直到现在,也是经历了一个非常坎坷的发展过程,大概分为四个阶段。

我们做的是湿式的镁法脱硫,还有硫酸镁结晶,只是在浅层面做脱硫的综合治理。2010年以后我们利用了镁法脱硫在烧结机球团上进行了深度治理了应用,因为镁法脱硫的副产品硫酸镁市场是非常小的,我们通过这个副产品来开发我们称之为晶粉的一种产品,这个“晶粉”是中晶的一个专利名词,它的性状类似于水泥,但是是非烧制产生的原料。到了2014年开始我们才真正提出了FOSS这个概念,我们提出FOSS这个概念相当于形成一种脱硫脱硝一体化的治理的思想。这个阶段我们把晶粉的技术完成了中试,当然还只是一个概念,还没有得到长足的应用。到了2015年之后,我们利用晶粉生产出多种建材产品,同时利用FOSS的技术在多台大型的烧结机上脱硫脱硝,来综合的利用。大家也可以看到,我们的发明专利,在国际、国内也呈一种井喷式的发展,因为我们的领域扩的比较大一些,我们是从前端治理到后续大的循环链条,所以需要很多技术支撑。

这个是我们从烟气治理到固废的综合利用,乃至通过这个副产品的制备,制备成我们建材的原料,一直到我们制备高强轻质建筑材料整个的路线图,这个路线图大家可以看到,在前端我们称之为BMP材料,是由我们的碱性物质包括工业固废里面,比如我们钢厂有一些比较难处理得钢渣、一些偏远地区远离水泥厂的水渣,形成我们原始的物料,通过这个物料最终完成脱硫之后它的副产物混合工业固废、建筑固废制成我们称之为的晶粉,晶粉通过我们后续的几种生产工艺形成我们的建材。我们的建材包括几个方向,比如我们称之为保温装饰、保温ET板、透水砖,也是复杂度比较高的产品。

FOSS三个核心技术:第一,BMP高分子材料,它的主要功能就是完成脱硫的,包括我们称之为二氧化硫吸收和还原的功能。第二,FOSS技术,相当于整合了氧化脱硝,还有复合脱硫脱硝还原,乃至我们的除尘器综合的技术整合。第三,晶粉胶凝剂,相当于把脱硫副产物最终制成可利用、高附加值建材的技术的源泉。

这个也是通过了高分子材料,通过了我们氧化脱硝的原理,包括我们特殊结构的反应吸收塔,来实现了我们在项目上的近零排放的水平,

想必大家对工艺流程也比较了解了,我也没必要讲的太多。它最主要的特点就是我们没有看到特殊的脱硝的装置,相当于在吸收塔内完成了脱硫脱硝一体化的过程。既然没有脱硝的装置,我们不需要建比如说换热、加热、催化剂这些设施,场地节省了、系统阻力小了,而且我们相对的投资成本也是比较低的,这个也就是FOSS技术相对来说的一个优势。

其实氧化脱硝技术也不先进,很多企业都在做,而且也不是近年才出来的,很多技术都是大家大同小异,其实我们氧化脱硝是区别于常规的氧化脱硝技术的。首先,氧化是一样的,我们污染物中的原始本身一氧化碳浓度是比较高的,它也是非常稳定而且很难去处理得,像常规的SCR需要催化剂、需要高温、需要活性能,如果我们把一氧化碳氧化成二氧化硫之后,在我们的FOSS技术里面就相当于走了两条图,第一条路就是在我们的反应塔内完成了二氧化氮一部分的还原、完成了二氧化氮一部分继续氧化生成硝酸盐。其实在我们目前像唐山地区、河北地区都逐渐在把我们的CEMS的装置进行更新,我们CEMS在线监测系统不再简单的仅测一氧化氮的浓度了,一氧化氮、二氧化氮分布监测,其实我们氧化脱硝的功能要实现彻底氧化,而不是变成中间产物就结束了脱硝的过程,这也是对我们竞争比较大、对我们要求比较高的一点。

这个曲线图我们称之为BMP材料老化时间,大家可以看到,随着时间的增加,它对二氧化氮的去除力是非常稳定的,而且效率是比较高的。

介绍一下FOSS—D的技术原理。可以看到,我们的高分子材料是由硅、氮、镁、铁、铝形成的复合的脱硫及,它的复合材料我们研究发现,在实现的过程中形成了很多孔隙,我们称之为这个孔隙发生了类似于量子隧道的这么一个过程,这些孔隙出现之后在原始的排放烟气里面可能大家都可以看得到,我们有的装置上了脱硫、上了脱硝,上了湿法脱硫,各种排放之后,可以看到我们行业称之为拖尾现象,这些颗粒物是非常小的,例如PM2.5、PM1.0这种水平的小颗粒是很难去去除的,我们的量子隧道效应就提供了这样的机会,这些小颗粒包括这种污染物,进入到这种隧道之后就发生了小颗粒物的团聚,可能就会附着在我们小的隧道里,它从小颗粒变成大颗粒之后进入我们后续的布袋除尘器里,这些颗粒物就会被除尘器有效的捕捉,不会排放到大气里面。

通过这些隧道我们的这些污染物进入到隧道里面之后,因为我们原料里面会有很多碱性物质,很简单就是酸碱综合,大家也都比较了解这个过程。

整个反应过程,这还只是其中主要一部分的反应方程式,其中比较特殊的,就是我们FOSS技术比较特殊的一个点,包括我们的第五个反应方程式,有一部分二氧化氮被还原,还有我们后续生成的这种硅酸硫酸盐、硅酸硝酸盐这种条件,形成了大颗粒的物质。

左边大家可以看到,这个是电镜的一个照片,从作用可以佐证一个问题,我们的颗粒物发生了凝聚,我们的碱性物质,生成了大的富盐的物料,实现了被捕捉、被脱出的过程。

这个同样是电镜的照片,其实我们的半干法FOSS—D的技术,最终的产物里面亚硫酸盐是很低的,为什么会产生呢?第一个条件,它应用在烧结行业,本身烟气的含盐量比较高,但是高不一定能实现氧化,就是利用了我们所谓隧道的条件,我们含氧的气体进入到隧道之后,对我们亚硫酸盐的氧化更加充分了,二氧化硫进去首先生成亚硫酸的物质,但是氧气在不断通过的过程中,相当于把我们物质生成更稳定的硫酸盐,保证我们后续产品的稳定性。

右边这个照片相当于富盐,通过结晶的过程形成桥架的结构,这种结构的结果我们的量子隧道在反应过程中最终是被封闭了,我们物质生成了更高的盐,我们的颗粒物进入到隧道里面,最后形成端部封闭的很多微孔,就给我们后续做建材提供了条件,因为这些物料通过桥架封闭形成了很多微孔,就具备了很强的保温性能,所以我们最终是为了防火保温装饰一级板提供了非常好的原料。

这个是我们的建材生产线,大家可以看到第一排的照片是制砖的生产线,也是德国全套的生产线,第二排是我们板材的生产线,包括第三排的都是我们板材的生产线。

这是一些产品,包括红色的是用在一些海绵城市的透水砖,右侧的是板材,包括我们的配料、生产车间、厂区的全貌。

FOSS的技术优势主要就是,我们对吸收塔进行了全面的调整,从传统的单点水喷淋改成了多点,实现了用水量的降低,脱硫效率包括脱硝效率的提高,最主要的氧化原理就是,强制氧化加上最后一部分主动还原的技术来实现脱硝。

整个反应过程是非常短的,要求我们的反应时间,包括氧化的过程0.3秒左右,BMP吸收的时间大概在2秒的时间左右就可以。

这个是我们在唐山德龙实施的FOSS技术的应用,脱硝效率、脱硝效率包括除尘都会达到很高的指标,而且在项目上实施了短期的近零排放指标的验证,也是可以实现的,包括我们的检测报告。

接下来给大家简短的介绍一下我们的案例。第一,唐山德龙FOSS技术的案例,前期不知道大家有没有关注,关于唐山地区有115台烧结机做了一个集中的监测,包括唐山德龙实现了超低排放,这种排放的指标就保证了他企业的正常生产,国家限产可能对他的约束力就比较小了,因为实现正常的超低排放的水平。

这是我们操作画面拍摄的一个截图,脱硫效率已经是非常高的水平,包括脱硝的效率也是非常高。

这是继唐山德龙之后的大冶华鑫、以及邢台德龙,都是实现了超低排放水平的项目,还有近期投运的唐山荣程的112平烧结,包括我们在中天等地都在陆续施工投运我们的FOSS—D脱硫脱硝的一体化项目。

就讲到这里。谢谢大家!

专家介绍:

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延伸阅读:

正在直播|2018工业烟气深度治理技术与应用研讨会

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