中國(guó)鎂礦資源豐富,主要分布在遼寧地區(qū)和山東地區(qū),品位高,雜質(zhì)少。以菱鎂礦為原料,以煤氣或煤炭為燃料在700~1000℃燒成的氧化鎂為輕燒氧化鎂。輕燒氧化鎂是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品,主要用于制造膠凝材料,如含鎂水泥、絕熱和隔音的建筑材料,也可做陶瓷原料;將輕燒鎂進(jìn)行化學(xué)處理后,可以制成多種鎂鹽,用作醫(yī)藥、橡膠、人造纖維、造紙等方面的原料。但是,在生產(chǎn)輕燒氧化鎂的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生含有大量顆粒物和氮氧化物的煙氣,對(duì)環(huán)境造成很大的危害。而且隨著鎂質(zhì)材料行業(yè)迅速發(fā)展,氧化鎂輕燒窯日益增多,煙氣污染也越來(lái)越嚴(yán)重。遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)DB21/3011-2018《鎂制耐火材料工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定2021年1月1日期起輕燒窯的顆粒物、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)的排放限值分為由50、100、200mg/m3修改為30、50、100mg/m3。隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格,采用效率高設(shè)備及技術(shù)對(duì)輕燒窯煙氣進(jìn)行治理已迫在眉睫。
二 輕燒窯煙氣特點(diǎn)
(1)輕燒窯出口煙氣溫度低且波動(dòng)大,100~250℃。
(2)NOx含量100~500mg/m3。
(3)SO2含量較低,一般不高于300mg/m3;部分輕燒窯SO2排放濃度低于50mg/m3。
(4)輕燒窯已采用布袋除塵,除塵后顆粒物濃度滿足排放要求。
(5)氧含量高,濕度大。
三 輕燒窯煙氣超低排放改造技術(shù)路線
根據(jù)輕燒窯的煙氣特點(diǎn),結(jié)合近年來(lái)脫硫脫硝技術(shù)在各行業(yè)的推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),可用于輕燒窯的工藝路線有兩種:(1)脫硫前脫硝—布袋除塵+中溫SCR脫硝+濕法脫硫;(2)脫硫后脫硝—SDS干法脫硫除塵+低溫SCR脫硝。兩種工藝路線的對(duì)比如下:
首先,輕燒窯煙氣溫度低且波動(dòng)大,如采用中溫SCR脫硝,需要設(shè)置熱風(fēng)爐和GGH換熱器將煙氣溫度升高到280℃以上。氧化鎂廠可利用的燃料氣一般只有天然氣,天然氣單價(jià)約2.6元/m3。以一臺(tái)10000m3/h的輕燒窯煙氣為例,煙氣溫度每升高10℃,僅天然氣消耗一項(xiàng),年運(yùn)行成本增加約10萬(wàn)元/年。在實(shí)際應(yīng)用中,采用中溫SCR,熱風(fēng)爐對(duì)煙氣升溫的幅度不低于30℃,天然氣消耗成本不低于30萬(wàn)元/年。而采用150℃的低溫SCR,熱風(fēng)爐僅在煙氣溫度低于150℃時(shí)使用,天然氣消耗大幅降低;同時(shí),由于僅需間歇性對(duì)煙氣進(jìn)行加熱,無(wú)需設(shè)置GGH換熱器,減少系統(tǒng)投資。
其次,輕燒窯煙氣二氧化硫含量較低,采用SDS干法脫硫即可達(dá)標(biāo)排放。SDS脫硫溫降低,不會(huì)引起天然氣消耗的明顯增加。同時(shí),SDS法的脫硫劑以干粉形式直接噴入煙道中,不需要設(shè)置制漿系統(tǒng)和脫硫塔,且沒(méi)有廢水產(chǎn)生,投資成本和運(yùn)行成本均比濕法脫硫低。
最后,脫硫后脫硝——SDS干法脫硫除塵+低溫SCR脫硝工藝不需要設(shè)置GGH和脫硫塔,系統(tǒng)阻力比脫硫前脫硝工藝低2000Pa以上,因此引風(fēng)機(jī)功耗明顯降低。以一臺(tái)10000m3/h的輕燒窯煙氣為例,引風(fēng)機(jī)功耗可降低約15萬(wàn)元/年。
綜上所述,輕燒窯煙氣治理推薦采用“SDS干法脫硫除塵+低溫SCR脫硝”的工藝路線。
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