Пример из практики · Контроль промышленных выбросов
Как ведущий производитель стали добился эффективности десульфуризации 99,71 ТТ3Т, уровня SO₂ на выходе ниже 10 мг/Нм³, уровня твердых частиц ниже 3 мг/Нм³ и полного устранения белого шлейфа из 90 000 Нм³/ч отходящих газов вращающейся печи — благодаря внедрению интегрированной пятиступенчатой системы обработки с теплообменником MGGH для энергоэффективного подавления шлейфа и интеллектуального мониторинга в реальном времени для адаптивного контроля загрязнения.
Теплообменник MGGH
Мокрый электростатический осадитель
Известняково-гипсовые дымоукладочные работы
Устранение белых перьев
01 — Информация об отрасли
Производство стали, пыль от электродуговых печей и переход к сверхнизким выбросам
В процессе производства стали побочные продукты и твердые частицы образуются на нескольких этапах производства — прежде всего на этапах спекания, плавки и в электродуговых печах, где высокотемпературные металлургические реакции приводят к выделению мелкодисперсной пыли оксидов металлов. В частности, пыль электродуговых печей (ЭДП) составляет 12–20 кг пыли на тонну произведенной стали, при этом содержание оксида цинка часто превышает 401 тонну на тонну. В сочетании с пылью от производства электроэнергии, тяжелого транспорта и судостроения выбросы сталелитейных заводов создают серьезные проблемы загрязнения окружающей среды, которые напрямую влияют на здоровье населения, проживающего вблизи промышленных кластеров.
Таким образом, эффективное управление пылью электродуговых печей является не только обязанностью по соблюдению экологических норм, но и возможностью извлечения ресурсов: пыль содержит значительные концентрации цинка, свинца и других металлов, представляющих коммерческую ценность при переработке в рамках соответствующей цепочки извлечения. Описанный в данном исследовании процесс в вращающейся печи является основной промышленной технологией для переработки пыли электродуговых печей и извлечения из нее цинка и железа, при этом образуется отходящий газ, требующий комплексной многокомпонентной очистки.
В рамках данного проекта на предприятии используется вращающаяся печь для обработки пыли электродуговой печи, производящая 56 890 Нм³/ч стандартных дымовых газов (90 213 Нм³/ч при технологических условиях) при температуре 150–160 °C. Предприятие создало интегрированную интеллектуальную платформу для контроля и управления окружающей средой, установив микростанции мониторинга воздуха и приборы для мониторинга общей концентрации взвешенных частиц, что обеспечивает полный мониторинг дымовых газов в режиме реального времени, раннее предупреждение и интеллектуальное скоординированное управление. Эти меры значительно повысили стандарты экологического менеджмента предприятия, обеспечив соответствие требованиям по сверхнизким выбросам.
Проект направлен на... Сверхнизкие стандарты выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для сталелитейной промышленности В соответствии с выводами ЕС о наилучших доступных технологиях для производства железа и стали, которые требуют, чтобы концентрация SO₂ составляла ≤20 мг/Нм³, концентрация твердых частиц — ≤5 мг/Нм³, концентрация CO — ≤100 мг/Нм³, концентрация HCl — ≤5 мг/Нм³, а концентрация HF — ≤20 мг/Нм³, проект существенно превзошел эти целевые показатели, достигнув фактических концентраций на выходе значительно ниже всех предельных значений.
«Отходящие газы от процесса обработки пыли в электродуговой печи вращающегося типа отличаются тем, что содержание SO₂ в ней должно быть снижено до уровня ниже 20 мг/Нм³ (требование по снижению на 99,31 TP3T), одновременно справляясь с высокой пылевой нагрузкой, CO, HCl, HF и устойчивым белым шлейфом от высоковлажных выхлопных газов после скруббера. Подход MGGH к устранению белого шлейфа с помощью теплообмена позволяет избежать энергетических затрат, связанных с традиционным повторным нагревом газа, и использовать собственное отработанное тепло установки в качестве источника энергии для подавления шлейфа».
— Инженерно-технический обзор проекта по удалению пыли и десульфуризации в сталелитейной промышленности
02 — Профиль загрязнения
Отходящие газы при переработке пыли в электродуговой печи вращающегося типа: высокое содержание SO₂, высокая концентрация пыли, CO, HCl, HF и белый дым.
Вращающаяся печь работает на природном газе (расход топлива составляет приблизительно 5500 м³/ч). Технологические условия на выходе из печи приводят к образованию 90 213 Нм³/ч отходящих газов при температуре 150–160 °C. При стандартных эталонных условиях (151 ТТ3Т O₂, в пересчете на сухое вещество) это соответствует 56 890 Нм³/ч. Отходящие газы содержат следующие категории загрязняющих веществ:
- SO₂ при концентрации 2800 мг/Нм³ на входе в установку десульфуризации.SO₂ образуется из соединений серы в подаваемом в электродуговую печь пыле и из продуктов сгорания. После предварительной обработки в промывочной башне SO₂ поступает в абсорбер FGD в концентрации 2800 мг/Нм³. Целевой показатель на выходе: ≤20 мг/Нм³ (проектный) / фактически достигнутый: 10 мг/Нм³. Эффективность десульфуризации: 99,31 TP3T проектная / 99,71 TP3T фактическая.
- Твердые частицы (ТЧ) при начальной концентрации 100 мг/Нм³Мелкодисперсные частицы оксидов металлов и углерода из зоны подачи пыли электродуговой печи и зоны сгорания вращающейся печи. После предварительной обработки в промывочной башне значительно снижается содержание твердых частиц на входе в абсорбер FGD. Оставшиеся мелкие частицы улавливаются влажным электростатическим осадителем с эффективностью ≥95%. Целевой показатель на выходе: ≤5 мг/Нм³ (расчетный) / фактический: 3 мг/Нм³. Общая эффективность пылеудаления системы: 75% расчетная / 90% фактическая.
- Начальная концентрация CO составляла 4000 мг/Нм³.: Присутствует в результате неполного сгорания во вращающейся печи. Значительная концентрация CO требует контроля CO на входе и блокировки системы безопасности, а также подтверждения адекватного разбавления воздуха до того, как система достигнет закрытых зон обработки.
- Начальная концентрация HCl составляла 15 мг/Нм³, а HF — 50 мг/Нм³.Кислотные газы, образующиеся из хлоридных и фторидных соединений в пыле, подаваемой в электродуговую печь. Улавливаются в процессе очистки в промывочной башне и на стадиях абсорбции известняка и гипса в установке десульфуризации дымовых газов. На выходе: HCl ≤2 мг/Нм³ фактическое значение (проектный предел 5), HF ≤6 мг/Нм³ фактическое значение (проектный предел 20).
- Коррозионные вещества при концентрации NaCl 30 мг/Нм³Хлорид щелочных металлов, образующийся в результате обработки пыли электродуговой печи, создает коррозионную среду для всего контактирующего с ней оборудования для обработки. Технические характеристики материалов должны учитывать воздействие этой комбинированной среды, состоящей из кислых газов и солей щелочей.
- Видимое белое облакоВыхлопные газы после скруббера, имеющие температуру приблизительно 50°C (на выходе из установки десульфуризации дымовых газов), насыщены водяным паром. Без активного подавления дымового шлейфа при большинстве условий окружающей среды образуется видимый белый шлейф. Система MGGH (генерация тумана и нагрев газа, т.е. газогазовый теплообменник) использует горячие отходящие газы печи для повторного нагрева очищенного газа после десульфуризации дымовых газов до температуры выше 90°C, повышая температуру на выходе из дымовой трубы выше точки росы атмосферы и устраняя образование видимого дымового шлейфа без внешнего подвода энергии.
| Параметр | Начальный/вход системы очистки дымовых газов | Дизайнерский магазин | Реальный магазин | Ограничение ЕС на самодельные взрывные устройства |
|---|---|---|---|---|
| SO₂ | 2800 мг/Нм³ | ≤20 мг/Нм³ | 10 мг/Нм³ | 20 мг/Нм³ |
| Твердые частицы (PM) | 100 мг/Нм³ | ≤5 мг/Нм³ | 3 мг/Нм³ | 5 мг/Нм³ |
| CO | 4000 мг/Нм³ | ≤100 мг/Нм³ | ≤100 мг/Нм³ | 100 мг/Нм³ |
| HCl | 15 мг/Нм³ | ≤5 мг/Нм³ | 2 мг/Нм³ | 5 мг/Нм³ |
| ВЧ | 50 мг/Нм³ | ≤20 мг/Нм³ | 6 мг/Нм³ | 20 мг/Нм³ |
| Видимое белое облако | Подарок | Нет (невидимый) | Нет — подтверждено | Белое облако перьев не видно |
| Объем технологических дымовых газов | 90 213 Нм³/ч | — | — | — |
| Стандартный объем дымовых газов | 56 890 Нм³/ч | — | — | — |
| Температура дымовых газов (на выходе из печи) | 150–160 °C | — | — | — |
| Коррозионные вещества (NaCl) | 30 мг/Нм³ | — | — | — |
03 — Раствор для лечения
Пятиступенчатая система обработки: предварительное охлаждение MGGH, промывочная башня, система очистки дымовых газов (FGD), мокрый электростатический фильтр и повторный нагрев MGGH.
Система обработки использует собственные горячие газы, отходящие от печи, в качестве источника энергии как для предварительного охлаждения (до скруббера), так и для повторного нагрева (после скруббера) через систему газо-газового теплообменника (МГГХ) — рекуперируя отработанное тепло как для теплового регулирования цепочки обработки, так и для удаления белого дымового шлейфа без какого-либо внешнего источника энергии для повторного нагрева газа. Эта энергетическая самодостаточность отличает подход МГГХ от традиционного повторного нагрева газа с использованием паровых или электрических нагревателей.
Этап 1: Теплообменник предварительного охлаждения MGGH (160°C → 115°C)
Горячие сырые газы из печи при температуре 160°C поступают в теплообменник предварительного охлаждения MGGH (объем дымовых газов 52 320 м³/ч; площадь теплопередачи 400 м²; температура на входе горячей стороны 160°C; температура на выходе горячей стороны 115°C; температура на входе горячей воды 89°C; температура на выходе горячей воды 109°C; габариты устройства 3000×2120×3524 мм). Этот этап предварительного охлаждения служит двум целям: он снижает температуру газа до уровня, совместимого с антикоррозионными материалами в расположенной ниже по потоку промывочной башне и скруббере FGD, и рекуперирует тепловую энергию в контур горячей воды, которая впоследствии используется для повторного нагрева очищенного газа после FGD для удаления белого дымового шлейфа. Теплообменники MGGH должны быть изготовлены из соответствующих марок нержавеющей стали, чтобы избежать проблем с коррозией, утечками и отложением шлама; Выбор подходящей марки нержавеющей стали, установка оптимальной скорости потока газа и оптимизация геометрии воздуховода для снижения скорости образования отложений являются ключевыми принципами проектирования, обеспечивающими долговечность MGGH.
Этап 2: Моечная башня (предварительная обработка соляной кислотой и предварительное удаление твердых частиц)
Предварительно охлажденный газ поступает в промывочную башню (объем дымовых газов 80 841 м³/ч; температура на входе 115°C; температура на выходе 65°C; скорость газа 2,4 м/с; внутренний диаметр башни φ3,5 м; 2 слоя распыления; расход одного насоса 80 м³/ч; высота башни 23 м). Промывочная башня имеет три слоя распылительных форсунок, которые эффективно вымывают соляную кислоту из дымовых газов. После промывки температура газа снижается, и он поступает в систему десульфуризации для обработки дымовых газов. Башня предварительно удаляет соляную кислоту, чтобы защитить известняковую суспензию дымовых газов от загрязнения хлоридами, которое в противном случае ухудшило бы химический состав поглощения SO₂ и качество кристаллизации гипса. Ключевым моментом в работе промывочной башни является обеспечение надлежащего управления циркулирующей водой: непрерывный мониторинг pH и контроль концентрации хлоридов в циркулирующей жидкости, чтобы предотвратить ее повышение до уровней, снижающих эффективность поглощения соляной кислоты.
Этап 3: Абсорбционная башня из известняка и гипса для очистки дымовых газов (диаметр 2,8 м, производительность 70 500 Нм³/ч)
После промывочной башни газ поступает в известняково-гипсовый абсорбер системы десульфуризации дымовых газов (FGD) для удаления SO₂. Ключевые параметры: объем дымовых газов 70 500 м³/ч на входе в FGD; температура дымовых газов 65°C; концентрация SO₂ на входе 2800 мг/Нм³; концентрация SO₂ на выходе 20 мг/Нм³ (расчетная) / 10 мг/Нм³ (фактическая); молярное соотношение кальция к сере 1,05; скорость газа <3,2 м/с; внутренний диаметр башни φ2,8 м; соотношение жидкости к газу 22,8; 4 слоя распыления; расход одного насоса 325 м³/ч; время отстаивания суспензии 3,5 ч; расход известняка 275 кг/ч; производство гипса 395 кг/ч; влажность гипса 12–15%; Устранители тумана: двухслойный сетчатый тип (первая ступень) + 1 трубчатый тип (вторая ступень); емкость хранилища известняка 30 м³ (автономность 4,5 дня). Процесс на основе известняка и гипса обеспечивает расчетную эффективность удаления SO₂ 99,31 ТТ3Т (фактическая 99,71 ТТ3Т) и одновременно улавливает значительную часть остаточного HF из газового потока за счет образования фторида кальция в суспензии.
Этап 4: Мокрый электростатический осадитель (WESP, 70 500 Нм³/ч)
Газ после десульфуризации дымовых газов поступает в установку глубокой очистки дымовых газов (WESP) для глубокой очистки от твердых частиц и улавливания кислотного тумана. Ключевые параметры: объем дымовых газов 70 500 м³/ч; температура дымовых газов 65°C; расчетная скорость промывки 1,4 м/с; эффективная площадь сбора на анодной трубке 14,16 м²; площадь сбора 943,5 м²; концентрация твердых частиц на выходе ≤5 мг/Нм³; сопротивление корпуса 300 Па; характеристики анодной трубки φ360×6000 мм; количество анодных трубок 128; количество катодных проводов 2205; тип питания высокочастотный; электрические параметры 72 кВ / 800 мА; удельная площадь сбора 37 м²/(м³·с). Система WESP обеспечивает очистку остаточных мелкодисперсных частиц и кислотного тумана с эффективностью ≥95%, проходящих через туманоуловители FGD, обеспечивая выходную концентрацию твердых частиц на уровне 3 мг/Нм³ (фактическая) по сравнению с проектным целевым показателем 5 мг/Нм³.
Этап 5: Теплообменник повторного нагрева MGGH (50°C → 90°C)
Очищенный газ после обработки в дымовой трубе (WESP) при температуре приблизительно 50°C повторно нагревается до 90°C теплообменником повторного нагрева MGGH (объем дымовых газов 53 366 м³/ч; площадь теплопередачи 812 м²; перепад давления в устройстве 370 Па; температура дымовых газов на входе 50°C; температура дымовых газов на выходе 90°C; температура горячей воды на входе 108°C; температура горячей воды на выходе 90°C; габариты устройства 3000×2120×4004 мм). Повышение температуры на выходе из дымовой трубы до 90°C — выше точки росы в атмосфере при всех нормальных условиях эксплуатации — позволяет устранить видимый белый шлейф без какого-либо внешнего подвода энергии. Горячая вода, используемая для повторного нагрева очищенного газа, — это та же горячая вода, которая нагревается сырым газом на стадии предварительного охлаждения MGGH, что создает полностью автономный контур рекуперации тепла.
Печь
160°C
Предварительное охлаждение
160→115°C
Башня
HCl/PM
Известняк
99.3% SO₂
PM+Mist
≥95%
Разогреть
50→90°C
→ Стек
Нет пера
⭐ В рамках этого проекта используется новое или модернизированное оборудование
04 — Основные преимущества
Почему MGGH + мокрый электростатический фильтр — оптимальная архитектура для отвода газов из вращающейся сталелитейной печи
- ✓
Энергетическая самодостаточность MGGH: устранение белых выбросов без внешнего источника энергии: Главное преимущество подхода MGGH к устранению белого дымового шлейфа заключается в использовании собственного отработанного тепла установки — извлекаемого из горячих сырых газов, отходящих от печи, на стадии предварительного охлаждения — в качестве источника энергии для повторного нагрева газа после десульфуризации дымовых газов (FGD). Горячая вода, нагретая с 89°C до 109°C в MGGH на стадии предварительного охлаждения, обладает той же тепловой энергией, которая используется для повышения температуры газа после десульфуризации дымовых газов (WESP) с 50°C до 90°C в MGGH на стадии повторного нагрева. Для повторного нагрева газа не требуются пар, электрические нагреватели или горелки на природном газе. По сравнению с прямым теплообменом газ-газ с использованием горячего сырого газа, использование горячей воды в качестве промежуточного компонента позволяет избежать риска перекрестного загрязнения между чистыми и сырыми газовыми потоками и обеспечивает лучший температурный контроль за счет регулирования расхода воды в контуре. - ✓
Фактическое удаление SO₂ с 2800 мг/Нм³ до 10 мг/Нм³ составило 99,71 ТП3Т, что значительно ниже сверхнизкого предела в 20 мг/Нм³: Подтвержденная фактическая эффективность удаления SO₂ составляет 99,71 TP3T (на выходе 10 мг/Нм³ против проектного целевого значения 20 мг/Нм³ и предельного значения 20 мг/Нм³), что обеспечивает запас соответствия в 501 TP3T ниже сверхнизкого предела. Такая высокая производительность достигается благодаря сочетанию предварительной очистки промывочной башни (которая удаляет HCl, конкурирующий с SO₂ за абсорбционную способность известняка) и оптимизированной конструкции башни для очистки дымовых газов (4 слоя распыления, соотношение L/G 22,8, соотношение кальция к сере 1,05, расход одного насоса 325 м³/ч). Предварительное удаление HCl промывочной башней особенно важно для эффективности очистки дымовых газов от известняка в условиях высокой концентрации SO₂ на входе. - ✓
Предварительная обработка промывочной башни соляной кислотой защищает химический состав дымовых газов и качество гипса: Промывочная башня выполняет двойную функцию: она удаляет значительную часть HCl из газа до его поступления в абсорбер FGD и снижает температуру газа со 115°C до 65°C для защиты внутренних элементов абсорбера FGD и химического состава суспензии. Предварительное удаление HCl предотвращает накопление хлоридов в контуре суспензии FGD, что в противном случае ухудшило бы качество кристаллизации гипса (загрязненный хлоридами гипс не может быть повторно использован в качестве строительного материала) и снизило бы эффективность поглощения SO₂ за счет конкуренции за абсорбционную способность извести. Для применения в сталелитейных вращающихся печах, где одновременно присутствуют HCl и высокое содержание SO₂, двухступенчатая конструкция промывочной башни + FGD превосходит одноступенчатый скруббер «все в одном». - ✓
Интеллектуальная платформа мониторинга обеспечивает адаптивное управление в условиях изменяющихся параметров работы печи: Интегрированная интеллектуальная платформа управления окружающей средой предприятия, включающая микростанции мониторинга воздуха и мониторинг общего количества взвешенных частиц, обеспечивает полный мониторинг дымовых газов и окружающей среды в режиме реального времени. Эти данные в режиме реального времени напрямую поступают в адаптивный алгоритм управления, который регулирует скорость дозирования известняковой суспензии, скорость циркуляционных насосов промывочной башни и уровни активации электростатического фильтра в ответ на обнаруженные колебания SO₂, PM и температуры. Интеллектуальная платформа значительно повышает возможности предприятия по управлению окружающей средой и является ключевым фактором, обеспечивающим стабильно низкие показатели эффективности на практике по сравнению с проектными уровнями. - ✓
Гипс, получаемый в результате очистки дымовых газов, способствует развитию экономики замкнутого цикла и нулевому уровню вторичных твердых отходов: На стадии очистки дымовых газов производится гипс со скоростью 395 кг/ч (максимум) с влажностью 12–151 TP3T. Этот гипс соответствует требованиям качества для повторного использования строительных материалов (основа из гипсокартона, добавка к цементу), если содержание хлоридов подтверждено ниже пороговых значений EN 13279-1 (защищено предварительным удалением HCl из промывочной башни, расположенной выше по потоку). Получение гипсового побочного продукта исключает затраты на утилизацию твердых отходов и экологическую ответственность, которые возникли бы при обработке сульфата кальция в качестве отходов, и способствует достижению целей предприятия в области «зеленого, чистого, низкоуглеродного» развития. - ✓
Модульная конструкция позволяет в будущем использовать стандартные методы затяжки без замены основной системы: Пятиступенчатая модульная архитектура MGGH + промывочная башня + FGD + WESP + MGGH позволяет модернизировать отдельные этапы без замены всей системы очистки. Если в будущих заключениях ЕС о наилучших доступных технологиях (BAT) ужесточатся предельные значения SO₂ ниже 10 мг/Нм³, этап FGD можно будет модернизировать независимо (дополнительный слой распыления, увеличенное соотношение L/G, абсорбер второго этапа). Аналогично, если предельные значения PM будут ужесточены ниже 3 мг/Нм³, можно будет увеличить мощность WESP или добавить второй этап WESP без нарушения работы других этапов очистки.
05 — Результаты оперативной деятельности
Фактические показатели: все шесть параметров существенно ниже сверхнизких пределов, установленных ЕС.
Максимальная установленная мощность оборудования: 850,05 кВт; фактическая рабочая мощность: 691 кВт. При круглосуточной непрерывной работе и стоимости электроэнергии 0,36 юаня/кВт·ч в эквиваленте, суточная стоимость электроэнергии составляет 5 970,24 юаня в эквиваленте; при 8000 часах работы в год годовая стоимость электроэнергии составляет приблизительно 199 008 юаней в эквиваленте. Годовая стоимость воды: приблизительно 4,8 10 000 юаней в эквиваленте (3 т/ч при 2 юанях/т). Годовая стоимость известняка: приблизительно 55 10 000 юаней в эквиваленте (275 кг/ч при 250 юанях/т).
06 — Меры предосторожности при внедрении
Ключевые инженерные и эксплуатационные уроки по обработке отходящих газов в вращающихся сталелитейных печах.
- ⚠️
Основными эксплуатационными рисками являются колебания температуры дымовых газов и концентрации SO₂, поэтому адаптивное управление и связь между печью и оборудованием для обработки имеют важное значение: Основной документированный риск заключается в том, что колебания температуры дымовых газов и концентрации SO₂ вызывают нестабильность на выходе из системы. В сталелитейных вращающихся печах, перерабатывающих пыль электродуговых печей, содержание цинка и серы в подаваемой пыли варьируется от партии к партии, что приводит к значительным колебаниям концентрации SO₂ на выходе из печи. Необходимо внедрить формальный протокол предварительного уведомления от группы эксплуатации печи в диспетчерскую системы обработки до любых запланированных изменений состава подаваемой пыли или заданных значений рабочей температуры печи, что позволит заблаговременно корректировать дозировку известняка до того, как изменение концентрации достигнет абсорбера дымовых газов. - ⚠️
Выход из строя оборудования для предварительной обработки пыли на входе в теплообменник MGGH легко приводит к загрязнению и засорению теплообменника — установите онлайн-монитор твердых частиц на входе в теплообменник MGGH: Второй задокументированный риск заключается в том, что отказ оборудования предварительной обработки газовой пыли приводит к повышению концентрации пыли, поступающей в теплообменник MGGH, вызывая прогрессирующее загрязнение и закупорку каналов теплообменника. Установите онлайн-монитор концентрации твердых частиц на входе в теплообменник MGGH (в месте снижения температуры на входе в теплообменник предварительного охлаждения MGGH) с пороговым значением срабатывания сигнализации, установленным ниже уровня, при котором скорость загрязнения становится значительной. При срабатывании сигнализации запустите систему продувки сажи теплообменника MGGH и исследуйте систему предварительной обработки пыли на входе, чтобы выяснить причину повышенной концентрации пыли. Также настройте систему продувки сажи теплообменника MGGH на периодическую автоматическую работу в нормальном режиме эксплуатации, а не только на реагирование на сигналы тревоги по требованию. - ⚠️
Утечки в производственных трубопроводах приводят к переливам сточных вод — еженедельные проверки трубопроводов обязательны: Агрессивная газовая среда и широкий диапазон температурных колебаний создают значительные механические напряжения на всех контактирующих с жидкостью трубопроводах. Третий задокументированный риск заключается в том, что утечки в трубах во время производства приводят к переливу сточных вод. Внедрите программу еженедельного визуального осмотра, охватывающую все соединения труб, сальники клапанов, уплотнительные поверхности насосов, сильфоны компенсаторов и соединения для отвода конденсата. Поддерживайте запас запасных частей для всех стандартных секций труб и уплотнительных компонентов. Процедура реагирования на аварийную ситуацию при обнаружении любой утечки должна включать немедленную изоляцию поврежденного участка и проверку оборудования, расположенного ниже по потоку, на наличие загрязнений перед перезапуском. - ⚠️
Коррозия оборудования и воздуховодов, вызванная высококоррозионными газами, снижает прочность конструкции — укажите правильную марку нержавеющей стали для каждого участка: Четвертый задокументированный риск заключается в том, что высококоррозионная газовая и воздуховодная среда постепенно снижает прочность конструкции оборудования. Сочетание щелочных солей HCl, SO₂, HF, NaCl и конденсата при температурах, циклически превышающих и опускающихся ниже точки росы кислоты, создает многокислотную, многохлоридную коррозионную среду. В частности, для теплообменника MGGH ключевыми факторами, определяющими долговечность MGGH, являются выбор соответствующей марки нержавеющей стали (обычно 316L или дуплексная 2205 для работы в условиях сильного воздействия хлоридов), установка скорости газа в пределах проектного диапазона для минимизации эрозионно-коррозионного воздействия и оптимизация поперечного сечения воздуховода для снижения скорости отложения шлама. Начиная с 3-го года эксплуатации рекомендуется ежегодный контроль толщины стенок воздуховода и трубок MGGH. - ⚠️
Необходимо активно контролировать концентрацию хлоридов в циркулирующей воде промывочной башни — установите анализатор проводимости непрерывного действия: В промывочной башне HCl удаляется из газа и переходит в циркулирующую воду. Если концентрация хлоридов в циркулирующей воде бесконтрольно повышается (за счет концентрации испарения без надлежащего отвода и разбавления), эффективность абсорбции HCl снижается, поскольку уменьшается движущая сила абсорбции, больше HCl поступает в абсорбер FGD, и качество гипса ухудшается из-за загрязнения хлоридами. Установите непрерывный кондуктометрический анализатор в контуре циркулирующей воды промывочной башни и внедрите автоматический контур управления отводом и разбавлением, который поддерживает концентрацию хлоридов ниже 20 000 мг/л (или в соответствии с требованиями к качеству гипса).
07 — Основные выводы из инженерной практики
Четыре урока, извлеченные из этого проекта по обработке отходящих газов в вращающейся сталелитейной печи.
- 1
Теплообменник MGGH является наиболее энергоэффективным способом устранения белых выбросов при наличии на объекте отработанного тепла. Как паровой, так и электрический подогрев приводят к постоянным энергетическим затратам на устранение белого дымового шлейфа. Технология MGGH использует отработанное тепло, которое в противном случае было бы выброшено в атмосферу, превращая энергетические затраты в преимущество в устранении дымового шлейфа при нулевых предельных затратах на топливо. Для любого предприятия по производству стали, цветных металлов или керамики, где перед системой обработки имеется горячий отходящий газ печи температурой ≥150°C, технологию MGGH следует рассматривать как предпочтительную технологию устранения белого дымового шлейфа как с экономической, так и с экологической точки зрения, прежде чем выбирать альтернативные методы подогрева с внешним источником энергии. - 2
Предварительная промывка промывочной башни соляной кислотой является обязательной для известковых систем десульфуризации дымовых газов, обрабатывающих газовые потоки, содержащие как соляную кислоту, так и большое количество SO₂. Сама по себе промывочная башня, по-видимому, увеличивает капитальные затраты, занимаемую площадь и сложность системы. В контексте же она защищает известняковую суспензию, образующуюся при десульфуризации дымовых газов, от загрязнения хлоридами, которое ухудшило бы химический состав абсорбции SO₂, снизило бы качество гипса ниже спецификаций строительных материалов и в конечном итоге потребовало бы утилизации суспензии как опасных отходов, а не повторного использования гипса в качестве продукта. Двухступенчатая архитектура промывочной башни + десульфуризация дымовых газов имеет более низкую общую стоимость за весь срок службы, чем одноступенчатая система, которая должна одновременно обрабатывать все загрязняющие вещества, поскольку она защищает химический состав десульфуризации дымовых газов от загрязнения хлоридами, которое трудно устранить после его возникновения. - 3
Разница между фактическими и проектными показателями в этом проекте демонстрирует ценность интеллектуального мониторинга и адаптивного управления. Расчетные показатели: SO₂ на выходе 20 мг/Нм³ (удаление 99,31 TP3T), PM на выходе 5 мг/Нм³ (удаление 751 TP3T). Фактические показатели: SO₂ на выходе 10 мг/Нм³ (удаление 99,71 TP3T), PM на выходе 3 мг/Нм³ (удаление 901 TP3T). Интеллектуальная платформа мониторинга установки — адаптивная регулировка дозирования известняка, включения водоочистного фильтра и циркуляции промывочной башни в режиме реального времени — стабильно обеспечивает показатели, значительно превышающие расчетный базовый уровень. Это демонстрирует, что инвестиции в мониторинг в режиме реального времени и возможности адаптивного управления — это не просто удобство в эксплуатации; это количественно измеримый множитель производительности, создающий дополнительный запас соответствия требованиям сверх расчетного уровня системы. - 4
Для достижения степени удаления SO₂ ≥99% при концентрации SO₂ 2800 мг/Нм³ требуется высокое соотношение кальция к сере (1,05) и высокое соотношение жидкости к газу (22,8) — стандартные параметры проектирования систем очистки дымовых газов на электростанциях здесь неприменимы. В конструкциях установок десульфуризации дымовых газов (ДДГ) на электростанциях обычно используются соотношения кальция и серы 1,02–1,05 и соотношения L/G 8–15 при входной концентрации SO₂ 1000–3000 мг/Нм³. При концентрации 2800 мг/Нм³ для достижения степени удаления 99,31 TP3T до ≤20 мг/Нм³ требуется увеличить оба соотношения до верхнего предела проектного диапазона, в сочетании с 4 слоями распыления (в отличие от типичных 3 в электростанциях) и тщательной оптимизацией pH суспензии, соотношения кальция и известняка и условий кристаллизации гипса. Параметры проектирования установок ДДГ в вращающихся сталелитейных печах при высоких входных концентрациях SO₂ должны быть оптимизированы независимо, а не просто скопированы из проектных решений для установок ДДГ в энергетическом секторе.
08 — Часто задаваемые вопросы
Удаление пыли и десульфуризация в вращающихся сталелитейных печах: ответы на десять вопросов.
Вопросы от специалистов по получению экологических разрешений, инженеров-металлургов и групп по устойчивому развитию на предприятиях по производству стали и переработке пыли в электродуговых печах, планирующих модернизацию с целью достижения сверхнизких выбросов в соответствии с требованиями Постановления ЕС о контроле выбросов и Постановления Нидерландов о деятельности.
Готовы достичь соответствия требованиям по уровню выбросов в сталелитейной промышленности на уровне сверхнизких норм?
Ознакомьтесь с полным спектром решений по контролю промышленных выбросов.
От интегрированных в систему MGGH систем пылеудаления и десульфуризации для вращающихся сталелитейных печей до регенеративные системы термического окисления для промышленного снижения содержания летучих органических соединений.Наша инженерная команда разрабатывает решения, соответствующие требованиям ЕС по контролю выбросов (IED), для самых требовательных задач в области контроля выбросов в сталелитейной промышленности.
