江蘇省江陰市某大型央企特種鋼鐵企業石灰窯氮氧化物減排項目

圖1. 江蘇省江陰市某大型央企特種鋼鐵企業石灰窯氮氧化物減排項目

鋼鐵,人類應用超過三千年的重要基礎材料,正通過融合綠色、低碳、智能元素,推動全球可持續發展和美麗中國的建設。麵對環保挑戰,全球鋼鐵工業正積極探索綠色低碳發展新路徑、新模式,鋼鐵行業的重點組織、企業紛紛製定了適合自身發展的低碳規劃及技術路徑,包括優化原料結構、固廢循環利用以及汙染物控製等。

江蘇省江陰市某大型央企特種鋼鐵企業(以下簡稱“該特鋼企業”或者“客戶”)也不例外,3年前,由於地方政策加碼遇到了石灰窯項目氮氧化物超低排放的達標難題。當時,戈爾®(GORE®)DeNOx催化脫硝濾袋在係列方案中脫穎而出,以其性能可靠和高效經濟性,成為氮氧化物創新減排之道,不僅有效解決了傳統SCR在煙氣脫硝中麵臨的難點,更顯著降低了脫硝改造的難度和最終運行成本。

提前布局應對超低排放要求,GORE® DeNOx催化脫硝濾袋方案路線脫穎而出

早在3年nian前qian,該gai特te鋼gang企qi業ye因yin應ying氮dan氧yang化hua物wu超chao低di排pai放fang的de要yao求qiu,作zuo為wei行xing業ye先xian鋒feng,客ke戶hu力li求qiu通tong過guo達da標biao來lai鞏gong固gu其qi在zai全quan國guo乃nai至zhi全quan球qiu特te鋼gang行xing業ye的de領ling先xian地di位wei。當dang時shi,客ke戶hu有you2期石灰窯項目均麵臨著脫硝改造需求,經過係列評估後決定采用不同路線,一期石灰窯采用戈爾DeNOx催化脫硝方案,二期則采用傳統的SCR反應法.

2022年,兩套方案先後完成安裝並開始運行。戈爾過濾專家劉小峰透露,項目初期對比顯示,戈爾DeNOx催化脫硝濾袋的催化效率高達91%,大幅高於SCR反應法。

工業生產中,氮氧化物的產生控製主要分為燃燒中和燃燒後兩種,後者主要是指煙氣脫硝,當前的主流方式便是SCR(選擇性催化還原法)幹法脫除技術。SCR技術的核心在於脫硝催化劑,理想情況下脫硝率可超過90%,但實際效果受到多種因素影響,包括催化劑的活性、用量、煙氣溫度、濕度以及噴氨的氨氮摩爾比等一係列因素。同時,SCR技術的實施還涉及設備占地和係統阻力增加等一係列問題,尤其是在鋼鐵、水泥等行業,要在中低溫下(250℃以內)實現高效脫硝並保證催化劑壽命,對傳統SCR法來說是一大挑戰。

戈爾DeNOx催化脫硝濾袋則能有效解決上述問題。

創新高效的脫硝除塵一體化方案,實現多汙染物協同治理並降低總運行成本

從技術原理來看,戈爾DeNOx催化脫硝濾袋所采用的技術仍屬於SCR,jitongguocuihuajicujinanqidenghaiyuanjiyuyanqizhongdedanyanghuawufanying,shengchengwuduwuhaidedanqiheshui。gaijishudechuangxinzhichuzaiyu,tajiangcuihuajifuhezailvliaoneibu,shixianlebiaomianguolvhecuihuaguolvderonghe,yifangmianlvdaibiaomiandeePTFE薄膜能高效過濾固體顆粒物,另一方麵內層催化複合氈料將負責分解氮氧化物和氨氣,以滿足超低排放標準。

戈爾DeNOx催化脫硝濾袋的催化效率高於傳統SCR方法

圖2. 戈爾DeNOx催化脫硝濾袋的催化效率高於傳統SCR方法

在傳統SCR反應中的蜂窩狀催化劑技術(如圖3右側所示)中,它所處理的煙氣隻是與柱狀孔道內表麵的催化劑相接處而無法與孔壁結構內部的催化劑接觸,而戈爾DeNOx催化脫硝濾袋方案中(如上圖左側所示),煙氣會穿過濾袋袋身與濾袋內部的催化劑充分接觸,此時催化劑的有效比表麵積更大,因此其使用效率也更高。

除催化效率之外,戈爾DeNOx催化脫硝方案還能有效降低總擁有成本

圖3. 除催化效率之外,戈爾DeNOx催化脫硝方案還能有效降低總擁有成本

其次,從圖3的右側對比圖中也可看出,蜂窩式SCR催化劑通常需要在前端配有除塵設備,尤其是低溫催化劑,故除塵之後的煙氣再到SCR催化劑會存在一定的溫降,這就對催化劑的有效運行溫度或加熱能耗產生不利影響。

此外,在鋼鐵行業的石灰窯脫硝改造項目中,戈爾DeNOx催(cui)化(hua)脫(tuo)硝(xiao)濾(lv)袋(dai)更(geng)顯(xian)示(shi)出(chu)先(xian)天(tian)優(you)勢(shi)。它(ta)幾(ji)乎(hu)無(wu)需(xu)任(ren)何(he)改(gai)造(zao),更(geng)無(wu)需(xu)大(da)規(gui)模(mo)停(ting)機(ji),隻(zhi)需(xu)原(yuan)位(wei)更(geng)換(huan)除(chu)塵(chen)器(qi)濾(lv)袋(dai)即(ji)可(ke)。這(zhe)種(zhong)簡(jian)便(bian)的(de)替(ti)換(huan)過(guo)程(cheng)不(bu)僅(jin)節(jie)省(sheng)了(le)改(gai)造(zao)空(kong)間(jian),更(geng)降(jiang)低(di)了(le)項(xiang)目(mu)的(de)後(hou)期(qi)維(wei)護(hu)費(fei)用(yong),從(cong)而(er)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)了(le)總(zong)擁(yong)有(you)成(cheng)本(ben)。因(yin)此(ci),許(xu)多(duo)客(ke)戶(hu)將(jiang)戈(ge)爾(er)DeNOx催化脫硝濾袋視為一種 “更先進的SCR脫硝技術。”

鋼鐵行業多應用環節麵臨綠色升級壓力,戈爾用產品品質“硬控”客戶

自1996年中國鋼產量首次突破1億噸,躍居世界首位,全球鋼鐵產業逐步進入“中國時代”。到2023年,中國粗鋼產量達到10.19億噸,碳排放量總約16億噸,占全國總排放的15%,成為碳排放最高的製造業。因此,鋼鐵行業的綠色低碳轉型成為應對氣候變化的關鍵。

然而,自2023年起,國內鋼鐵行業麵臨投資增速放緩、需求疲軟、鋼材價格下跌、原材料成本上升、綠色發展要求高等挑戰。據智研產業研究院發布的《2024-2030年中國特鋼行業市場調查研究及投資策略研究報告》,特鋼行業效益下滑,2023年市場規模降至2874.36億元。在此背景下,該客戶采用戈爾 DeNOx脫硝催化濾袋進行石灰窯項目脫硝改造, 對其在實際長期運營過程中,相比傳統SCR法的脫硝效率提升和使用周期總成本下降兩方麵,具有極強的市場驗證和示範效應。

目前,江蘇省將鋼鐵行業石灰窯項目的氮氧化物排放量定為低於100mg/Nm3,未來隨著綠色發展的要求上升,該指標可能降至低於50mg/Nm3。“即使這樣,戈爾DeNOx催化脫硝濾袋也能輕鬆達標,因為我們的技術可實現氮氧化物排放<50mg/ Nm3,顆粒物排放<5mg/Nm3,還能協同處置二噁英/呋喃,是一款多功能、可靠且性價比高的解決方案”劉小峰補充道,“比較而言,傳統SCR法在法規進一步提標時能否達標尚存疑問,更別提戈爾DeNOx催化脫硝方案在降低總運行成本時所具有的優勢。”

如今,曆經近3年的使用後,該客戶項目中的濾袋仍“狀態滿格”。另一位戈爾專家冷天陽介紹,該客戶在使用過戈爾DeNOx催化脫硝濾袋之後,又在項目的11座不同熱風爐或加熱爐脫硫應用中導入了戈爾覆膜玻纖濾袋,完美解決了現有產線改造伴隨的占地緊張問題,實現了高速過濾下(1.4米每分鍾的過濾風速)的超低排放標準(顆粒物小於<5mg/Nm3)。 “客戶的實際行動,也從側麵證明了他們對戈爾產品的滿意度,”劉小峰表示。

當下中國已建成全球最大的清潔鋼鐵生產體係,噸鋼二氧化碳排放量較30年前下降超過50%。實際上,戈爾DeNOx催化脫硝濾袋適用於鋼鐵行業的諸多工藝環節,如燒結廠、石灰窯、熱風爐和焦爐等。據介紹,4年前,國內一家知名鋼鐵廠曾在燒結項目中應用戈爾 DeNOx催(cui)化(hua)脫(tuo)硝(xiao)技(ji)術(shu),這(zhe)也(ye)是(shi)該(gai)技(ji)術(shu)在(zai)全(quan)球(qiu)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)燒(shao)結(jie)廠(chang)上(shang)的(de)首(shou)次(ci)應(ying)用(yong),為(wei)燒(shao)結(jie)機(ji)煙(yan)氣(qi)實(shi)現(xian)超(chao)低(di)排(pai)放(fang)開(kai)創(chuang)了(le)一(yi)條(tiao)嶄(zhan)新(xin)的(de)綠(lv)色(se)路(lu)徑(jing)。現(xian)如(ru)今(jin),中(zhong)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)正(zheng)在(zai)展(zhan)現(xian)高(gao)科(ke)技(ji)、高效能、高質量的嶄新形象,不斷實現產業向“綠”、產線向“智”、產品向“新”的蛻變升級,戈爾期待這項創新的綠色發展技術未來能在更多應用環節中去賦能。

僅用於工業用途

不可用於食品、藥品、化妝品或醫療設備等的製造、加工或包裝作業