Hướng phát triển của chất xúc tác khử nitrat trong ngành thép, công nghệ khử lưu huỳnh và khử bụi hiện tại trong các doanh nghiệp thép đã rất trưởng thành và cũng có thể đạt được yêu cầu về chỉ số phát thải cực thấp, cũng có nhiều lựa chọn trong lộ trình kỹ thuật , nhưng công nghệ khử nitrat vẫn cần được phát triển và cải thiện. Theo thống kê, trong quá trình sản xuất của ngành thép, lượng khí thải NOx của quá trình thiêu kết phát thải chiếm khoảng một nửa tổng lượng phát thải NOx tại các nhà máy thép, khiến cho việc kiểm soát NOx trong khí thải quá trình thiêu kết trở thành trọng tâm trong công tác quản lý môi trường của ngành thép. doanh nghiệp gang thép sau khi khử bụi và khử lưu huỳnh.

Theo yêu cầu phát thải cực thấp, nồng độ NOx của máy thiêu kết nhà máy thép phải đạt dưới 50mg/Nm³. Các lộ trình chính hiện nay để khử nitrat của máy thiêu kết nhà máy thép là khử nitrat trước khi khử lưu huỳnh và khử nitrat sau khi khử lưu huỳnh, và khử nitrat sau khi khử lưu huỳnh bằng khử lưu huỳnh bán khô và khử nitrat sau khi khử lưu huỳnh ướt.

Công nghệ khử nitrat xúc tác chọn lọc (SCR) là công nghệ khử nitrat trưởng thành nhất, linh hoạt và có thể được kết hợp linh hoạt theo các đơn vị khử lưu huỳnh được xây dựng / không xây dựng và có khả năng thích ứng mạnh mẽ với những thay đổi trong điều kiện làm việc; hiệu suất khử nitrat có thể đạt trên 90% hoặc cao hơn và có thể đạt được mức phát thải siêu sạch; nó có thể đồng thời thúc đẩy quá trình phân hủy dioxin mà không tạo ra chất ô nhiễm thứ cấp; không gây ô nhiễm thứ cấp khí thải và nước thải Hệ thống vận hành đơn giản, dễ vận hành, độ an toàn cao, không có nguy cơ bão bụi. Các chất xúc tác khử nitrat là chìa khóa của công nghệ khử nitrat SCR và các chất xúc tác khử nitrat năng lượng thấp thích nghi với điều kiện nhiệt độ thấp của ngành thép,

Hiện tại, theo các dạng cấu hình thiêu kết khác nhau, các quá trình khử nitơ sau DSR là: khử lưu huỳnh ướt + khử ẩm tĩnh điện + GGH + lò đốt không khí nóng + SCR, khử lưu huỳnh bán khô + loại bỏ bụi túi vải + GGH + lò thổi khí nóng + SCR, khử lưu huỳnh bằng than hoạt tính và loại bỏ bụi + khử nitơ SCR. Quá trình khử nitơ trước DGD chủ yếu là kết tủa tĩnh điện + GGH + lò cao nóng + SCR + khử lưu huỳnh.

I Khử lưu huỳnh ướt + khử ẩm tĩnh điện + GGH + lò cao nóng + SCR

Sau khi khí thải được khử lưu huỳnh ướt và khử ẩm tĩnh điện, nhiệt độ khoảng 50-60°C. Khí thải nhiệt độ thấp được làm nóng bằng cách trao đổi nhiệt giữa GGH và khí thải nhiệt độ cao từ đầu ra của SCR, sau đó được trộn với khí thải nhiệt độ cao từ lò khí nóng và được làm nóng đến 220-280°C để đi vào SCR lò phản ứng và khí thải khử nitrat được làm mát bằng GGH và thải ra ngoài. Lộ trình quy trình này yêu cầu khí thải sau quá trình khử lưu huỳnh ướt phải được tăng từ 50-60°C lên 220-280°C, sử dụng chất xúc tác nhiệt độ thấp hơi đắt tiền. Đối với các máy thiêu kết, thường có thể tích khí thải hàng triệu mét khối, cần thiết kế các bộ trao đổi nhiệt GGH lớn hơn cũng như tiêu thụ năng lượng đốt nóng 30-40°C cho khí đốt, nên chi phí đầu tư và chi phí vận hành cao. Tuy nhiên, lộ trình này có thể đáp ứng khí thải siêu sạch và vận hành ổn định nên dù chi phí đầu tư và vận hành cao vẫn được khuyến khích sử dụng.

2 Khử lưu huỳnh bán khô + lọc túi + GGH + lò cao nóng + SCR

Sau quá trình khử lưu huỳnh bán khô và lọc túi, nhiệt độ khí thải vào khoảng 120°C. Khí thải nhiệt độ thấp được làm nóng lên bằng cách trao đổi nhiệt giữa GGH và khí thải nhiệt độ cao từ đầu ra của SCR, sau đó được trộn với khí thải nhiệt độ cao từ lò khí nóng và được làm nóng lên đến 180-250°C để đi vào Lò phản ứng SCR và khí thải khử nitrat được làm mát xuống GGH và thải ra ngoài. Lộ trình quy trình này cũng sử dụng chất xúc tác ở nhiệt độ thấp, đắt tiền và phù hợp cho các máy thiêu kết với quá trình khử lưu huỳnh bán khô. Khí thải đã tương đối sạch sau quá trình khử lưu huỳnh bán khô và loại bỏ bụi, đồng thời cũng là lộ trình xử lý được đề xuất vì nó có thể đáp ứng khí thải siêu sạch và hoạt động ổn định sau khi làm nóng và sau đó khử nitrat. Tuy nhiên,

3 Khử lưu huỳnh và khử bụi bằng than hoạt tính + khử nitơ SCR

Do phương pháp than hoạt tính không thể đáp ứng các yêu cầu phát thải cực thấp để loại bỏ NOx và các hạt vật chất, nhiều doanh nghiệp hiện nay đã tham khảo quá trình khử lưu huỳnh và loại bỏ bụi ướt và bán khô + quy trình khử nitrat SCR và chọn thêm quá trình khử nitơ SCR sau thiết bị than hoạt tính , nhiệt độ khử nitrat có thể được thiết kế ở 150-200°C, nhưng khí thải thiêu kết chỉ có thể được kiểm soát ở nồng độ khoảng 15-20mg/Nm³ sau khi khử bụi than hoạt tính. Phương pháp than hoạt tính là phương pháp khô hoàn toàn, không hiệu quả trong việc thu giữ kim loại kiềm như phương pháp ướt và bán khô, và hàm lượng kim loại kiềm trong tro bay sau khi loại bỏ than hoạt tính cao tới 30-50% trọng lượng. Đồng thời, khí thải đi qua thiết bị than hoạt tính mang theo bụi carbon và amoni bisulphate/ammonium sulphate đến thiết bị khử nitơ tiếp theo. Với tác dụng cộng hưởng của kim loại kiềm, bột cacbon và amoni bisulphat/amoni sunphat, nguy cơ ngộ độc kim loại kiềm do khử hoạt tính và tắc nghẽn xúc tác vẫn cao sau thời gian dài tích tụ, kể cả với nồng độ bồ hóng thấp tới 15-20mg/Nm3 , đặt ra yêu cầu cao hơn đối với việc thiết kế chất xúc tác, một quy trình cũng có thể hoạt động ổn định nếu được kết hợp với chất xúc tác phù hợp.

4 Kết tủa tĩnh điện + GGH + lò cao nóng + SCR + khử lưu huỳnh

Quá trình này được thực hiện trước khi khử lưu huỳnh và sử dụng chất xúc tác ở nhiệt độ trung bình tương đối bền với kiềm. Khí thải ra khỏi lò thiêu kết được khử bụi tĩnh điện đến nhiệt độ khoảng 130°C, sau đó được gia nhiệt lên trên 300°C bằng GGH và lò đốt không khí nóng và được đưa vào lò phản ứng SCR. Khí thải khử nitrat được GGH làm lạnh xuống 160°C và được đưa đến tháp khử lưu huỳnh, và khí thải khử lưu huỳnh được thải qua ống khói. Phương pháp này tương đối rẻ do sử dụng các chất xúc tác ở nhiệt độ trung bình, ít tốn kém hơn, nhưng vì tro của máy thiêu kết chứa 30-50% kim loại kiềm nên chất xúc tác phải có khả năng chống ngộ độc kim loại kiềm mạnh. Đặc biệt, thiết bị lọc bụi tĩnh điện được trang bị với máy thiêu kết không thu được bụi tốt và thường hàm lượng tro sau khi loại bỏ bụi vẫn cao tới 100mg/Nm³. Tro có độ kiềm cao, độ nhớt cao này có nguy cơ gây tắc nghẽn và nhiễm độc nhất định đối với hoạt động của SCR.

Với sự phát triển của hội nhập kinh tế và khoa học thế giới, tầm quan trọng của việc có quyền sở hữu trí tuệ độc lập trong cạnh tranh thị trường ngày càng tăng. Nghiên cứu về công nghệ khử nitrat khí thải ở Trung Quốc được thực hiện tương đối muộn, các công thức và dây chuyền sản xuất chất xúc tác khử nitrat sớm được mua từ công nghệ nước ngoài, dẫn đến chi phí sản xuất cao và chất xúc tác khử nitrat đắt tiền. Phần lớn đổi mới công nghệ dựa trên mô hình "nhập khẩu-hấp thụ-giới thiệu lại". Tuy nhiên, bản chất của khí thải rất khác nhau giữa các ngành công nghiệp và các công thức và công nghệ xúc tác khử nitrat được giới thiệu chỉ có thể được sử dụng cho các điều kiện làm việc cụ thể của khí thải.