华电光大：深耕催化剂、布局精脱硫，助力钢铁企业绿色低碳高质量发展
- 2023/11/9 15:48:22
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- 来源：华电光大
- 关键词:脱硫脱硝工业废气处理
高炉煤气是炼铁行业的主要副产物之一，已经成为钢铁企业节能降耗及达标排放的关键。2019年生态环境部等五部委联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，明确提出“加强源头控制，高炉煤气、焦炉煤气应实施精脱硫”，河南、河北等地更是明确提出了高炉煤气H2S治理浓度达到20mg/m3。
高炉煤气中总硫含量一般在80——240mg/m³，主要是羰基硫(COS)，CS2，H2S三种硫分，占总含硫量的90%以上，其中COS占比最高，达70%——80%。CS2和H2S可以采用碱性物质中和脱除，有机硫的性质相对稳定，采用常规方法难以直接有效脱除。因此，精脱硫过程中对有机硫的脱除是关键，COS的脱除是要点。
高炉煤气的脱硫主要包括源头控制和末端治理。钢铁企业用高炉煤气加热气点分散，常规末端治理设备成本高，日常管理流程繁琐，而源头控制可减少处理的烟气量(可减少40%左右)，避免末端分散治理，进而降低投资和运营成本。此外，在前端集中控制的硫化物，能减少后续燃烧过程中SO2的生成，降低SO2对后续脱硝工艺的影响。因此，高炉煤气源头控制是一种经济、优选的脱硫方式。
源头控制大致可分为湿法和干法，其中干法又可分为吸附和催化转化法。
常规湿法脱硫存在脱硫液循环量大，设备占地面积大且投资成本高，因此干法脱硫技术的应用研究较多。
吸附工艺是利用对硫化物有较强吸附能力的材料，如活性炭或分子筛等，对高炉煤气中的硫化物进行吸附，吸附饱和后再通过解吸将含硫化物的煤气送至烧结车间利用，燃烧产生的SO2通过烧结烟气脱硫系统处理。
吸附工艺根据吸附材料的不同，又可分为分子筛吸附法、微晶吸附法、改性活性炭吸附法。采取吸附工艺的精脱硫设施一般布置在高炉TRT之后，由吸附塔+煤气解吸系统组成。由于高炉煤气中含有H2O、粉尘、HCl等其他成分，会影响吸附剂的吸附效率和寿命，需要在吸附塔前配套设置煤气预处理装置，减少高炉煤气中的H2O、粉尘、HCl对吸附剂的影响，相应的也增加了工程成本。
COS催化加氢法常用于高硫尾气净化。高炉煤气中H2含量低，需要额外添加H2。在催化剂的作用下，COS与H2在250——500℃的温度条件下反应生成易于脱除的H2S，反应化学反应方程式如下：
COS+4H2CH4+H2S+H2O
催化加氢法副反应较多，高炉煤气中存在的CO和CO2易与H2发生副反应生成CH4，较高浓度的CO也会发生副反应生成炭黑，降低催化剂活性。这些副反应都属于放热反应，导致催化剂床层温度升高，加速催化剂失活，降低COS的转化效率。O2的存在也会促使催化剂的中毒和老化。
相比以上方法，催化水解法能耗较低，成本低廉，是煤气精脱硫最佳方法，原理是使COS在催化剂作用下直接与气体中的H2O反应转化为H2S，反应温度通常为30——250℃，反应化学反应方程式如下：
COS+H2OH2S+CO2
但该反应也需克服气体组分中O2、H2O和HCl导致的催化剂中毒问题。根据目前市面上的水解催化剂来看，普遍存在因上述问题而导致的催化剂寿命较短，需频繁更换的问题。针对以上难题，华电光大依托强大的研发实力，通过不断试验、配方优化、工艺改进等开发了适用于高炉煤气、焦炉煤气的精脱硫催化剂，助力企业响应国家节能减排，绿色低碳的号召，打赢污染防治攻坚战。
多年来，华电光大致力于烟气治理的技术研发和创新，不断为客户提供高质量的产品和服务，并先后获得了由国务院颁发的国家科学技术进步二等奖、教育部颁发的科学技术进步一等奖以及浙江省科学技术进步奖。
此次华电光大成功研发精脱硫催化剂，将助力钢铁企业达标排放，为企业主动适应国家绿色低碳的发展要求作出积极贡献！
华电光大
北京华电光大环境股份有限公司(简称华电光大)是华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室核心团队创办的国家高新技术企业，公司以“技术为根、诚信为本、节能环保、利国利民”为理念，汇聚了一批高端人才，致力于SCR板式脱硝催化剂、SNCR脱硝技术、脱硫强化剂、生物质锅炉、直喷式生物质燃烧器、废物焚烧锅炉(垃圾、废气、废液、危险废物)等产品的研发、设计和推广应用。
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