Проблематика и опыт применения каталитического окисления СО в отходящих газах для металлургических производств на примерах Российских предприятий

Выделим основные направления потенциального применения технологии каталитического окисления для удаления СО из отходящих газов:
·         Обжиг концентратов (в т.ч. молибденовых, цинковых и т. д.)
·         Обжиг окатышей и агломерационные машины
·         Коксо — химическое производство
·         Доменное производство
·         Сталеплавильное производство
·         Рудотермические процессы
·         Огневое рафинирование металлов
·         Плавка цветных металлов
·         Аспирация прокатного производства
·         Очистка отходящих газов от линий окраски, эмалирования, лакирования
·         Очистка отходящих газов при печати на фольге, упаковке и т. п.
·         Очистка отходящих газов нагревательных и термических печей

Разберем процесс формирования отходящих газов на примере агломерационных машин. В качестве аглошихты используется колошниковая пыль, окалина, железосодержащий шлам, аспирационная пыль, шлаковая смесь и др. Спекание ведется на колосниковой решетке спекательных тележек агломашины при просасывании воздуха, за счет высоких температур при горении углерода в слое шихты. Основным флюсующим материалом является известняк. В результате образуется офлюсованный агломерат. При объеме стандартных выбросов от одной агломашины в 1 000 000 нм³/ч и содержании СО в газах 3−9 г/нм³, общий выброс СО составит до 9 т/ч или до 78 840 т/год. Если принять общие выбросы СО в России в размере 5 000 000 тонн/год, то выбросы от одной агломашины составляют 1,5% от всех выбросов СО в год по России.

Таблица 1. Общие характеристики отходящих газов агломерационных машин металлургических предприятий


Многие металлургические процессы содержат существенные концентрации сернистого ангидрида (SO₂) и сложный состав пыли. В этом случае применяется решение с предварительной очисткой от пыли и сернистого ангидрида методами полусухой или мокрой сорбции. Например, в настоящее время в аглоцехе одного из предприятий используется схема очистки аглогазов методом мокрой сорбции:
1.Аглофабрика № 2. Объем отходящих газов — 1400 тыс. нм³/ час.

Очистка газов трехступенчатая:
I ступень очистки — улавливание пыли в батарейных циклонах со степенью очистки
— не менее 80%;
II ступень очистки — мелкодисперсная очистка от пыли в трех электрофильтрах с эффективностью — не менее 95%;
III ступень — десульфурация аглогазов известковым молоком в трех скрубберах со степенью очистки от SO₂ — не менее 95%;
2. Аглофабрики №№ 3, 4. Объем отходящих газов — 2000 тыс. нм³/ час.
Очистка газов — двухступенчатая:
I ступень — улавливание пыли в батарейных циклонах со степенью очистки — не менее 80%;
II ступень — десульфурация аглогазов известковым молоком в восьми скрубберах с эффективностью очистки — не менее 85%.

Так как эффективность очистки аглогазов от СO в существующей схеме незначительна, предприятие заинтересовано в реализации проектов по снижению этих выбросов в атмосферный воздух.
Подобные задачи по снижению СО в отходящих аглогазах существуют и у других металлургических предприятий.
Основная сложность при использовании технологии каталитической очистки в металлургии — это наличие в отходящих газах большого количества пыли до 90 г/нм³ и примесей, которые отравляют катализатор, таких как диоксид серы SO₂, пыль с содержанием свинца, мышьяка, кадмия, железа. Пыль в составе отходящих газов снижает активность катализатора за счет наличия тяжелых металлов и оседания на поверхности, а также механическим способом истирает катализатор при прохождении через слой. Поэтому для применения технологии каталитического окисления в металлургии требуется предварительная очистка от пыли.

Таблица 2. Примеры использования технологии каталитического окисления в металлургии