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SINCERE COOPERATION TO SUPPORT VARIOUS INDUSTRIES
Industrial silicon industry flue gas treatment
一、高温特性
工业硅生产过程中，矿热炉产生的烟气温度较高，一般在 300℃至 600℃之间。这种高温烟气对烟气处理设备的耐高温性能提出了很高的要求。例如，在选择除尘器时，需要考虑设备能够承受高温而不损坏，确保设备的稳定运行。
二、高含尘量
1、工业硅生产以硅石为主要原料，在矿热炉中通过高温还原反应生成工业硅。这个过程会产生大量的粉尘，烟气中的含尘量通常较高，每立方米可达数克甚至数十克。
2、这些粉尘颗粒细小，粒径分布范围广，增加了除尘的难度。细小的粉尘容易穿透普通的除尘设备，导致排放不达标。同时，高含尘量的烟气也容易造成设备的磨损和堵塞，影响设备的使用寿命和运行效率。
三、成分复杂
1、工业硅烟气中含有多种化学成分，主要包括二氧化硅、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等。
2、二氧化硅是工业硅生产过程中的主要产物之一，以粉尘的形式存在于烟气中。一氧化碳和二氧化碳是矿热炉中燃料燃烧和化学反应的产物。氮氧化物和硫氧化物则主要来自于燃料中的氮和硫以及空气中的氮气和氧气在高温下的反应。
3、这些复杂的成分使得烟气治理需要综合考虑多种污染物的去除，增加了治理的难度和复杂性。
四、腐蚀性
1、烟气中的硫氧化物和氮氧化物在一定条件下会形成酸性物质，如硫酸、硝酸等，这些酸性物质会对设备和管道造成腐蚀。
2、此外，烟气中的水分也会加剧腐蚀的程度。在选择烟气处理设备和材料时，需要考虑其耐腐蚀性能，以确保设备的长期稳定运行。
五、阵发性
1、工业硅矿热炉的生产过程具有一定的间歇性，导致烟气的产生也具有阵发性。烟气流量和污染物浓度会随着生产过程的变化而波动，这对烟气处理设备的适应性提出了要求。设备需要能够在不同的工况下稳定运行，保证治理效果的稳定性。
一、SDS 干法脱硫
1、工作原理：
SDS（Sodium Dihydrogen Sulfate，硫酸氢钠）干法脱硫是利用碳酸氢钠（NaHCO₃）作为脱硫剂。碳酸氢钠在高温烟气的作用下分解为碳酸钠（Na₂CO₃）、水（H₂O）和二氧化碳（CO₂）。生成的碳酸钠与烟气中的二氧化硫（SO₂）反应，将其吸收并转化为硫酸钠（Na₂SO₄），从而实现脱硫。脱硫剂通常通过专用的喷射系统喷入烟道内，与烟气充分混合进行反应。
2、化学反应方程式：
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂
Na₂CO₃ + SO₂ + 1/2O₂ → Na₂SO₄ + CO₂
二、SCR 脱硝
1、工作原理：
SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）脱硝是在一定温度和催化剂的作用下，利用还原剂（如氨气、尿素等）有选择性地与烟气中的氮氧化物（主要是一氧化氮 NO 和二氧化氮 NO₂）反应，将其还原为氮气（N₂）和水（H₂O）。烟气在进入 SCR 反应器之前，通常需要经过预热，以达到催化剂的最佳活性温度范围。在反应器内，催化剂促进了脱硝反应的进行，使氮氧化物与还原剂迅速反应，从而实现高效脱硝。
2、化学反应方程式：
以氨气为还原剂：
4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O；2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O
以尿素为还原剂：
先发生尿素的热解和水解反应，生成氨气，然后氨气再与氮氧化物发生上述反应。
尿素热解反应：CO (NH₂)₂ → NH₃ + HNCO；
尿素水解反应：HNCO + H₂O → NH₃ + CO₂。
三、布袋除尘
1、工作原理：
含尘气体从进气口进入布袋除尘器后，一部分较粗的尘粒和凝聚的尘团由于惯性作用直接落下，起到预收尘的作用。进入除尘器的气流折转向上涌入箱体，当通过内部装有滤袋的过滤室时，粉尘被阻留在滤袋的外表面。净化后的气体进入滤袋上部的清洁室，汇集到出风管排出。随着过滤过程的不断进行，滤袋外表面的粉尘不断增加，导致滤袋的阻力也逐渐上升。当阻力达到一定数值时，需要对滤袋进行清灰处理，通常采用脉冲喷吹的方式，将压缩空气喷入滤袋，使滤袋瞬间膨胀，将表面的粉尘抖落下来，落入灰斗中，然后再进行集中处理。
布袋除尘主要是依靠物理过滤的方式实现除尘，没有特定的化学反应方程式。
四、金属滤网除尘
1、工作原理：
含尘烟气进入金属滤网除尘器后，烟气中的粉尘颗粒在气流的作用下撞击到金属滤网表面。由于金属滤网的孔径较小，粉尘颗粒被拦截在滤网表面，而净化后的气体则通过滤网的孔隙排出。随着时间的推移，滤网表面的粉尘积累到一定程度后，需要进行清灰处理，可以采用机械振动、反吹等方式将粉尘清除。
同样，金属滤网除尘主要是物理过滤过程，没有化学反应方程式。
五、脱硝除尘一体化
1、工作原理：
脱硝除尘一体化技术是通过一套装置同时实现脱硝和除尘的功能。通常采用在特定的反应区域喷入还原剂，使烟气中的氮氧化物与还原剂发生选择性催化还原反应，实现脱硝。同时，利用过滤材料（如陶瓷纤维等）对烟气中的粉尘进行拦截和过滤，达到除尘的目的。
2、化学反应方程式（与 SCR 脱硝部分相同）：
以氨气为还原剂：
4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O；2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O
以尿素为还原剂：
先发生尿素的热解和水解反应，生成氨气，然后氨气再与氮氧化物发生上述反应。
尿素热解反应：CO (NH₂)₂ → NH₃ + HNCO；
尿素水解反应：HNCO + H₂O → NH₃ + CO₂。
根据工业硅烟气特点，烟气治理推荐如下工艺路线：
1、余热锅炉+一级布袋除尘+干法脱硫+二级布袋除尘+低温SCR脱硝
2、余热锅炉+干法脱硫+布袋除尘+低温SCR脱硝
3、余热锅炉+干法脱硫+金属滤袋除尘+中温SCR脱硝
4、余热锅炉+干法脱硫+除尘脱硝一体化
4、余热锅炉+干法脱硫+除尘脱硝一体化
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江苏世清环保科技有限公司
