对于废料回收来说, 它身为绿色产业, 不过回收过程当中所产生的烟气却根本谈不上“绿色”。废铝进行熔炼, 废电池予以拆解, 碳酸锂开展焙烧, 像这些新兴的回收场景, 其烟气成分与传统的燃煤锅炉那可是截然不同的。把脱硝设备放置进去, 很快就会面临几个全新的难题。

难题一：氯和氟“双毒”夹击

废铝熔炼当中, 最为突出的问题是氯和氟, 废铝型材表面存在油漆涂层、塑料覆层, 并且熔炼时添加了含氟精炼剂, 在高温状况下, 会释放出氯化氢以及氟化氢。

对SCR脱硝系统存在双重威胁的这两种酸性气体是: 其一, 直接腐蚀设备本体连同管路；其二, 致使催化剂中毒从而失活。研究表明, 氟化氢会造成钒钨钛系催化剂的比表面积缩减, 使得表面活性位数量减少, 最终让催化剂活性整体呈现下降态势。

应对的思路是, 前端的预处理属于第一道防线。烟气要进入SCR反应器之前, 得经由湿法洗涤塔或者干法吸附塔, 来开展酸性气体的预处理。使用碱性溶液进行喷淋, 以此中和HCl以及HF, 其脱除效率能够达到较高的水平。

同时间, 催化剂配方要针对性去选择, 钒钨钛系催化剂对于氟化物的耐受性是有限的, 在含氟工况之时需要选择抗氟改性配方。某再生铝熔炼炉组的SCR脱硝系统在实际项目当中验证了这一思路的可行性。

难题二：废电池烟气“成分大乱炖”

已然知道废旧锂电池拆解焙烧所产生的烟气, 可是个极其复杂、成分繁多的“大杂烩”, 其中包含了重金属粉尘, 像镍、钴、锰这些, 还有氟化物, 其来源是电解液, 另外还有VOCs, 这些是来自有机溶剂的, 以及氮氧化物和二氧化硫, 可谓是形形色色, 应有尽有。

一套工艺需同时应对氟化物对设备的腐蚀, 重金属导致脱硝系统的“中毒”状况, 以及易燃易爆的VOCs, 其难度可想而知, 因为要同时对付这么多污染物。

应对的思路是, 关键在于分级治理。首先, 烟气要先进到二燃室进行高温焚烧, 将其中的VOCs彻底烧死。接着, 出来进入急冷塔迅速降温, 以此来避免二噁英产生。然后, 进行活性炭喷射, 吸附残留的重金属。之后, 才会进入中低温SCR脱硝单元。在经过前端的除尘、碱洗等一些预处理以后, 进入SCR反应器的烟气已经干净了许多, SCR只需专心从事脱硝即可。

有的时候温度也会成为一个让人陷入困境的因素。其中焙烧温度处于350至700℃这个范围, 二燃室的温度则要烧到850至1200℃, 之后还需要快速冷却到200℃以下才能够进入脱硝设备。整个过程先是高温状态, 接着是急冷, 随后又到中低温, 每一个环节都必须配备与之相对应的处理方法。与此同时, 处理VOCs这件事情本身还会产生出新形式的氮氧化物, 总体的排放量有可能难以准确计算出来。

难题三：锂电废料本身的“新路子”

有个有意思的方向——用废电池本身做脱硝材料。

最新的研究表明, 从废旧的三元锂电池之中回收而来的镍钴锰氧化物, 能够直接被用于NOx与VOCs的协同脱除, 经过脱锂处理的那种催化剂, 在温度处于100至270℃这个宽温区的时候, 脱硝效率能够达到90%以上, 在温度为180℃时, 苯的去除率同样也能够达到90%。

这种情况等同于“运用废电池去处理废电池”, 进行回收的金属氧化物材料, 它一方面, 可以当作催化剂的载体,另一方面废铝 废水, 还能够处理自身产生的废气, 进而在资源循环利用这个方面开辟出了全新的思路。

新工艺是用低共熔溶剂从废电池中提取金属元素, 虽环保型良好, 可反应速率比传统无机酸要慢2 - 3个数量级, 当前工业放大面临挑战, 远称不上成熟。并且对于从废电池回收的催化剂材料,怎样确保批次稳定性以及长期运行性能废铝 废水, 尚无成熟解答。

总结

处于废料回收行业范畴之内的烟气脱硝这件事, 其难点并非存在于脱硝技术自身, 而是在于所涉及的烟气成分繁杂程度极高, 并且具有强大的腐蚀性, 其中包含氟化物, 还有氯化氢, 以及重金属, 另外还有VOCs, 诸如此类, 每一种“有害物质”都具备不一样的处理逻辑。

行业当中已然跑通的途径是分级治理, 前端预处理会将腐蚀性气体以及重金属先行摘除, SCR仅仅负责应对氮氧化物, 要是越过预处理直接启用SCR, 催化剂很快便会“报废”, 设备防腐材质升级、催化剂抗中毒配方选型, 这两项属于省不掉的硬性支出。