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          燒結煙氣脫硫新工藝

          時間:2023-05-13   訪問量:1568

          我國現有燒結機約1200多臺,重點鋼鐵企業有600多臺,現有260多臺燒結機擁有脫硫設備,大多數燒結機還沒有脫硫裝置,鋼鐵工業“十二五”發展規劃提出的噸鋼二氧化硫排放量要由2010年的1.63kg/t降低到2015年的1.63kg/t以下,“十二五”期間累計要降低39%。

          我國鋼鐵行業在國民經濟中占有舉足輕重的地位,在為國民經濟發展作出重大貢獻的同時,也大量地消耗著國內外資源和能源,向鋼鐵企業周邊環境排放大量的污染物。為推動鋼鐵行業實施清潔生產,持續減少能源和資源的消耗,減少污染物排放就成為緊迫的任務。所以,鋼鐵企業需加強對燒結煙氣的綜合治理。

          1.燒結煙氣特點

          燒結混合料被點燃后,隨臺車運行,抽入的空氣、固體燃料、含鐵料、熔劑等發生了一系列物理化學變化,產生的含塵廢氣被排出,即形成了燒結煙氣。它與環境含塵氣體有著明顯區別,主要特點:

          (1)煙氣量大,每生產1噸燒結礦即產生3000~5000m3的煙氣。

          (2)煙氣溫度較低,隨工藝操作狀況的變化溫度一般在120~180℃。

          (3)煙氣攜帶粉塵多,一般在80~120mg/m3。

          (4)含濕量大。為提高燒結混合料的透氣性和導熱性,混合料在燒結前必須加適量的水,所以煙氣量的含濕量較大,一般在8%~10%,露點在65~80℃。

          (5)含有以SO2為主要成分的腐蝕性氣體。在點火及燒結過程中,均產生一定量的SOx、NOx、HCI、HF、H2S等,遇水后形成酸,對環境造成污染。

          (6)煙氣中氧含量高。由于燒結機在負壓狀況下操作,除了燃燒段消耗氧氣,機頭和冷卻段都有大量空氣進入,氧氣消耗較少,導致煙氣中O2濃度高達12%~17%。

          (7)SO2濃度較低,一般在1000~3000mg/m3,但由于煙氣量大,排放總量大。

          2.SDA脫硫工藝原理

          SDA-Spray Drying Absorption(旋轉噴霧干燥)脫硫工藝屬于半干法脫硫工藝,該技術來源于丹麥Niro公司,自從2009年被引入國內冶金行業脫硫開始,至此已有20余套脫硫系統在運轉或在建。

          燒結機原煙氣由主抽風機出口煙道頂面垂直引出,送入旋轉噴霧干燥(SDA)脫硫塔,與被霧化的石灰漿液接觸,發生物理、化學反應,氣體中的SO2等酸性其他被吸收凈化。同時,部分與氧氣發生氧化反應,使CaSO3轉化為CaSO4。

          SO2被霧滴吸收:

          SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O

          部分SO2完成如下反應:

          SO2+1/2O2+Ca(OH)2→CaSO4+H2O

          與其他酸性物質(如SO3、HF、HCl)的反應:

          SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O

          2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+H2O

          2HF+Ca(OH)2→CaF2+H2O

          脫硫劑(生石灰粉)定量加入消化罐與生產水按照一定的比例混合,發生消化反應,配制成一定含固量的石灰漿液,石灰漿液經篩分裝置后自流入漿液罐內貯存,石灰漿液灌中的石灰漿液根據原煙氣SO2濃度由石灰漿液泵定量送入置于脫硫塔頂部的漿液頂罐,頂罐內漿液通過自流進入脫硫塔頂部霧化器,通過霧化器的高速旋轉,石灰漿液被霧化成直徑在30~80μm的霧滴,與進入脫硫塔內燒結煙氣接觸,與煙氣中的SO2、SO3、HF、HCl等酸性氣體發生酸堿中和反應,脫除酸性氣體。由于石灰漿液為極細小的霧滴,增大了脫硫劑與SO2接觸的比表面積(一般500m2/kg),反應極其迅速且有極高的脫除SO2效率。由于噴入塔內的石灰漿液是極細的霧滴,完成反應后的脫硫產物也為極細的顆粒,因此,完成反應的同時也即迅速干燥。

          脫硫并干燥的粉狀顆粒隨氣流進入布袋除塵器進一步凈化處理,通過布袋除塵器的截留將含塵煙氣中的粉塵脫除,經過布袋除塵器截留下的脫硫灰產物收集在灰斗內,然后通過輸灰設備輸送至脫硫灰倉中中貯存,凈煙氣由增壓風機抽引由原煙囪排入大氣。除塵器除下粉塵定期外運。

          為了增加脫硫劑的利用率,增加了循環灰漿液系統,該系統是石灰制漿系統的一個補充系統,它是利用使用過的脫硫灰干粉再次進行混合制漿,制備的漿液供應至脫硫塔頂罐和新制備的消化漿液混合后進入霧化器噴霧脫硫。實踐證明該系統對脫硫效率的提高和脫硫劑的循環高效利用作用巨大。貯存在脫硫灰倉內的脫硫副產物,經計量輸送至循環灰漿液混合罐通過混合罐攪拌制備成一定濃度的循環灰漿液,制備好的循環灰漿液分兩路通過振動篩過濾篩分后將合格漿液送至漿液儲罐。漿液罐內的漿液通過漿液泵打到脫硫塔頂罐和石灰漿液制備及供給系統所制的新消化漿液進行混合后進入旋轉霧化器參與噴霧脫硫反應。循環灰制漿系統可以根據每個工程的特點,綜合考慮投資費用及運行成本,決定是否需要配置。

          布袋除塵器入口煙道上留有添加活性炭(或焦粉)接口,以備將來增建活性炭(或焦粉)注入裝置可進一步脫除二惡英、Hg等有害物。

          3.系統工藝流程

          SDA脫硫工藝流程簡單,主要有脫硫除塵系統,脫硫劑漿液制備及輸送系統,脫硫灰輸送、外排系統和公輔設施系統等。

          4.幾種主流工藝的比較

          目前世界上已經開發出的煙氣脫硫技術有200多種,主要分為濕法(石灰石-石膏法)、干法(循環流化床法)和半干法(旋轉噴霧干燥法),三種不同脫硫工藝的比較。

          5.結論

          通過以上分析, SDA脫硫工藝具有對處理煙氣適應能力強,能夠在低負荷和滿負荷之間任意運行,且適應速度快,能很好的適應和應對燒結突發狀況,運行費用低、脫硫劑利用率高,占地面積小等特點,是燒結煙氣脫硫一種新型脫硫工藝,適合在燒結煙氣脫硫行業推廣。


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