沙鋼燒結煙氣脫硫技術實踐
摘要：燒(shao)(shao)結(jie)機煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)由于煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)量、溫度(du)、SO2濃(nong)度(du)波(bo)動大，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)中重金屬和有毒有害(hai)物質(zhi)復雜等(deng)特(te)點(dian)，決(jue)定了燒(shao)(shao)結(jie)機煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)硫工藝選擇的重要性(xing)。沙(sha)鋼(gang)經過長期(qi)跟蹤調研，決(jue)定采用旋轉噴(pen)霧脫(tuo)硫工藝，達到系統簡捷(jie)、運行簡單、投資省(sheng)、運行成本低、副產物不(bu)形成二次污染的目的。項(xiang)目實施后(hou)，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)SO2排放濃(nong)度(du)＜100 mg/m3，煙(yan)(yan)(yan)粉塵排放濃(nong)度(du)＜30 mg/m3。
關鍵詞：燒結(jie),煙(yan)氣脫硫,旋轉噴(pen)霧
1 前言
沙鋼集(ji)團擁有360 m2及180 m2燒(shao)結(jie)(jie)機多臺，燒(shao)結(jie)(jie)原料(liao)絕大部分(fen)采(cai)用(yong)進口鐵礦石(shi)，相對(dui)含硫率不高，燒(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)SO2的(de)濃度只相當于燃煤硫分(fen)0.5%左右的(de)鍋爐(lu)煙(yan)(yan)氣(qi)。由(you)(you)于鋼鐵生(sheng)產中的(de)SO2主要來自燒(shao)結(jie)(jie)生(sheng)產過程，其SO2產生(sheng)量(liang)(liang)占總排(pai)放量(liang)(liang)60%以上［1］。因此，為進一步凈化(hua)環境，實施燒(shao)結(jie)(jie)機煙(yan)(yan)氣(qi)脫硫。然而，燒(shao)結(jie)(jie)機煙(yan)(yan)氣(qi)由(you)(you)于煙(yan)(yan)氣(qi)量(liang)(liang)、溫度、SO2濃度波動大和(he)重金(jin)屬及有毒有害物質成(cheng)分(fen)復(fu)雜(za)等因素影響，脫硫工藝的(de)選擇十分(fen)重要，需要認真(zhen)考慮，穩(wen)妥(tuo)決策。
2 脫硫技術的選擇原則
總結(jie)(jie)國內一些鋼鐵企業(ye)(ye)燒結(jie)(jie)煙(yan)氣脫(tuo)硫實(shi)踐經(jing)驗，并結(jie)(jie)合燒結(jie)(jie)運行現(xian)狀，燒結(jie)(jie)煙(yan)氣脫(tuo)硫技術方(fang)案(an)的(de)選(xuan)擇應(ying)遵循(xun)以下(xia)原則：1）確定(ding)(ding)合理(li)(li)的(de)脫(tuo)硫指標，治(zhi)理(li)(li)效(xiao)果滿足國家(jia)環(huan)保(bao)（減排(pai)）要求。2）裝(zhuang)置技術先進(jin)(jin)、穩定(ding)(ding)可靠，達到(dao)國內先進(jin)(jin)水平，且不影響(xiang)燒結(jie)(jie)生(sheng)產(chan)主工(gong)藝(yi)。3）貫徹“以廢(fei)治(zhi)廢(fei)、循(xun)環(huan)經(jing)濟”的(de)原則，充分利用企業(ye)(ye)現(xian)有資(zi)源實(shi)施(shi)煙(yan)氣脫(tuo)硫，脫(tuo)硫副(fu)產(chan)品應(ying)有較好(hao)的(de)銷售市場(chang)，副(fu)產(chan)物（廢(fei)渣、廢(fei)水）不形(xing)成(cheng)新的(de)二次污染。4）綜合考慮脫(tuo)硫裝(zhuang)置的(de)投(tou)資(zi)、運行成(cheng)本與(yu)收益等因素，選(xuan)擇合理(li)(li)的(de)煙(yan)氣脫(tuo)硫工(gong)藝(yi)技術，與(yu)環(huan)冷機煙(yan)氣余熱利用節能項目結(jie)(jie)合實(shi)施(shi)。
3 燒結煙氣脫硫工藝比較及選擇
目(mu)前(qian)有關燒(shao)結機(ji)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)的(de)技(ji)術(shu)(shu)主(zhu)要有干(gan)(gan)法(fa)、半(ban)干(gan)(gan)法(fa)和(he)濕法(fa)等脫(tuo)硫(liu)形式。近年來(lai)，我(wo)國鋼(gang)鐵(tie)企業建(jian)設(she)(she)了一些(xie)不同技(ji)術(shu)(shu)流程的(de)燒(shao)結機(ji)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)項目(mu)，各種脫(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)(shu)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)企業都(dou)有不同程度的(de)應用。從已經(jing)投產(chan)的(de)燒(shao)結機(ji)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)項目(mu)來(lai)看(kan)，雖然取得了一定的(de)成果和(he)經(jing)驗，但并沒有完全(quan)解(jie)決燒(shao)結機(ji)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)(shu)問題，大多數是以(yi)(yi)昂貴(gui)的(de)投資和(he)運行成本為(wei)代價，而且一些(xie)脫(tuo)硫(liu)設(she)(she)施運行不穩定、設(she)(she)備腐蝕嚴重，產(chan)生的(de)副(fu)產(chan)物(wu)難(nan)以(yi)(yi)處理(li)，對環境(jing)造成二次污染(ran)。下面以(yi)(yi)燒(shao)結機(ji)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)為(wei)例，濕法(fa)、半(ban)干(gan)(gan)法(fa)、干(gan)(gan)法(fa)3 種技(ji)術(shu)(shu)的(de)綜合(he)比較見(jian)表1。
 |
沙鋼360 m2燒結機氣量大，SO2濃度不高，但二者隨著生產負荷的變化和礦源的變化，波動較大，其脫硫工藝必須適應其變化，保證脫硫過程必要的反應接觸面積和煙氣停留時間，以達到高效、經濟的SO2減排目的。由表1 可以看出，幾種不同脫硫方式各有利弊，綜合考慮各種因素，選擇旋轉噴霧（SDA）半干法脫硫工藝技術。SDA 脫硫工藝主要優勢：1）煙氣量和SO2 濃度正是SDA 的最適宜范圍。2）流程相對于傳統濕法較短，操作管理便捷，占地較少，容易加裝改造。3）采用全量處理煙氣時，一次投資和運行費用比傳統濕式工藝減少1/4～1/3。如采用分割煙氣流程，有選擇的凈化高硫系，投資運行費用可降低40%。4）節水節能，無廢水處理，無除霧器和GGH，整個系統和煙囪容易達到防腐蝕要
求。5）系統的污(wu)染物(wu)減(jian)排量大(da)大(da)提高，除SO2和顆粒物(wu)完全達(da)標排放(fang)外，還能利(li)用同一裝(zhuang)置去除SO3、重金(jin)屬和二惡(e)英等，而(er)且副產(chan)物(wu)也易處理。
4 SDA脫硫工藝流程
燒結煙氣SDA 脫硫工藝流程見圖1。
 |
燒(shao)結主抽風(feng)機(ji)后(hou)煙(yan)(yan)道引出(chu)(chu)的(de)原煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)經擋板切換(huan)由(you)(you)煙(yan)(yan)道進(jin)入(ru)SDA 脫(tuo)硫(liu)塔(ta)，原煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)與塔(ta)內(nei)經霧化(hua)的(de)脫(tuo)硫(liu)劑(ji)在(zai)SDA 脫(tuo)硫(liu)塔(ta)內(nei)充分接觸，迅(xun)速完成物(wu)理(li)、化(hua)學(xue)反應過程(cheng)（同時進(jin)行蒸發干燥(zao)與吸收SO2），達到(dao)脫(tuo)除(chu)SO2的(de)目的(de)。脫(tuo)除(chu)SO2并干燥(zao)的(de)含(han)粉(fen)料煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)出(chu)(chu)吸收塔(ta)進(jin)入(ru)2 臺布(bu)袋除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器進(jin)行氣(qi)(qi)(qi)固(gu)分離，實現脫(tuo)硫(liu)灰收集(ji)及煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)出(chu)(chu)口粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)度達標排放。在(zai)布(bu)袋除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器入(ru)口煙(yan)(yan)道上預設(she)置活性炭裝置提高脫(tuo)除(chu)二惡英、Hg 等(deng)有害物(wu)的(de)效率。經布(bu)袋除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器處理(li)的(de)凈煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)由(you)(you)2 臺增壓風(feng)機(ji)增壓，克(ke)服(fu)脫(tuo)硫(liu)系統阻(zu)力，凈煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)由(you)(you)新增鋼(gang)制煙(yan)(yan)囪排入(ru)大氣(qi)(qi)(qi)。
在脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)處理(li)過程中沉降在SDA 脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)塔底部(bu)的灰(hui)(hui)(hui)(hui)渣和(he)由布袋除塵(chen)器收集的脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)一(yi)起經(jing)斗式提升機(ji)至脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)倉(cang)(cang)。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)循環使(shi)用(yong)，定(ding)期外(wai)排進(jin)行綜合利用(yong)。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)倉(cang)(cang)下部(bu)設(she)兩路出灰(hui)(hui)(hui)(hui)，一(yi)路外(wai)排，一(yi)路供循環利用(yong)，同時考慮設(she)緊急(ji)排灰(hui)(hui)(hui)(hui)口(kou)。外(wai)排灰(hui)(hui)(hui)(hui)采(cai)用(yong)吸引壓送罐(guan)(guan)車外(wai)運(yun)，脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)倉(cang)(cang)下部(bu)設(she)吸引壓送罐(guan)(guan)車接口(kou)。循環脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)經(jing)計量提升送至循環灰(hui)(hui)(hui)(hui)混合罐(guan)(guan)混合制漿并在循環灰(hui)(hui)(hui)(hui)漿液罐(guan)(guan)貯存，然(ran)后送入頂罐(guan)(guan)供SDA 脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)塔使(shi)用(yong)。
生石灰(hui)加水(shui)反應(ying)形成Ca（OH）2并配置成漿液貯存于石灰(hui)漿液罐，然后送入(ru)(ru)頂罐，自(zi)流(liu)進(jin)入(ru)(ru)霧(wu)化(hua)裝置，由(you)霧(wu)化(hua)裝置噴入(ru)(ru)SDA 脫(tuo)硫(liu)塔(ta)。億萬個小(xiao)霧(wu)滴在塔(ta)內與(yu)煙(yan)氣接觸后的化(hua)學(xue)(xue)反應(ying)非(fei)常迅速，SO2被霧(wu)滴吸收，經化(hua)學(xue)(xue)反應(ying)后生成硫(liu)酸鈣(gai)。硫(liu)酸鈣(gai)進(jin)入(ru)(ru)沙鋼廢渣處理系統進(jin)行(xing)終端處理。
5 總體方案
1）煙(yan)氣全(quan)量(liang)處理方案。全(quan)量(liang)處理煙(yan)氣方法簡(jian)捷，不分(fen)煙(yan)氣濃度和溫度高(gao)低，通過所有風箱(xiang)抽取全(quan)部煙(yan)氣送往SDA 裝置加以(yi)凈(jing)化(hua)處理。其(qi)優點(dian)是燒結機風箱(xiang)及排氣管不作變(bian)動，減少改造工程量(liang)。
2）1 爐1 塔(ta)方(fang)案。1 臺(tai)360 m2 燒(shao)結機(ji)(ji)采(cai)用(yong)1 個(ge)SDA 脫(tuo)硫塔(ta)全(quan)量處理(li)來自(zi)燒(shao)結機(ji)(ji)的(de)兩(liang)路(lu)煙(yan)(yan)氣(qi)，其優點是節省總圖位置和(he)一次投資，但配(pei)備2 套(tao)布袋(dai)除(chu)塵(chen)器及(ji)2 套(tao)脫(tuo)硫增(zeng)壓風(feng)(feng)機(ji)(ji)，即出脫(tuo)硫塔(ta)的(de)煙(yan)(yan)氣(qi)分兩(liang)路(lu)分別(bie)進入并列(lie)布置的(de)布袋(dai)除(chu)塵(chen)器和(he)脫(tuo)硫增(zeng)壓風(feng)(feng)機(ji)(ji)。1 塔(ta)配(pei)備雙布袋(dai)除(chu)塵(chen)器和(he)雙脫(tuo)硫增(zeng)壓風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)優點，一是運(yun)行(xing)靈活(huo)，便于管理(li)和(he)檢修；二是運(yun)行(xing)更經(jing)濟(ji)，當煙(yan)(yan)氣(qi)量處于低位時，可停(ting)運(yun)一套(tao)增(zeng)壓風(feng)(feng)機(ji)(ji)，達到(dao)節能的(de)目的(de)；三是今后采(cai)用(yong)選(xuan)擇(ze)性脫(tuo)硫，分割風(feng)(feng)箱(xiang)煙(yan)(yan)氣(qi)——選(xuan)擇(ze)高硫系處理(li)，可停(ting)運(yun)1 套(tao)布袋(dai)除(chu)塵(chen)器和(he)1 套(tao)增(zeng)壓風(feng)(feng)機(ji)(ji)，節省運(yun)行(xing)成本40%。
3）凈煙(yan)氣排(pai)放(fang)方案。脫硫后凈煙(yan)氣采用由新增(zeng)煙(yan)囪排(pai)放(fang)的方案，可(ke)降(jiang)低(di)脫硫系統的運行阻力。據計算，可(ke)降(jiang)低(di)運行阻力約(yue)500 Pa，年降(jiang)低(di)運行成本約(yue)136 萬元。
4）二惡英(ying)(ying)處理。SDA 脫硫(liu)工藝對二惡英(ying)(ying)有(you)(you)50%的(de)脫除效率，在布袋除塵器(qi)入口煙(yan)道(dao)前(qian)設有(you)(you)活性炭添(tian)加接口，投資代價低，使脫硫(liu)系統增加了脫除二惡英(ying)(ying)能(neng)力。
6 技術經濟分析
沙鋼采用旋轉噴霧脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)技術實(shi)施燒結(jie)機煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)后，凈煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)排放(fang)SO2濃度(du)＜100 mg/m3，顆(ke)粒物(wu)濃度(du)＜30 mg/m3，煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)率90%以上，按(an)進口煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)含SO2 1 330 mg/m3 計，1 臺燒結(jie)機每(mei)年SO2 減(jian)排量13 776 t。相對其他脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)方(fang)式，SDA 煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)方(fang)式一次性(xing)投資相對較(jiao)低，運行成(cheng)本約(yue)每(mei)噸礦(kuang)3 元，系統(tong)腐蝕性(xing)小，排放(fang)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)對周邊環境沒有(you)影響(xiang)，脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)副產物(wu)易處理。
參考文獻：
［1］ 邱(qiu)正(zheng)秋(qiu)，劉昌林.燒結煙氣脫硫技術發展(zhan)與應用現(xian)狀［J］.金屬世界，2008（專）：229.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
