燒結煙氣氨法脫硫副產物氧化系統的優化研究

更新時間：2020-04-15 10:58 來源(yuan)：能源(yuan)環(huan)境保(bao)護(hu) 作者: 閱讀：2167

摘要：柳鋼1#360m2燒(shao)結機(ji)氨(an)(an)法脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)系統(tong)正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)率低,易造成硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸銨產率低及氣(qi)溶(rong)膠二次污染等問題。在正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)動力學研究的(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang),結合(he)氨(an)(an)法脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)工藝特點(dian)建立(li)噴(pen)淋(lin)塔底(di)部持液槽正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)系統(tong)的(de)(de)(de)數(shu)學模(mo)型(xing)。利用該模(mo)型(xing)對(dui)(dui)噴(pen)淋(lin)塔底(di)部持液槽內正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)過程進行數(shu)值模(mo)擬,計算(suan)不同空(kong)氣(qi)量、總(zong)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)濃度(du)和pH值等工藝條件(jian)對(dui)(dui)正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)影響規(gui)律。根據計算(suan)結果對(dui)(dui)柳鋼1#360m2燒(shao)結機(ji)氨(an)(an)法脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)系統(tong)進行改(gai)造,通過空(kong)氣(qi)鼓風實現正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)強制氧(yang)(yang)化(hua)。系統(tong)改(gai)造后的(de)(de)(de)運(yun)行結果表明,正四(si)(si)(si)價(jia)(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)率為94.3%～97.8%,氨(an)(an)法脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)系統(tong)運(yun)行的(de)(de)(de)穩定性和經濟性得以提高。

0 引言

鋼(gang)(gang)(gang)鐵工業(ye)煙氣(qi)(qi)(qi)是(shi)除燃煤煙氣(qi)(qi)(qi)外的(de)又一主要SO2排(pai)放(fang)(fang)源(yuan)。煙氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)是(shi)控制(zhi)SO2排(pai)放(fang)(fang)的(de)有(you)效(xiao)手段，其中(zhong)氨(an)法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)以(yi)氨(an)( NH3·H2O) 為(wei)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑吸收煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)SO2，在控制(zhi)SO2污(wu)染(ran)的(de)同(tong)時可實(shi)現(xian)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)資(zi)源(yuan)的(de)回(hui)收，應用前景(jing)廣(guang)闊。柳(liu)鋼(gang)(gang)(gang)1#360 m2燒(shao)(shao)結機(ji)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)采用氨(an)法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)技術，利用焦化廠副產(chan)(chan)物(wu)氨(an)為(wei)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑吸收煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)SO2，實(shi)現(xian)以(yi)廢治廢。新出臺(tai)的(de)《鋼(gang)(gang)(gang)鐵燒(shao)(shao)結、球團工業(ye)大氣(qi)(qi)(qi)污(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放(fang)(fang)標準》( GB 28662—2012) 和(he)(he)(he)《鋼(gang)(gang)(gang)鐵企業(ye)超低排(pai)放(fang)(fang)改(gai)造工作方案( 征求(qiu)意(yi)見稿(gao)) 》等標準對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)鐵燒(shao)(shao)結煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)SO2、顆(ke)粒物(wu)等污(wu)染(ran)物(wu)的(de)排(pai)放(fang)(fang)濃度限值(zhi)有(you)了更為(wei)嚴格(ge)的(de)規定。柳(liu)鋼(gang)(gang)(gang)氨(an)法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)系(xi)(xi)(xi)統建成(cheng)于2007 年，盡管脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)能夠滿足當(dang)前的(de)排(pai)放(fang)(fang)標準，但是(shi)噴(pen)淋塔底部的(de)持液槽未設置空氣(qi)(qi)(qi)鼓泡氧(yang)化系(xi)(xi)(xi)統，脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)副產(chan)(chan)物(wu)正四(si)價硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)( ( NH4 ) 2SO3，NH4HSO3 )的(de)氧(yang)化率(lv)不高( 約70%) 。( NH4 ) 2SO3和(he)(he)(he)NH4HSO3的(de)熱(re)穩(wen)定性較差，分(fen)解(jie)溫度約60 ～ 70 ℃，當(dang)循(xun)環(huan)噴(pen)淋漿液在吸收區與熱(re)煙氣(qi)(qi)(qi)接觸時，液相中(zhong)的(de)正四(si)價硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)受熱(re)分(fen)解(jie)成(cheng)為(wei)SO2和(he)(he)(he)NH3，一方面(mian)造成(cheng)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)和(he)(he)(he)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)銨產(chan)(chan)率(lv)的(de)下降(jiang)，另一方面(mian)SO2、NH3和(he)(he)(he)水蒸(zheng)氣(qi)(qi)(qi)在凈(jing)煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)反應生成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)溶(rong)膠顆(ke)粒，形成(cheng)二次污(wu)染(ran)。因此，對(dui)柳(liu)鋼(gang)(gang)(gang)1#360m2燒(shao)(shao)結機(ji)配套的(de)氨(an)法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)正四(si)價硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)化系(xi)(xi)(xi)統進行改(gai)造，是(shi)提(ti)高該氨(an)法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)系(xi)(xi)(xi)統運行穩(wen)定性及抑(yi)制(zhi)氣(qi)(qi)(qi)溶(rong)膠逃逸(yi)的(de)關鍵。

為了(le)(le)防止液相中顆粒(li)物沉積，柳鋼燒結煙氣氨(an)(an)法(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)系統的噴淋塔底(di)部(bu)持液槽(cao)中設(she)有(you)脈沖懸(xuan)浮(fu)管，在此脈沖懸(xuan)浮(fu)管的基礎上增設(she)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)風(feng)機即(ji)可實現副(fu)產(chan)物( NH4 ) 2 SO3和NH4 HSO3的強(qiang)制(zhi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。氨(an)(an)法(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)副(fu)產(chan)物( NH4 ) 2SO3和NH4HSO3的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)受氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)空氣量、漿(jiang)液pH 值、漿(jiang)液濃(nong)(nong)度和停(ting)留時(shi)間(jian)等因(yin)素的綜(zong)合影響。課(ke)題組前期(qi)結合氨(an)(an)法(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)工藝特點，對(dui)正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)動力學(xue)過程進行了(le)(le)實驗研究，建立(li)了(le)(le)正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)動力學(xue)方(fang)程，明確(que)了(le)(le)各主要因(yin)素對(dui)正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)速率的影響規(gui)律。另外，為了(le)(le)推進氨(an)(an)法(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)系統設(she)計和運行的精確(que)化(hua)(hua)(hua)控制(zhi)，建立(li)了(le)(le)氨(an)(an)法(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)持液槽(cao)正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)的數(shu)學(xue)模(mo)型，計算(suan)不同(tong)正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)濃(nong)(nong)度、總硫(liu)(liu)(liu)(liu)濃(nong)(nong)度、停(ting)留時(shi)間(jian)和氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)空氣量等條(tiao)件下正四(si)價(jia)硫(liu)(liu)(liu)(liu)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)率。

因此，本文在前期氨法(fa)(fa)(fa)脫硫正(zheng)四價硫氧化(hua)動力學研(yan)究的基(ji)(ji)礎(chu)上，建(jian)立了數學模(mo)型對柳鋼1#360m2燒結機配套的氨法(fa)(fa)(fa)脫硫系統正(zheng)四硫氧化(hua)過程進行(xing)數值模(mo)擬，為氨法(fa)(fa)(fa)脫硫正(zheng)四價硫氧化(hua)系統的改造(zao)和(he)運行(xing)提供理論和(he)技術基(ji)(ji)礎(chu)。

1 柳鋼1#360m2燒結煙氣氨法脫硫系統

柳鋼1#360m2燒結(jie)(jie)(jie)機(ji)配套建設的(de)(de)氨法(fa)(fa)脫(tuo)硫系統(tong)由預(yu)洗滌塔和(he)噴(pen)(pen)淋吸收(shou)(shou)塔組成。燒結(jie)(jie)(jie)煙(yan)氣(qi)從(cong)頂部進入(ru)預(yu)洗塔并與(yu)噴(pen)(pen)淋而(er)下的(de)(de)漿(jiang)液(ye)順流(liu)接(jie)(jie)(jie)觸，漿(jiang)液(ye)與(yu)熱煙(yan)氣(qi)發生熱量交(jiao)換而(er)被(bei)蒸發、濃縮，煙(yan)氣(qi)溫度(du)從(cong)100～140 ℃下降至55～70 ℃，降溫后的(de)(de)煙(yan)氣(qi)接(jie)(jie)(jie)著(zhu)進入(ru)噴(pen)(pen)淋吸收(shou)(shou)塔并折轉向(xiang)上與(yu)噴(pen)(pen)淋而(er)下的(de)(de)漿(jiang)液(ye)逆流(liu)接(jie)(jie)(jie)觸，煙(yan)氣(qi)中的(de)(de)SO2被(bei)吸收(shou)(shou)進入(ru)液(ye)相，凈煙(yan)氣(qi)經除霧后排入(ru)大氣(qi)，吸收(shou)(shou)了SO2的(de)(de)漿(jiang)液(ye)落入(ru)噴(pen)(pen)淋塔底部的(de)(de)持液(ye)槽。柳鋼1#360 m2燒結(jie)(jie)(jie)煙(yan)氣(qi)氨法(fa)(fa)脫(tuo)硫系統(tong)主要結(jie)(jie)(jie)構和(he)運行參數如表1 所示。