燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫工藝概述

張進(jìn)知

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司 湖南長沙 410007）

燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫工藝概述

張進(jìn)知

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司 湖南長沙 410007）

燒結(jié)球團(tuán)煙氣能夠造成嚴(yán)重的空氣污染，其中最為主要的污染物有顆粒、NOx、二噁英、氟化物、氯化物及重金屬等等。其中，硫化物占污染物總排放量的60%以上，是燒結(jié)球團(tuán)煙氣最為主要的污染物。對此，本文首先介紹了燒結(jié)球團(tuán)煙氣的特點，然后對典型燒球團(tuán)結(jié)煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了分析，最后根據(jù)實例詳細(xì)探究了燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫工藝。

燒結(jié)煙氣；脫硫；應(yīng)用

1 引言

社會各個行業(yè)的快速發(fā)展帶來很多環(huán)境問題，隨著國家對于環(huán)保要求越來越高，很多企業(yè)因為環(huán)境問題而被要求整改，出現(xiàn)嚴(yán)重的虧損。因此，對燒結(jié)球團(tuán)煙氣進(jìn)行綜合治理已經(jīng)成為各個行業(yè)十分關(guān)注的問題，探究燒結(jié)球團(tuán)煙氣的綜合治理技術(shù)刻不容緩。

2 燒結(jié)球團(tuán)煙氣的特點

燒結(jié)球團(tuán)煙氣指的是各種工業(yè)原料、燃料、熔劑的混合物在高溫燃燒過程中所產(chǎn)生的含塵廢氣，含有大量的、種類較多的有害氣體，具有以下特點：①煙氣量巨大。每生產(chǎn)1t燒結(jié)礦，就會產(chǎn)生4000～6000m3的煙氣。②含氧量、含水量較高。為了提高燒結(jié)混合料的透氣性，在混合料燒結(jié)前，應(yīng)該加入適量的水，提高煙氣含水量。③煙氣溫度較高。煙氣溫度一般在120～180℃之間。④含有害氣體。煙氣中含有一定量的HCl、HF、SO2和NO2等等。⑤煙氣粉塵濃度高。粉塵的主要成分是化合物，由于原料的不同，粉塵中可能含有微量重金屬元素。⑥穩(wěn)定性差。燒結(jié)工藝穩(wěn)定性較差，因此煙氣流量、溫度、SO2等物質(zhì)的濃度等會發(fā)生大頻率變化。

3 典型燒球團(tuán)結(jié)煙氣脫硫技術(shù)

3.1 濕法脫硫技術(shù)

3.1.1 氨法

將氨水作為脫硫吸收劑，氨水可以進(jìn)入吸收塔，并且與煙氣充分接觸并混合，煙氣中的SO2能夠和氨水發(fā)生反應(yīng)，從而形成亞硫酸銨，然后發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸銨溶液，通過離心機(jī)脫水以及干燥處理后，即可得到化學(xué)肥料硫酸銨。

3.1.2 石灰石-石膏法

石灰石-石膏法是目前應(yīng)用最廣泛和最成熟的脫硫工藝，主要是以石灰石漿液作為吸收劑，通過石灰石漿液在吸收塔內(nèi)對煙氣進(jìn)行洗滌，發(fā)生反應(yīng)，從而除二氧化硫，反應(yīng)產(chǎn)生亞硫酸鈣通過強(qiáng)制氧化生成石膏，脫硫后的煙氣從煙囪排放。

3.2 干法脫硫技術(shù)

3.2.1 MEROS法

MEROS方法是一種新型的干法脫硫技術(shù)，其脫硫劑為小蘇打，即NaHCO3，通過逆流噴射系統(tǒng)，可以將NaHCO3噴入至煙道中；然后碳酸氫鈉和煙氣充分混合發(fā)生反應(yīng)，在混合反應(yīng)過程一直延續(xù)到后續(xù)除塵器。反應(yīng)結(jié)束后，還需要將反應(yīng)生成物以及沒有完全發(fā)生反應(yīng)的NaHCO3過濾除塵，經(jīng)過過濾作用所剩下的灰塵大部分循環(huán)到袋式除塵器入口，然后再進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。該技術(shù)工藝簡單，投資省，運行安全可靠，對煙氣溫度變化適應(yīng)范圍廣，脫硫效率達(dá)到90%以上。但存在CO2排放問題。

3.2.2 活性焦吸附法

活性焦吸附法脫硫工藝一般分為三個過程：①煙氣進(jìn)入吸收塔，煙氣中的SO2、O2和水蒸氣吸附在活性焦的表面。②在活性焦表面活性點的催化作用下SO2被氧化成SO3。③SO3與水蒸氣反應(yīng)生成H2SO4，吸附在活性焦的表面。吸附飽和的活性焦需排出再生，同時補(bǔ)充新活性焦。該法是一項一體化的先進(jìn)煙氣凈化技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于很多國外企業(yè)中。

3.2.3 SDA工藝介紹

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥（SDA）煙氣脫硫技術(shù)，于20世紀(jì)70年早期由丹麥Niro公司研制開發(fā)的，其脫硫過程是生石灰加水配置成含固率20～25%的石灰（Ca（OH）2）漿液，通過霧化器霧化成30～80μm的霧滴噴入吸收塔內(nèi)，塔內(nèi)石灰漿霧滴（吸收劑）瞬速吸收煙氣中的SO2，達(dá)到脫除SO2及其他酸性介質(zhì)的目的。同時，燒結(jié)機(jī)頭廢氣熱量瞬速干燥噴入塔內(nèi)的液滴，形成干固體粉狀料，由袋式除塵器捕集。針對燒結(jié)煙氣的變化，只需簡單的一個漿液調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)給漿量，即可輕松實現(xiàn)自動跟蹤煙氣負(fù)荷變化，同時保證整個脫硫系統(tǒng)在干態(tài)下運行，溫度大于酸露點溫度15℃以上，避免系統(tǒng)結(jié)露。該工藝技術(shù)已成熟，脫硫工藝流程簡單。

4 燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫工藝實例

4.1 燒結(jié)球團(tuán)脫硫工藝實例分析

本文將以某鋼鐵企業(yè)為研究實例，2004年10月建成投運的循環(huán)流化床半干法（ENS法），2011年12月建成氣噴旋沖石灰石—石膏濕法（XPB法）。

4.2 工程應(yīng)用

（1）循環(huán)流化床（ENS）燒結(jié)煙氣脫硫干法工程應(yīng)用：某大型鋼鐵企業(yè)265m燒結(jié)機(jī)脫硫，2004年10月正式投入運行；脫硫率為70～90%，SO2排放濃度為 300～600mg/m3。

（2）氣噴旋沖（XPB）石灰石-石膏脫硫濕法工程應(yīng)用：某大型鋼鐵企業(yè)2臺265m燒結(jié)機(jī)脫硫，2011年l2月正式投入運行，脫硫率98%，SO2排放濃度小于等于30mg/m3。

4.3 技術(shù)特點分析

（1）XPB濕法

XPB濕法在實際應(yīng)用中具有很多優(yōu)點，不僅具有較高的脫硫效率，而且對于吸收劑可以使用廉價的石灰石泥餅。但是，XPB濕法在實際應(yīng)用中也有一定的缺點，會造成嚴(yán)重的管道堵塞和磨損問題；對于設(shè)備、煙囪需要進(jìn)行防腐處理，一般系統(tǒng)需要一年半安排一次大修；脫硫廢水的成分比較復(fù)雜，處理難度高；煙氣會存在二次污染，從煙囪中排出大量白煙，煙囪雨中一般含有大量的細(xì)微重金屬顆粒和硫酸霧滴。

（2）ENS干法

ENS干法不僅能夠脫除SO2，而且還可以脫除HF，HCl、重金屬和細(xì)微顆粒物等等，而且系統(tǒng)的擴(kuò)展性較好，可增加活性炭投加設(shè)施，有利于去除二噁英。但是，在實際應(yīng)用中，ENS干法也有一定的缺陷，SO2的去除效率比較低；脫硫劑可以通過泵輸送至吸收塔中，在此過程中固體顆粒會對管道造成磨損；系統(tǒng)對于保溫性能的要求比較高，因此需要嚴(yán)格控制塔內(nèi)水分，避免管道堵塞。

4.4 工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

以某大型鋼鐵企業(yè)2臺265m燒結(jié)機(jī)為例，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果見表1。

表1 工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比表

4.5 綜合評價

XPB濕法和ENS干法兩種工藝的綜合評價如表2所示，通過綜合評定得出，XPB濕法與ENS半干法相比，更加適用于燒結(jié)煙氣脫硫工藝中。XPB法具有除氟效率高的特點，本文研究的燒結(jié)煙氣中NOx的排放濃度在1150～320mg/m3之間，因此基本能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在設(shè)計方面，可以在除塵器前預(yù)留活性炭投加裝置，并且根據(jù)國家規(guī)定有效去除二噁英。

表2 綜合評價表

5 結(jié)語

（1）如果燒結(jié)工藝所使用的原材料中，硫含量較高，煙氣中SO2初始濃度也比較高，對此，可以使用XPB脫硫工藝。如果在燒結(jié)球團(tuán)煙氣中，SO2的濃度比較高，則脫硫效率就會比較高，由此可見濕法脫硫工藝穩(wěn)定，有利于有害物質(zhì)排放。

（2）如果燒結(jié)工藝所使用的原材料中，硫含量較低，煙氣中SO2初始濃度也比較低，對此，可以使用半干法脫硫工藝。該方法脫硫效率比較高，該方法脫硫效率較高，一次投資、運行成本相對于濕法工藝經(jīng)可降低1/4左右。

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X701.3

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1004-7344（2016）07-0243-02

2016-2-20

張進(jìn)知（1973-），男，工程師，本科，主要從事礦物加工工程工作。