煙氣脫硫技術(shù)在首鋼遷鋼360m2燒結(jié)工程中的研究與應(yīng)用

北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:首鋼國際工程公司燒結(jié)設(shè)計(jì)專業(yè)不斷總結(jié)和吸取燒結(jié)工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)成果，形成了豐富的技術(shù)積淀，打造出了多項(xiàng)燒結(jié)工藝的核心技術(shù)。燒結(jié)生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量含SO2煙氣，排放量約占鋼鐵企業(yè)年排放量的40%~60%，控制燒結(jié)生產(chǎn)過程中SO2的排放，已成為鋼鐵企業(yè)SO2排放控制的重點(diǎn)。面對當(dāng)前脫硫形勢，首鋼國際工程公司聯(lián)合首鋼環(huán)保產(chǎn)業(yè)事業(yè)部、北科大環(huán)境工程中心組建北京首科興業(yè)工程技術(shù)有限公司，專門承攬燒結(jié)脫硫工程。技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對首鋼遷鋼360m2燒結(jié)機(jī)脫硫工程，通過對國內(nèi)幾種脫硫工藝進(jìn)行全面考察、綜合分析后，確定采取密相干塔脫硫工藝;脫硫設(shè)施投產(chǎn)后運(yùn)行穩(wěn)定，脫硫效率達(dá)95%，每年可以節(jié)省SO2排污成本約648萬元，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1 煙氣脫硫研發(fā)背景

目前，我國燒結(jié)煙氣SO2脫硫處于起步階段，僅少數(shù)幾個(gè)燒結(jié)廠上了脫硫設(shè)施;首鋼國際工程公司燒結(jié)技術(shù)團(tuán)隊(duì)在調(diào)研后發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的燒結(jié)脫硫設(shè)施均不夠理想。

當(dāng)前采用的幾種脫硫塔存在以下不足之處：

(1) 噴淋塔，廣泛應(yīng)用于工業(yè)煙氣脫硫;國內(nèi)火力發(fā)電廠已建脫硫設(shè)施基本上采取該技術(shù)。塔中空、不易結(jié)垢、阻力小，突出缺點(diǎn)是傳質(zhì)系數(shù)低、相界面積小，噴淋塔龐大，投資高。

(2) 填料塔，傳質(zhì)系數(shù)比噴霧塔稍大;流體阻力較大，且氣液相界面積較小;易結(jié)垢，積垢清理困難;投資高。

(3) 旋流板塔，流體阻力大，塔內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易結(jié)垢;水平度要求很髙，大型裝置制造安裝困難;投資高。

(4) 噴射吸收塔，工作性能與噴淋塔相近;采用的吸收劑比表面積小，塔體相比于其他三種更龐大，投資高。

2 脫硫工藝的確定

2.1 工藝流程的確定原則

脫硫工程方案的確定，需遵循以下原則：安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、適用并符合國情;技術(shù)成熟、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、有工業(yè)化業(yè)績的工藝系統(tǒng);控制工程造價(jià)，盡量考慮設(shè)備的國產(chǎn)化;節(jié)約用水;燃燒設(shè)備的能力要適應(yīng)負(fù)荷變化的要求;考慮燃煤含硫量、工藝過程的原料含硫量、SO2控制規(guī)劃以及環(huán)境要求;考慮脫硫劑供應(yīng)條件;考慮脫硫副產(chǎn)品、脫硫灰、飛灰的綜合再利用;充分考慮廢水、廢渣的排放;充分考慮廠址、布置條件等因素。

首鋼遷鋼燒結(jié)脫硫工程為老廠增新環(huán)保項(xiàng)目，借鑒國內(nèi)外成熟的煙氣脫硫工藝;根據(jù)煙氣特點(diǎn)以及對脫硫除塵系統(tǒng)的實(shí)際要求，對常用的濕法及幾種(半)干法煙氣工藝的特點(diǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性做了分析比較，最后確定采取密相干塔處理工藝。

2.2 密相干塔工藝的特點(diǎn)

2.2.1 密相干塔的脫硫原理

密相干塔煙氣脫硫技術(shù)是由德國福漢燃燒技術(shù)股份有限公司和北京科技大學(xué)環(huán)境工程中心針對中國國情開發(fā)的一種先進(jìn)技術(shù)。具有脫硫效率高、投資運(yùn)行費(fèi)用低、可靠性高、能耗低、維護(hù)量小、占地面積小、系統(tǒng)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，主要用于各種火電廠鍋爐、工業(yè)鍋爐以及工業(yè)窯爐排放煙氣的脫硫凈化處理。主要原理利用經(jīng)水選提純后的脫硫劑漿液，與布袋除塵器下的大量循環(huán)灰一起進(jìn)入加濕器內(nèi)進(jìn)行均化，使混合灰的水分含量保持在3%~5%之間，由于含3%~5% 水分的循環(huán)灰有極好的流動性，反應(yīng)塔中設(shè)有攪拌器，不但能克服粘壁問題而且還能增強(qiáng)傳質(zhì)作用。加濕后的大量循環(huán)灰由干塔上部的布料器進(jìn)入塔內(nèi)，與上部進(jìn)入的含SO2煙氣進(jìn)行反應(yīng)。脫硫劑不斷循環(huán)，脫硫效率可達(dá)95%。最終脫硫副產(chǎn)物由灰倉排出循環(huán)系統(tǒng)，通過輸送裝置送入廢料倉。整個(gè)工藝流程包括SO2的吸收和吸收劑的循環(huán)利用兩個(gè)過程：

(1) SO2的吸收：煙氣由干塔上部入口進(jìn)入塔內(nèi)，在塔內(nèi)與吸收劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的煙氣由塔下部煙道出口排出，經(jīng)布袋除塵器除塵后排放至大氣中。

(2) 吸收劑的循環(huán)利用：密相干塔內(nèi)落下的反應(yīng)產(chǎn)物、布袋除塵器收集的循環(huán)灰和新吸收劑漿液一起由提升機(jī)提升到塔上部布料器內(nèi)，再次進(jìn)入密相干塔進(jìn)行一系列脫硫物化反應(yīng)。