應用ENS半干法脫硫技術(shù)的工藝優(yōu)勢

摘要: 與傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)比較，ENS半干法脫硫技術(shù)具有脫硫效率高、工藝流程簡單、生產(chǎn)運行費用低、不產(chǎn)生二次污染等特點，有著廣闊的發(fā)展前景。本文對ENS半干法脫硫技術(shù)的研究應用進行了介紹。

關鍵詞: 燒結(jié)煙氣;ENS半干法脫硫技術(shù)

1工藝原理

德國ENS半干法采用一定粒徑要求的Ca/Mg(OH)2粉料作為吸附劑，通過輸送系統(tǒng)和投加器進入煙氣管道，由煙氣帶入反應塔。在反應塔內(nèi)與霧化系統(tǒng)的水霧接觸，使堿性干粉表面濕潤，煙氣中F-、SO2等酸性氣體同時濕潤，附著并與濕潤堿性物發(fā)生反應，生成鈣/鎂鹽等化合物;反應后的煙氣及鹽粒在反應塔下部被煙氣的余熱干燥，進入除塵器，煙塵被除塵器收集，凈化后的煙氣經(jīng)風機送到煙囪排放。除塵器的一部分收集塵返回反應塔管道，強化反應和再利用，使其達到飽和利用。

SO2與Ca(OH)2的反應單從化學反應方程式看是簡單的酸堿中和反應，但從整個反應動力學上分析，反應速度與煙氣中水的含量有很大關系。氣相中SO2生成SO2-3的反應大致經(jīng)過以下過程:水蒸汽的氣體SO2進入液相狀態(tài)，相互結(jié)合與堿反應后，脫出水分子，并生成HSO-3，再進一步與堿反應，生成SO2-3和水分子。

酸性氣體與Ca(OH)2的反應活性順序為:SO3>HF> HCl> SO2>CO2。

從氣液兩相平衡及動力學角度分析，堿性反應物表面的含水量與氣相的含水量-相對濕度相關，系統(tǒng)中酸堿反應的機率與酸性組分的含量和堿性物質(zhì)的總表面積相關。

2工藝過程及組成

采用的半干法脫硫工藝，燒結(jié)機機頭產(chǎn)生的含有氟化物、SO2及含鐵粉塵的煙氣經(jīng)大煙道出燒結(jié)室，進入電除塵器進行預除塵，回收燒結(jié)煙塵，返回燒結(jié)配料室做燒結(jié)礦原料。預除塵后的煙氣由裝有加料裝置的管道進入反應塔，Ca(OH)2堿性粉料從貯料倉經(jīng)增濕機加濕后通過加料裝置噴入煙道進入反應塔，反應塔內(nèi)霧化系統(tǒng)根據(jù)概念設計數(shù)字模型，調(diào)整煙氣溫度、濕度，使氣態(tài)硫化物、氟化物與堿性粉料充分反應，形成固態(tài)鹽-粉塵與脫硫煙氣，經(jīng)管道進入主抽風機前的除塵器，使含氟、SO2的固態(tài)粉塵與氣體分離，煙氣達標經(jīng)主抽風機至煙囪排放。主除塵器的作用是把吸附了氟和硫的粉塵捕集下來，除下來的粉塵主要是硫酸鈣、氟化鈣等廢渣和沒有參與吸收反應的氫氧化鈣等，其中20%~30%的除塵灰循環(huán)使用，用倉式泵加壓噴入主除塵器的煙氣入口中，繼續(xù)參與反應和吸收。

3應用實例

ENS半干法脫硫工藝針對燒結(jié)工藝的特點， 在工業(yè)性試驗成功的基礎上，設計完成了2臺180 m2燒結(jié)機頭煙氣凈化工藝的改造。

3#8226;1凈化效果

由現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果得知:機頭煙氣含塵3 000 mg/m3，含SO2472#8226;5 mg/m3，含氟化物109#8226;4 mg/m3。對燒結(jié)機頭煙氣排放濃度監(jiān)測結(jié)果見表1。

通過監(jiān)測表明煙氣中氟化物排放質(zhì)量濃度

2#8226;98~ 3#8226;47 mg/m3， SO2排放質(zhì)量濃度89#8226;6 ~94#8226;5 mg/m3，煙塵排放質(zhì)量濃度20#8226;8~22#8226;4 mg/m3，均低于《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)新污染源大氣污染物排放限值標準。計算得到效率>95%，SO2去除率>80%，凈化效果等于或好于設計指標。

3#8226;2工藝可靠性分析

半干法煙氣脫硫工藝在國外已是成熟的技術(shù)，可有效去除煙氣中SO2、HCl、HF等酸性氣體，達到環(huán)保要求。半干法作為一種成熟和高效的去除酸性氣體的工藝，具有去除效率高、運行費用低，對設備、管道無腐蝕、不產(chǎn)生排放水蒸汽后冷凝降雨等優(yōu)點，明顯優(yōu)于濕法凈化工藝。因此2臺180 m2燒結(jié)機燒結(jié)煙氣凈化改造采用半干法煙氣脫硫工藝。

工程投產(chǎn)后的驗收及實際運行測試結(jié)果表明，當霧化系統(tǒng)正常工作時，燒結(jié)機頭煙氣中各種污染物的排放濃度完全能夠滿足《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)的要求。半干法煙氣脫硫工藝成熟可靠，從技術(shù)和經(jīng)濟上來看都是可行的，能夠達到預定的凈化效果，污染物排放濃度能夠穩(wěn)定達到排放標準要求。

3#8226;3NS半干法脫硫技術(shù)的優(yōu)點分析

3#8226;3#8226;1原濕法工藝

原濕法工藝針對180 m2燒結(jié)機機頭煙氣。煙氣經(jīng)抽風機引進114 m2電除塵器后，進入空心洗滌塔，洗滌去和二氧化硫及煙塵等有害成分，凈化后的煙氣經(jīng)由120 m煙囪排放。洗滌煙氣后的酸性廢液經(jīng)中和器用輕燒白云石乳液進行中和，然后進入澄清器，澄清液流入澄清液受槽，用循環(huán)泵汲至洗滌塔循環(huán)使用，沉淀污泥進入泥漿受槽由泥漿泵送至選礦廠尾礦庫集中處理。

該工藝存在的主要問題:

(1)燒結(jié)泥漿水排入尾礦庫對尾礦水質(zhì)造成了不利的影響，影響選礦生產(chǎn)。

(2)煙氣凈化系統(tǒng)凈化效果不好，造成澄清器，凈環(huán)泵站溢流大。

(3)每年用于凈化系統(tǒng)的運行費用和檢修費用較高，泥漿水排入尾礦庫量大，浪費水資源嚴重。

(4)凈化系統(tǒng)設備存在腐蝕問題，而且結(jié)垢堵塞嚴重，影響凈化系統(tǒng)的作業(yè)率。

3#8226;3#8226;2污染物排放比較

改造工程投入生產(chǎn)后，無廢水排放，廢渣可用于冶金渣制磚生產(chǎn)線進行綜合利用，污染物的排放全部有所消減，項目建成前后的污染物排放情況及污染物變化情況見表2。

由表2可知，項目建成后各污染物的排放量全部有所消減。其中煙塵消減1 155#8226;86 t/a， SO2消減1 826#8226;20 t/a，氟化物消減169#8226;94 t/a;廢水排放量消減2 298 384 t/a，廢水中氟化物消減52#8226;27 t/a，SS消減734#8226;04 t/a;固體廢棄物排放量減少7 119#8226;09 t/a。本項目采用脫硫效果好、技術(shù)先進的半干法脫硫技術(shù)工藝。半干法作為一種高效的去除酸性氣體的工藝，具有去除效率高、運行費用低、對設備、管道無腐蝕，不產(chǎn)生酸雨等優(yōu)點。

3#8226;3#8226;3能源消耗比較

本項目年消耗壓縮空氣量95 135 040 m3，約1 200 m3/h;年消耗氮氣4 320 000 m3，約545 m3/h，氮氣從轉(zhuǎn)爐密封用氮氣管道及濺渣氮氣管道接出。按新的節(jié)能降耗指標計算方法，采用的半干法脫硫工藝與濕法凈化工藝能源及材料對比情況見表3。

根據(jù)表3可知，本項目投產(chǎn)后，年用電量減少23 820 437 kWh;年用水減少2 851 200 m3;堿性粉料減少8 160 t/a。

3#8226;3#8226;4運行費用比較

原系統(tǒng)(濕法)設備腐蝕嚴重，維護工作量大，費用高，每年用于凈化系統(tǒng)的運行費用和檢修費用達2 200萬元，而且每小時有300 m3泥漿水排入尾礦庫，浪費水資源嚴重，也對凈化系統(tǒng)設備造成腐蝕問題，而且結(jié)垢堵塞嚴重，影響凈化系統(tǒng)的作業(yè)率。改造后的煙氣凈化系統(tǒng)運行穩(wěn)定，各項排放都達到排放標準的要求。煙氣凈化系統(tǒng)全年運行和檢修費用1 300萬元。與原有濕法凈化相比，半干法煙氣脫硫工藝處于干相，不存在飽和、過飽和液相腐蝕問題，維護費用低，該技術(shù)運行穩(wěn)定可靠，運行和檢修費用低，年降低運行費用和檢修費用達900萬元。

4結(jié)論

半干法煙氣脫硫工藝在國外已是成熟的技術(shù)，可有效去除煙氣中SO2、HCl、HF等酸性氣體，達到環(huán)保要求。半干法作為一種成熟和高效的去除酸性氣體的工藝，具有去除效率高、運行費用低、對設備、管道無腐蝕、不產(chǎn)生排放水蒸汽后冷凝降雨等優(yōu)點，明顯優(yōu)于濕法凈化工藝，在工程實踐應用中表現(xiàn)出優(yōu)越性與可行性，將是未來煙氣脫硫研究的重點。半干法煙氣脫硫工藝在燒結(jié)煙氣脫硫上的應用具有技術(shù)先進性、環(huán)保實用性、經(jīng)濟性等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。

參考文獻:

[1]張彥鋒，沈天臨，任國柱，等.國內(nèi)外主流煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技，2004，24(5):53-56

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