湘鋼燒結機煙氣脫硫技術特點及推廣模式建議

姚超良（永清環保股份有限公司 湖南 長沙 410005）

一、脫硫裝置運行良好

由湖南永清環保股份有限公司實施總承包并承接運營服務的湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司一期360m2燒結機煙氣脫硫工程于2008年12月開始施工，于2009年9月28日投入運行，工程建設周期為10個月。工程采用選擇性煙氣脫硫，即對煙氣含二氧化硫高的（1000～3000mg/m3）1＃機頭煙氣進行脫硫治理，該燒結煙氣脫硫工程工藝技術采用湖南永清環保股份有限公司自行研發并通過湖南省科技廳科技成果鑒定的燒結煙氣石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術，該技術的關鍵點—一種濕法煙氣脫硫漿池結晶生成物的控制方法 （專利號：ZL200910043096.9），具有完全自主知識產權。

截至2010年5月31日，該工程自投入運行以來，累計已運行4798小時，與燒結主裝置的同步運行率平均達到99.36%，脫硫效率平均達到93.2%，系統運行穩定，設備狀態良好，脫硫裝置共產出石膏24211噸，副產品石膏呈灰白色顆粒狀，完全符合石膏板及水泥制造質量要求，全部銷售給了泰山石膏（湘潭）有限公司用于制造石膏板。

二、技術特點鮮明、突出

完全空塔噴淋吸收，塔內氣液接觸區無任何類似托盤、填料、氣體分布管等增大氣液接觸表面的結構件，從塔的結構設計上就避免結垢附著物的出現，完全做到了無結垢、無堵塞，勿需任何停車清洗。結構設計合理。

采用了專利防結垢技術，通過控制對漿池充分注氧和控制漿液的pH值波動范圍等多種復合措施來防止石膏復合晶垢【Ca(SO3)X·(SO4)X·H2O】的生成，一方面避免石膏結垢，另一方面有利于二水硫酸鈣結晶的長大，使石膏漿液脫水易于進行，確保了石膏中二水硫酸鈣含量達到90%以上，石膏漿液經真空皮帶脫水機脫水后游離水含量小于10%，防結垢方法使用恰到好處。

采用專用的霧化噴嘴將吸收漿液霧化到小于2100μm細小微粒分布在氣相中，以增大氣液的接觸面，該獨到的構思使得氣液接觸面積比類似托盤、填料、氣體分布管等分散形式要大數十倍，氣液在吸收區接觸充分，氣液接觸無盲區，傳熱、傳質速度快，脫硫效率高。不僅如此，塔內吸收區除了噴嘴外，無任何氣流阻擋物，煙氣通過吸收塔的阻力低，經實際測量，氣體通過吸收塔的阻力降只有1200Pa，加上煙道阻力400Pa，煙氣系統總阻力只有1600Pa，其煙氣系統阻力只有循環流化床法的40%左右，也只有氣噴旋沖法的42%左右。由于煙氣系統阻力低，其增壓風機電耗也較上述方法低。該方法氣液接觸形式獨特，節能成效顯著。

針對脫硫系統腐蝕介質多且復雜，采用了組合式防腐技術。在吸收塔入口 “干濕”交界面處，腐蝕環境非常惡劣，在此處采用高鎳基C276合金貼襯進行防腐，具有很好的效果，使用2mm厚的C276合金薄板貼襯，使用壽命可長達20年以上。在吸收塔和漿液輸送的管道內，漿液中含有混合稀酸（硫酸、亞硫酸、鹽酸、氫氟酸等）以及石膏等固體顆粒、不僅對設備和管道造成腐蝕，而且對設備和管道沖刷嚴重。根據上述工況，采用碳鋼內襯丁基橡膠進行防腐和抗磨蝕。在噴淋層等沖刷異常嚴重的區域，其噴嘴選用碳化硅防腐耐磨材料制造，噴淋管采用含碳化硅涂層的FRP材料制造。吸收塔塔頂煙囪內壁由于無固體顆粒物沖刷，采用碳鋼襯玻璃鱗片防腐，安裝在吸收塔底部的攪拌器選用耐磨、耐腐的高鎳基1.4529合金制造。上述多種材料組合式防腐技術的采用，既有效地防止了設備和管道的腐蝕，又有效地降低了裝置建設費用。組合式防腐方法實用有效。

在沒有煙氣再熱系統的情況下，為了避免濕法脫硫 “煙囪雨”現象發生，首先，在選擇吸收塔頂部的除霧器時采用雙級除霧，并在最后一級噴淋層與第一級除霧器之間留足氣液分離空間，使氣液盡可能在此空間分離完全，防止液滴卷入氣流中下落；其次，在設計塔頂煙囪時，由于煙氣溫降會有煙囪壁冷凝液出現，采取降低煙氣流速，控制煙氣流速在卷液臨界流速之下等措施，防止煙氣帶走塔壁冷凝液而下落。第三，采用流體流過除霧器阻力降判斷其是否處于正常運行狀態，運行過程中嚴格執行除霧器沖洗程序，防止除霧器局部堵塞而使流經除霧器的氣速加快，確保不會有石膏漿液或水滴透過除霧器而直接被煙氣帶入到塔頂煙囪中而下落。事實證明，上述多種防“煙囪雨”的方法行之有效。

三、針對燒結復雜工況采取措施有效

根據燒結煙氣流量變化大、波動幅度大且無規律的工況特點，采取了煙氣流量跟蹤調節控制技術，使主裝置引風機排出的煙氣量與脫硫裝置增壓風機吸進的煙氣量保持等量同步。消除了脫硫裝置設置對燒結工況帶來的干擾，使燒結、脫硫裝置運行互不干擾，完全適配。上述措施的采用，不僅穩定了燒結和脫硫裝置運行，而且使風機運行功耗與電動機輸出功耗保持相等。從而節省裝置運行能耗。

根據燒結煙氣溫度變化大，采取了雙向噴淋降溫調節控制技術，在燒結煙溫大幅波動的狀態下，該雙向噴淋降溫裝置能很好穩定塔內吸收區的溫度，保證二氧化硫在塔內連續、穩定地吸收，減少了煙溫波動對吸收系統的沖擊。一方面確保了系統脫硫率穩定且達到預定的指標，另一方面降溫措施很好地保護了吸收塔內壁的橡膠襯層，延長了防腐襯層的使用壽命。上述針對性措施有力，實施效果顯著。

表1-1 國內外同類項目主要技術指標比較表

表1-2 脫硫裝置運行成本分析表

表1-3 燒結機煙氣脫硫石膏與電廠脫硫石膏比較表

四、脫硫系統運行指標接近國際先進水平

國內外同類項目主要技術指標比較見表1-1。脫硫裝置運行成本分析見表1—2。燒結脫硫石膏與電廠脫硫石膏比較見表1—3。

五、石灰石-石膏濕法（空塔噴淋）煙氣脫硫技術推廣模式建議

建議燒結機煙氣脫硫采用EPC+C即總承包+托管運營全壽命周期服務模式。此種模式的實施會帶來如下特點：

1）目前國內燒結機煙氣脫硫工藝技術種類繁多，魚龍混雜，如由總承包公司負責脫硫項目的建設和運營，其所采用煙氣脫硫工藝技術則必需成熟。否則，總承包公司必須對自己所采用工藝技術存在的缺陷“買單”。這也從根本上杜絕了個別公司對自己脫硫技術推廣不負責任的浮夸行為。

2）由專業的脫硫公司負責運營管理，能從技術角度上確保脫硫設施系統穩定、經濟運行，確保燒結機煙氣脫硫后達標排放。從電廠的脫硫設施運營多年情況來看，還是有不少項目因為運營不夠專業，導致脫硫系統無法正常穩定運行，甚至因運營不當導致整個系統部分設備腐蝕、管道堵塞，導致脫硫設施無法運轉。

3）脫硫公司之間競爭激烈，利潤空間十分有限，存在惡性競爭的現象。由總承包公司負責建設和運營，一方面可避免低于建造成本價中標的惡性競爭，另一方面約束總承包單位必須選用合格的、質量可靠的設備。否則，運營時會付出雙倍的代價。

4）《國務院關于落實科學發展觀加強環境保護的決定》指出：“推行污染治理工程的設計、施工和運營一體化模式，鼓勵排污單位委托專業化公司承擔污染治理或設施運營”。《國務院關于印發節能減排綜合性工作方案的通知》中指出：“組織開展煙氣脫硫特許經營試點”，促進實現“十一五”規劃綱要提出的二氧化硫削減目標，提高煙氣脫硫設施建設和運行質量。由此可見，推廣EPC+C全壽命周期服務模式符合國家現行政策要求。