淺談煙氣脫硫?qū)Y(jié)生產(chǎn)的影響

曹繼禮，張 惠，朱化朋

（1.萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)燒結(jié)二車(chē)間，山東萊蕪 271126；2.萊鋼型鋼煉鐵廠(chǎng)，山東萊蕪 271126）

1 引言

在鋼鐵長(zhǎng)流程生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)過(guò)程要排放出大量的SO2。沒(méi)有經(jīng)過(guò)脫硫處理的廢氣SO2濃度一般為400～1 500 mg/Nm3。燒結(jié)煙氣是經(jīng)過(guò)抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，礦石在溶劑燃料等作用下發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，產(chǎn)生的高溫廢氣。其特點(diǎn)為煙氣量較大且有毒，水分大，溫度高，廢氣成分隨著燒結(jié)過(guò)程變化而變化。

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)4#265 m2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)煙氣脫硫?qū)嵤┝诉x擇性煙氣脫硫方案，采用了半氣選脫、Cansolv 可再生氨脫硫技術(shù)和一轉(zhuǎn)一吸硫酸生產(chǎn)工藝。脫硫化學(xué)原理是運(yùn)用有機(jī)二元胺液來(lái)吸收燒結(jié)煙氣中的無(wú)機(jī)物。Cansolv 可再生氨脫硫技術(shù)[1]是濕法回收法，使用專(zhuān)利氨液循環(huán)高效吸收煙氣中的SO2，效率可高達(dá)99%以上。加熱吸收了SO2的氨液，將純SO2氣體從氨液中解析出來(lái)制酸，再生氨液循環(huán)利用。但是在脫硫設(shè)施運(yùn)行后燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱磨損較為嚴(yán)重，伸縮節(jié)使用壽命縮短，兩個(gè)大煙道溫度溫差大，風(fēng)箱內(nèi)氣流分配不均勻等，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)造成了較大的影響。

2 氨法脫硫?qū)Y(jié)生產(chǎn)的影響及原因分析

2.1 煙氣脫硫?qū)θR鋼銀前265m2燒結(jié)機(jī)的影響

燒結(jié)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，由于原料、熔劑、固體燃料成分的多樣性，使得燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體種類(lèi)很多。隨著脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，兩個(gè)大煙道也呈現(xiàn)出不一樣的新特性。

其特點(diǎn)如下：

（1）廢氣溫度變化較大，隨外界大氣溫度變化和工藝變化，煙氣溫度一般在105～160℃，其中1#脫硫煙道溫度多數(shù)情況下高于2#非脫硫煙道20℃。

（2）廢氣中含塵量較大，濃度達(dá)100～285 g/m3。其中2#煙道1#～8#風(fēng)箱和1#煙道12#～22#風(fēng)箱磨損速度較快，伸縮節(jié)使用壽命大大縮短，漏風(fēng)較為嚴(yán)重。

（3）水分含量大。水分在燒結(jié)過(guò)程中起到造球、傳熱、提高小球光潔度等作用，燒結(jié)完全時(shí)，水分隨廢氣排出，廢氣中的水蒸氣含量在10%左右。2#煙道廢氣溫度偏低，風(fēng)機(jī)葉片掛泥，風(fēng)機(jī)電流高于額定值250 A，對(duì)2#主抽風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成很大的隱患。

（4）由于氣流分布不均勻，所帶走的灰量成不均勻狀態(tài)，導(dǎo)致大煙道放灰不均勻，有的卸灰閥灰量很少，有的卸灰閥灰量則太多。

燒結(jié)過(guò)程中的心臟部位在主抽風(fēng)機(jī)，隨著風(fēng)箱的大幅改動(dòng)，抽風(fēng)系統(tǒng)變化明顯，氣流分布不均衡，風(fēng)箱磨損較快，大煙道放灰難度大，大煙道廢氣溫度差異大。

2.2 產(chǎn)生影響的原因分析

為了查找影響燒結(jié)生產(chǎn)的原因，我們先從脫硫系統(tǒng)半氣閥改造入手。山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)4#265m2燒結(jié)機(jī)配有28對(duì)風(fēng)箱、2個(gè)大煙道和對(duì)應(yīng)的2臺(tái)12000m3/min抽風(fēng)機(jī)。根據(jù)所有風(fēng)箱的實(shí)際廢氣溫度和其中的含硫量，將風(fēng)箱分為兩部分后分別引入2個(gè)大煙道。1#～8#和24#～27#風(fēng)箱的煙氣全部引入非脫硫大煙道，SO2濃度小于200 mg/Nm3，溫度為100～140℃。12#～22#風(fēng)箱的煙氣引入脫硫的大煙道，SO2濃度為2200～1600mg/Nm3，溫度為130～160℃，此煙道廢氣引入脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫。東28#風(fēng)箱引入脫硫煙道，西28#風(fēng)箱引入非脫硫煙道。

為了平衡兩個(gè)大煙道半氣改造后的流量、壓力，在9#～11#風(fēng)箱和23#～25#風(fēng)箱設(shè)有雙向調(diào)節(jié)閥[2]，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)大煙道之間的平衡。風(fēng)箱改造后的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 改造后的風(fēng)箱結(jié)構(gòu)示意圖

脫硫煙道高溫含硫廢氣經(jīng)過(guò)電除塵后，再通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)增加壓力后噴淋洗滌。在增壓風(fēng)機(jī)入口前配置主擋板門(mén)，在煙囪原煙道配置旁路擋板門(mén)，形成一個(gè)三通翻板[3]。脫硫系統(tǒng)工作時(shí)，主擋板門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉旁路擋板門(mén)；脫硫設(shè)施停機(jī)檢修時(shí)，關(guān)閉主擋板門(mén)，打開(kāi)旁路擋板門(mén)，燒結(jié)廢氣經(jīng)原有煙囪排放，如圖2所示。

2.2.1 燒結(jié)機(jī)剛開(kāi)機(jī)生產(chǎn)時(shí)

燒結(jié)機(jī)剛開(kāi)機(jī)生產(chǎn)時(shí)，1#、2#大煙道廢氣溫度差異明顯原因探討。剛開(kāi)機(jī)生產(chǎn)時(shí)，混勻料布滿(mǎn)布平整個(gè)料面后，1#脫硫煙道廢溫上升很快，10 min左右即可達(dá)到100℃以上，而同樣抽風(fēng)的2#煙道，抽風(fēng)30min后仍然在85℃徘徊，我們通過(guò)分析研究，形成結(jié)論如下：

（1）剛開(kāi)機(jī)時(shí)，混勻料沒(méi)有蒸汽預(yù)熱，料溫較低，冬季在25℃左右，抽風(fēng)燒結(jié)時(shí)，廢氣中的熱量主要用來(lái)供給預(yù)熱層干燥層，大量的熱量根本沒(méi)有條件穿過(guò)過(guò)濕層而進(jìn)入大煙道廢氣中，在燒結(jié)過(guò)程中的后半段，過(guò)濕層消失，自動(dòng)蓄熱作用減小，熱量開(kāi)始進(jìn)入煙道廢氣中，廢氣溫度隨之升高。

圖2 燒結(jié)煙氣走向圖

（2）1#～8#風(fēng)箱、26#、27#風(fēng)箱全部由2#大煙道抽風(fēng)，12#～22#風(fēng)箱全部由1#大煙道抽風(fēng)，其余的9#、10#、11#、23#、24#、25#風(fēng)箱為串通結(jié)構(gòu)，也就是對(duì)兩個(gè)大煙道同時(shí)供風(fēng)，由此造成兩個(gè)大煙道廢氣溫度差異顯而易見(jiàn)。開(kāi)機(jī)生產(chǎn)后大煙道放灰，2#大煙道放出大量濕料可以作為這一結(jié)論的有力證明。

2.2.2 正常生產(chǎn)后

正常生產(chǎn)后，1#、2#大煙道廢氣溫度差異縮小至20℃以?xún)?nèi)，我們又通過(guò)大量實(shí)踐，分析原因如下：

（1）有了自產(chǎn)的蒸汽后，二混、小礦槽都加入蒸汽，料溫可以提高到50℃左右，過(guò)濕層的影響減弱，燒結(jié)過(guò)程較為穩(wěn)定，高溫段廢氣風(fēng)箱范圍減小（19#～27#），兩個(gè)大煙道對(duì)高溫度風(fēng)箱均有抽風(fēng)，差距不大。

（2）燒結(jié)機(jī)為了減少某一部分的漏風(fēng)（如風(fēng)洞），中間加了隔板，減少漏風(fēng)的影響。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的磨損沖蝕損壞，隔板缺失較多，所起到的隔斷效應(yīng)大大減弱。正是由于隔板作用的降低，使得本不均衡的風(fēng)箱抽風(fēng)系統(tǒng)氣流在臺(tái)車(chē)底部得到一定程度的重新分配，氣流經(jīng)過(guò)混合，廢氣溫度差異減小。

（3）共有6對(duì)共12個(gè)風(fēng)箱做了聯(lián)通裝置，在很大的程度上，減小了2#大煙道的壓力，提高了1#大煙道的壓力，起到了很好的平衡作用，同時(shí)對(duì)廢氣溫度也起到了一定的平衡作用。

2.2.3 改造后

改造后，氣流分布不均勻，抽風(fēng)的風(fēng)箱數(shù)量相當(dāng)于減少了三分之一，廢氣流速加快，攜帶的灰塵的動(dòng)能大大增加，灰塵對(duì)風(fēng)箱薄弱處、伸縮節(jié)造成很大的磨損破壞，漏風(fēng)率大大提高。同時(shí)，由于分流了部分風(fēng)箱風(fēng)口，與之相對(duì)應(yīng)的卸灰閥幾乎無(wú)灰可放，而相反，其他的卸灰閥灰量又較大，加大了放灰難度與頻次。

3 應(yīng)對(duì)措施

3.1 改進(jìn)鋪底料設(shè)施

燒結(jié)過(guò)程中分為五個(gè)帶，過(guò)濕帶位于五個(gè)帶的最下層。當(dāng)沒(méi)有鋪底料時(shí)，過(guò)濕帶接觸到篦條，糊堵在篦條上，在抽風(fēng)的作用下，大量濕料被抽入大煙道，造成大煙道放灰困難。篦條之間留有的抽風(fēng)間隙，被糊上了濕料，減弱了料層的透氣性。

為此修復(fù)鋪底料漏斗下料口，使之開(kāi)關(guān)自如，能存儲(chǔ)鋪底料約20t。這樣即使在環(huán)冷機(jī)無(wú)料的情況下，也可以保證燒結(jié)機(jī)在2.5h內(nèi)有足夠的鋪底料可以使用。制定了停開(kāi)機(jī)操作制度，在停機(jī)之前，鋪底料工必須將倉(cāng)內(nèi)灌滿(mǎn)，準(zhǔn)備開(kāi)機(jī)時(shí)使用；鋪底料的使用，大大減輕了因?yàn)榱蠝氐投鴮?dǎo)致的過(guò)濕層影響，料層的透氣性起到了很好的輔助作用。同時(shí)由于鋪底料攔截了大量的濕料進(jìn)入大煙道，煙道放灰量大幅減少，灰量的減少也對(duì)風(fēng)箱起到一定的保護(hù)作用。

3.2 提高混勻料溫度

萊鋼4#265m2燒結(jié)機(jī)采用回收環(huán)冷余熱工藝，當(dāng)停機(jī)檢修時(shí)，余熱鍋爐沒(méi)有可以采取的熱源，開(kāi)機(jī)生產(chǎn)后，沒(méi)有自產(chǎn)蒸汽，蒸汽壓力為零。而現(xiàn)在的燒結(jié)生產(chǎn)中，二次混合機(jī)和小礦槽都需要蒸汽預(yù)熱混合料，當(dāng)沒(méi)有蒸汽預(yù)熱時(shí)，冬季僅僅只有白灰和返礦預(yù)熱的情況下，混勻料溫度在25℃左右，需要將混勻料鋪平燒透，排到環(huán)冷上產(chǎn)生蒸汽，自產(chǎn)蒸汽再用于燒結(jié)生產(chǎn)，整個(gè)過(guò)程至少需要3h才能穩(wěn)定生產(chǎn)，嚴(yán)重制約了燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)能。

經(jīng)過(guò)我們的努力，將企業(yè)管網(wǎng)蒸汽用于燒結(jié)機(jī)的開(kāi)機(jī)生產(chǎn)階段，用企業(yè)管網(wǎng)內(nèi)的蒸汽預(yù)熱混勻料，待有了自產(chǎn)蒸汽后，關(guān)閉外部供給的蒸汽，開(kāi)機(jī)生產(chǎn)至運(yùn)行正常的時(shí)間只需要1.5h，效率提高了1倍，產(chǎn)量可以提高400t。

3.3 降低漏風(fēng)率

在保證脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，不改動(dòng)風(fēng)箱構(gòu)造，于2012年度利用兩個(gè)季度內(nèi)檢修時(shí)間，對(duì)風(fēng)箱、伸縮節(jié)、卸灰閥等易磨損部位進(jìn)行堵漏風(fēng)作業(yè)。對(duì)風(fēng)箱易磨穿的部位，改變傾角，減輕灰塵沖刷的角度。對(duì)磨損嚴(yán)重的伸縮節(jié)，仔細(xì)排查，集中更換。

特別是安裝使用新的潤(rùn)滑設(shè)備，將原先的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加油，改為20個(gè)點(diǎn)為一段，每段加油的方式。滑道之間形成均勻的油膜，漏風(fēng)的情況大大減輕，潤(rùn)滑效果得到了很大的改善，燒結(jié)機(jī)跑偏現(xiàn)象也得到了一定程度的緩解。

堵漏風(fēng)的實(shí)施及潤(rùn)滑的改造，使漏風(fēng)率得到降低約4%，燒結(jié)機(jī)負(fù)壓升高0.5kPa，燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)系統(tǒng)更加完善。兩個(gè)大煙道溫差減小，兩個(gè)大煙道廢氣出口溫度趨于相等。

4 效果分析

4.1 脫硫?qū)Y(jié)生產(chǎn)的影響減小到最低

通過(guò)以上措施的實(shí)施，燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行后，我們克服種種難點(diǎn)，將脫硫?qū)Y(jié)生產(chǎn)的影響減小到最低，取得了很好的效果，開(kāi)機(jī)生產(chǎn)至穩(wěn)定時(shí)間為1.5h，兩個(gè)主抽風(fēng)機(jī)電流接近，2#風(fēng)機(jī)電流穩(wěn)定在額定值250A以下，保證了風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，廢氣溫度趨于一致，在115～145℃以?xún)?nèi)，保證了風(fēng)機(jī)葉片不掛泥、不喘動(dòng)。各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到同期水平，產(chǎn)、質(zhì)量保持了穩(wěn)中有升，2012年產(chǎn)量提前19天完成全年251萬(wàn)t的生產(chǎn)任務(wù)。

4.2 繼續(xù)探討放灰不均勻的問(wèn)題

由于風(fēng)箱結(jié)構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行大的改變，放灰不均勻的問(wèn)題依然存在，下一步將對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深一步的探討，以期盡快得到解決。

[1]周玉春，于曉晶，董輝.萊鋼銀前265 m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫技術(shù)淺析[J].能源與環(huán)境，2010（5）：51-53.

[2]孫建設(shè)，楊軍，趙軍，等.萊鋼4#265 m2燒結(jié)機(jī)有機(jī)胺吸附解吸脫硫工藝應(yīng)用實(shí)踐[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2011（2）：101-103.

[3]李鵬，趙紅光，喬漢東，等.有機(jī)胺液脫除燒結(jié)煙氣SO2的生產(chǎn)實(shí)踐[J].2010年全國(guó)能源環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集，2010（6）：78-79.