SDA脫硫技術(shù)在400 m2燒結(jié)機的應(yīng)用

李玉信

（山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101）

節(jié)能減排

SDA脫硫技術(shù)在400 m2燒結(jié)機的應(yīng)用

李玉信

（山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101）

濟鋼400 m2燒結(jié)機選用SDA脫硫技術(shù)進行煙氣脫硫，該技術(shù)系統(tǒng)主要包括脫硫及除塵系統(tǒng)，脫硫劑貯存、制漿及輸送供給系統(tǒng)，循環(huán)灰貯存、制漿及輸送供給系統(tǒng)，脫硫灰、除塵灰輸送貯存及外排系統(tǒng)。應(yīng)用實踐證明，SDA脫硫技術(shù)運行穩(wěn)定，脫硫效率高，且顆粒物排放濃度低，煙塵排放濃度小于20 mg/m3，二氧化硫和顆粒物同時達到排放標準。

燒結(jié)；脫硫技術(shù)；噴霧；顆粒物

1 前言

燒結(jié)過程中SO2排放量占鋼鐵企業(yè)排放總量的40%～80%,實施燒結(jié)煙氣脫硫，減排SO2，是鋼鐵工業(yè)環(huán)境治理急需解決的重要問題。

濟鋼400 m2燒結(jié)機建于2009年，建設(shè)時未配備煙氣脫硫設(shè)施。隨著國家和地方環(huán)保標準的日益嚴格和防治大氣污染措施的不斷完善，燒結(jié)煙氣SO2排放問題已受到社會高度關(guān)注。為嚴格執(zhí)行國家和地方環(huán)境保護法規(guī)、標準，從源頭上控制污染物的排放，減少SO2污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，濟鋼在2010年啟動了400 m2燒結(jié)機脫硫裝置建設(shè)工作。

2 脫硫技術(shù)方案的選擇與確定

燒結(jié)煙氣脫硫工藝和技術(shù)有多種，按脫硫劑分類大致有鈣法、鎂法、鈣納法、氨法、活性炭吸附還原法等；按脫硫工藝投入產(chǎn)出物分類有干法、半干法、濕法等，這些方法各有優(yōu)勢和局限性。燒結(jié)煙氣脫硫是一個系統(tǒng)工程，抉擇需重點考慮以下幾個方面：1）一次性投資少，運行成本低。2）脫硫效率高，滿足排放SO2標準要求。3）脫硫工藝安全可靠，能長期穩(wěn)定運行。4）能夠同時具有除塵功能，實現(xiàn)顆粒物同時達到嚴格的排放標準。5）發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，脫硫副產(chǎn)物能高效利用。6）脫硫劑資源豐富，價格和運輸成本低等。

濟鋼綜合考慮各種因素，400 m2燒結(jié)機燒結(jié)煙氣脫硫裝置選用SDA脫硫技術(shù)（高速旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫技術(shù)），該脫硫技術(shù)有如下特點：

1）可滿足大煙氣量脫硫，煙氣溫度100～150℃時，SO2排放濃度≤200 mg/Nm3；具備煙氣SO2排放濃度≤100 mg/Nm3的能力。2）系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、易停易開，適應(yīng)燒結(jié)工況風(fēng)量變化的特點；裝置占地面積小，系統(tǒng)阻力小、投資少。3）脫硫效率高，脫硫效率最高可達95%，同時可脫除煙氣中的SO3、HCl、HF。4）合理而均勻的氣流分布，吸收塔頂部及塔內(nèi)中央設(shè)有煙氣分配器，使煙氣和霧化的液滴充分混合，有助于煙氣與液滴之間質(zhì)量和熱量傳遞，使反應(yīng)和干燥的條件達到最佳。5）可利用石灰除塵灰或冶金渣做復(fù)合脫硫劑，以廢治廢，降低脫硫成本。6）副產(chǎn)物利用率高。脫硫副產(chǎn)物可加入礦渣微粉繼續(xù)使用，實現(xiàn)副產(chǎn)物的資源化，并具有間接減排CO2的環(huán)境效益。7）水耗低，水質(zhì)適應(yīng)性強，系統(tǒng)無污水排放。8）漿液量可根據(jù)煙氣流量、溫度及SO2濃度自動調(diào)節(jié)，確保脫硫效率不受影響。9）脫硫系統(tǒng)建有高效布袋除塵器，能達到最新燒結(jié)煙氣顆粒物30 mg/m3排放標準。10）可預(yù)留活性炭噴入裝置，最終實現(xiàn)脫除二惡英和重金屬等。

3 SDA脫硫技術(shù)工藝

3.1 工藝及反應(yīng)原理

生石灰加水配置成石灰漿液，生石灰與水反應(yīng)生成Ca（OH）2，漿液通過霧化器霧化成50 μm的霧滴，在脫硫塔內(nèi)與煙氣中及氟化物等迅速反應(yīng)，吸收SO2，使之達標排放，實現(xiàn)脫硫的目的。在脫硫的同時，霧化的液滴被干燥，凈化后煙氣經(jīng)布袋除塵器由新制鋼煙囪排放。除塵器的脫硫產(chǎn)物一是循環(huán)使用，另外也可綜合利用。

SO2被霧滴吸收化學(xué)反應(yīng)：

部分SO2完成如下反應(yīng)：

與其他酸性物質(zhì)（如SO3、HF、HCl）的反應(yīng)：

3.2 脫硫工藝流程

用管道將煙氣由主抽風(fēng)機出口煙道頂部垂直引出，經(jīng)原煙氣旁路擋板和脫硫系統(tǒng)入口擋板切換后，煙氣被分為兩股煙氣流送入旋轉(zhuǎn)噴霧干燥（SDA）脫硫塔，上支路煙氣由脫硫塔頂部煙氣分配器進入塔內(nèi)，下支路煙氣由脫硫塔中心煙氣分配器直接進入塔內(nèi)；脫硫劑漿液由漿液貯罐經(jīng)漿液泵輸送到塔頂?shù)捻敼蓿購捻敼拗凶粤魅腱F化器被霧化成50 μm的霧滴，與脫硫塔內(nèi)煙氣接觸反應(yīng)吸收二氧化硫等酸性物質(zhì)，反應(yīng)生成的CaSO3、CaSO4等在脫硫塔內(nèi)干燥形成脫硫灰隨煙氣進入布袋除塵器中進行凈化及進一步的脫硫反應(yīng)，實現(xiàn)氣固分離，出口煙氣粉塵濃度≤30 mg/Nm3,凈煙氣由增壓風(fēng)機經(jīng)出口煙道至新制煙囪排入大氣，達標排放。脫硫塔收集的脫硫灰直接外排或綜合利用，除塵器分離下來的除塵灰輸送至脫硫灰倉中，一部分被送到循環(huán)灰混合罐中循環(huán)利用，剩余脫硫副產(chǎn)物直接排出裝車。布袋除塵器入口煙道上預(yù)留添加活性炭設(shè)置位置，如增設(shè)活性炭噴入裝置，可進一步脫除二惡英、Hg等有害物。400 m2燒結(jié)煙氣脫硫工藝流程見圖1。

圖1 400 m2燒結(jié)煙氣脫硫工藝流程

3.3 脫硫劑制備流程

將脫硫劑定量加入消化罐并加水配制成一定含固率的漿液，脫硫劑漿液經(jīng)振動篩篩分后自流入漿液罐，配制成適當濃度的脫硫劑漿液，根據(jù)煙氣SO2濃度由漿液泵定量送入脫硫塔頂部的漿液頂罐，頂罐內(nèi)漿液自流入脫硫塔頂部霧化器，漿液經(jīng)霧化器霧化成50 μm的霧滴由脫硫塔頂部噴入，與脫硫塔內(nèi)煙氣接觸迅速完成吸收SO2的反應(yīng)過程。由于脫硫劑漿液為極細小的霧滴，增大了脫硫劑與SO2接觸的比表面積，保證煙氣SO2濃度達標排放。

為提高脫硫劑的利用率和脫硫效率，除塵器收集的脫硫灰部分循環(huán)利用，定量加入循環(huán)灰混合罐并加水配制成一定含固率的漿液，配入漿液罐循環(huán)利用，達到高效、經(jīng)濟的脫硫目的。

3.4 脫硫副產(chǎn)物及處理

脫硫副產(chǎn)物為硫酸鈣、亞硫酸鈣、氯化鈣、氟化鈣等組成的干態(tài)粉料，將其與高爐渣混合后通過磨機制作微粉，實現(xiàn)綜合利用，解決了燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物堆存的環(huán)境污染問題。

4 高速旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫系統(tǒng)組成

1）脫硫及除塵系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)主要由旁路擋板、進口擋板、旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫塔、布袋除塵器、增壓風(fēng)機、新制煙囪、野風(fēng)閥、非金屬補償器和煙氣管路等組成。

系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備為脫硫塔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)霧化器，其作用是能將脫硫劑漿液霧化成極細小的液滴（50 μm），加大脫硫劑與燒結(jié)煙氣的接觸面積，達到充分吸收SO2的目的，工作原理見圖2。

圖2 霧化器工作原理圖

選用丹麥GEA/Niro公司生產(chǎn)的霧化器，其耐磨噴嘴的使用壽命可達12 000 h，設(shè)備在振動、耐磨、噪音、能比功耗方面優(yōu)于同類產(chǎn)品。布袋除塵器入口預(yù)留活性炭添加接口，保留未來實現(xiàn)一體化脫硝、脫除重金屬和二惡英的能力。除塵器入口煙道上設(shè)置野風(fēng)閥，當除塵器入口煙溫超標時手動啟動野風(fēng)閥，保護布袋除塵器的正常運行。

布袋除塵器收集的脫硫灰采用機械輸送方式，經(jīng)除塵器灰斗下部星形卸灰閥卸至切出刮板輸送機、集合刮板輸送機、斗式提升機送至脫硫灰倉。

2）脫硫劑貯存、制漿及輸送供給系統(tǒng)。主要由脫硫劑貯倉、星型卸灰閥、稱重螺旋給料機、消化罐（攪拌器）、振動篩、漿液罐（攪拌器）、漿液泵及漿液管道和閥門等組成。

脫硫劑用氣力泵輸送至脫硫劑貯倉，再經(jīng)星型卸灰閥、稱重螺旋給料機輸送至消化罐消化，經(jīng)振動篩送至漿液罐制備成氫氧化鈣漿液，經(jīng)漿液泵及漿液管道送入塔頂漿液罐使用。

3）循環(huán)灰貯存、制漿及輸送供給系統(tǒng)。該系統(tǒng)由稱重螺旋給料機、斗式提升機、循環(huán)灰混合罐（攪拌器）、振動篩、循環(huán)灰漿液罐（攪拌器）、漿液泵、循環(huán)灰漿液管道和閥門等組成。由布袋除塵器收集的脫硫灰由斗式提升機送入脫硫灰倉后，大部分脫硫灰經(jīng)斗式提升機送入循環(huán)灰混合罐制成適當濃度的漿液，經(jīng)過振動篩篩分后進入循環(huán)灰漿液罐，由循環(huán)灰漿液泵（2臺，1用1備）送入脫硫塔循環(huán)利用，提高脫硫劑的利用率。

4）脫硫灰、除塵灰輸送貯存及外排系統(tǒng)。主要由切除刮板機、集合刮板機、斗式提升機、脫硫灰倉等組成。由布袋除塵器收集的除塵灰由除塵器下部星型卸灰閥卸至切除刮板機、集合刮板機、斗式提升機送入脫硫灰倉。脫硫灰倉下設(shè)兩路出灰，一路定期外排進行綜合利用；一路供循環(huán)利用，同時考慮設(shè)緊急排灰口。脫硫塔灰倉設(shè)事故排灰口及對應(yīng)的排灰管路。

5 結(jié)語

濟鋼400 m2燒結(jié)機脫硫裝置于2012年1月建成投用，投用后效果良好，SO2濃度一般在150 mg/m3以下，達到了山東省鋼鐵工業(yè)污染物排放標準（DB 37/ 990-2013）；適應(yīng)性強，滿足大煙氣量燒結(jié)機脫硫；脫硫副產(chǎn)物配入水渣，一起制備成礦渣微粉，用作水泥原料，實現(xiàn)了副產(chǎn)物的資源化；脫硫系統(tǒng)建有高效布袋除塵器，煙塵排放濃度小于20 mg/m3，達到最新燒結(jié)煙氣顆粒物30 mg/m3排放標準；耗水量低，系統(tǒng)無污水排放；一次投資少，運行成本較低，有較好的推廣應(yīng)用價值。

Application of SDA Desulfurization Techniquein 400m2Sintering Machine

LI Yuxin

（Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

400 m2sintering machine in Jinan Steel chose SDA desulfurization technique to take off sulphur from smoke.The technical system mainly includes desulfurization and dedusting system,desulfurizer store and making slurry and transporting supply system, circulating ash store and making slurry and transporting supply system,transporting and discharging system of desulfurization ash and dedusting ash.The practice proved that SDA desulfurization technology have excellent operation stability,high efficiency of desulfurization,low emission density of particles,small than 20 mg/m3in discharging smoke and dust density,and has reached to emission standard of sulphur dioxide and particle.

sintering;desulfurization technique;atomizing;particles

X701.3

B

1004-4620（2014）03-0051-03

2014-03-25

李玉信，男，1964年生，2004年畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工程碩士。現(xiàn)為山東鋼鐵股份有限公司濟南分公司能源環(huán)保部環(huán)保科科長，高級工程師，從事環(huán)保技術(shù)和環(huán)保管理工作。