雙堿法在燒結機煙氣脫硫中的應用

唐碧軍TANG Bi-jun

（新興鑄管股份有限公司，武安056300）

1 雙堿法工藝原理

堿液法技術是為了克服石灰石-石膏法容易結垢的缺點而發展起來的。

堿液法煙氣脫硫工藝的脫硫反應過程主要有：

在吸收塔內吸收SO2反應：

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2

混合池中的再生反應：

CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca（OH）2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3

Ca（OH）2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+1.5H2O

再生的NaOH和Na2SO3等脫硫劑可以循環使用，由于存在氧氣，還會發生以下反應：

Na2SO3+1/2O2→Na2SO4

Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2O

CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O

2 雙堿法脫硫工藝應用

2.1 工程簡述 某公司燒結分廠90m2燒結機煙氣脫硫工程采用雙堿法脫硫工藝，建設規模按滿足該燒結機產生煙氣全量處理要求，煙氣處理量為27×104Nm3/h，脫硫效率大于90%設計，項目于2010年4月動工，2010年10月投入使用，目前運行穩定。

雙堿法工藝樓模塊主要包括4個部分：①吸收劑制備與補充：生石灰加入再生池，而介質在堿液緩沖池加入；②混合池漿液還原鈉基堿：消石灰在再生池中將脫硫后的吸收液再生成鈉基堿；③脫硫副產物脫水系統：再生池沉積的脫硫副產物進入脫水裝置脫水；④脫硫劑和脫硫副產物的儲存系統。

2.2 工藝流程 雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉或者純堿等溶液作為介質，將配制好的氫氧化鈉或者純堿溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的，然后脫硫產物經脫硫劑再生混合池還原成氫氧化鈉或者純堿溶液再打回脫硫塔內循環使用。煙氣由脫硫塔下部進入塔內，與塔上部噴淋的脫硫劑接觸反應，在塔內經多層噴嘴噴淋碰撞，使脫硫劑與煙氣中的SO2加速反應，實現對SO2脫除。

凈化后的煙氣，從脫硫塔的上部煙囪出口排出。底部溶液經循環泵再次泵入脫硫塔噴淋裝置繼續參加反應，而部分反應后的脫硫溶液排入混合倉再生，至此形成完整的系統循環。工藝流程如圖1所示。

圖1 堿液法煙氣脫硫工藝流程圖

2.3 主要設計參數 某公司燒結分廠90m2燒結機煙氣脫硫系統設計參數見表1。

2.4 工程主要經濟指標

2.4.1 某公司燒結分廠90m2燒結機煙氣脫硫系統運行技術經濟分析見表2。

2.4.2 技術經濟分析 ①噸燒結礦成本。按照燒結礦年產112萬噸，則運行該脫硫裝置以后，每噸燒結礦增加成本5.8元。②脫硫副產物的經濟效益。使用CaO含量85%的生石灰做脫硫劑時，每年脫硫副產物產量約為1.7萬噸。脫硫副產物主要成分為含水的CaSO4和CaSO3。以上運行經濟指標中脫硫副產物未做為經濟效益計算，但當脫硫系統運行穩定后，副產物各成分含量也會隨著穩定，其可作為砌塊等得到高效的回收再利用，將產生一定的經濟價值。③SO2排污收費。SO2排污費現行為1.2元/kg，則運行該脫硫裝置以后，年減排3400噸SO2，每年將為企業節省排污費約408萬元。

表1 脫硫方案設計參數表

表2 系統運行經濟指標

3 雙堿法脫硫的技術特點

①堿液法技術采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應產物溶解度大，不會形成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題。②雙堿法脫硫產物被排入混合池用Ca(OH)2再生，再生出來的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔，循環使用。③堿液法適應性強，對煙氣流量，SO2濃度、溫度的變化適應能力極強，這是該技術的顯著優點。④堿液法煙氣脫硫工藝流程簡單，設備少，脫硫塔和供料系統可靈活分開布置，容易操作。⑤脫硫副產物石膏便于利用，可作為砌塊、建材等再利用。

4 運行效果

該項目于2010年9月投入運行后，經邯鄲市環境監測中心站監測，某公司燒結分廠90m2燒結機脫硫系統進口二氧化硫排放濃度為1809mg/m3，出口煙氣二氧化硫最高排放濃度為112mg/m3，脫硫效率為93.8mg/m3。目前該項目已經通過了邯鄲市環境保護局驗收。經過將近一年的運行，根據脫硫系統進口和出口污染源在線監測設備顯示，脫硫效率一直穩定在90%以上。

5 結論

由于我國燒結機脫硫起步較晚，國內主要鋼鐵企業的燒結煙氣脫硫多種工藝并存。企業在選用燒結煙氣脫硫工藝時，要結合自身工藝生產特征，選擇適合本企業的脫硫工藝。某公司燒結分廠采用雙堿法脫硫，完全適用于燒結煙氣特征，并且工藝吸收劑價廉易得，副產物便于利用，能高效地去除燒結煙氣中的污染物，技術指標先進，系統運行穩定，可靠，對于鋼鐵行業燒結煙氣脫硫具有借鑒價值。

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