煙氣二氧化硫治理節能減排技術的實施應用

席鐵峰

摘 要：本文針對煙氣二氧化硫治理，并達到節能減排，對焦爐煙氣進行了鈉鈣雙堿法濕法脫硫技術。

關鍵詞：煙氣；二氧化硫；節能減排；鈉鈣雙堿法

煙氣二氧化硫治理已列入節能減排重點實施項目，擬對國際焦化有限公司200萬噸焦爐煙氣進行鈉鈣雙堿法濕法脫硫工程。參照《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2012）規定及山東兗礦國際焦化有限公司對SO2的排放濃度要求限值SO2≤20mg/Nm3，煙塵≤10mg/Nm3。本方案的設計及實施完全能夠達到山東兗礦國際焦化有限公司的要求。通過該項目的實施將對公司及周邊地區的大氣環境質量的改善做出積極貢獻。

1 項目提出的背景及要求

隨著中國資源回收利用系統和節能減排工作的逐步開始，煤化行業作為一個高耗能產業，環境壓力和市場壓力巨大。焦化行業是伴隨著鋼鐵、冶金行業的重要基礎產業，焦化工序能耗約占焦化廠的能源消費總量的70%，40%-50%為能源消耗占得比例。所以，節能減排是當務之急，減少焦化能源消耗也是一項重要任務。目前焦爐煤氣的加熱量和空氣量是由加熱爐的體積流量和煙氣中的煙氣量所控制的。多種原因存在的可能導致在同一氣體流量和次煙道吸力，加熱需要的能量和氧氣在進入焦爐后發生改變。在實際生產中，保證生產質量和產品質量，防止次焦炭生成，1%-2%的加熱氣體作為控制指標。為保證安全可靠的燃燒，空氣過剩系數為1.2左右，比設計指標大。焦爐煤氣是在焦爐煤氣的生產過程中排放的熱量，不僅是一個大的數量。因為焦爐溫度過高，怎么樣采取符合工藝技術是廢熱回收的關鍵問題，也是必須解決焦化行業節能減排的首要問題。

2 煙氣二氧化硫治理的意義

為了應對日益嚴格的環保排放要求和能源節約需求，國際焦化對國內外煉焦行業的脫硫、脫硝、煙氣余熱回收等方面進行了細致的研究和討論，擬在余熱裝置后建設脫硫項目，項目建成后不僅可以回收煙氣余熱，副產蒸汽，節約能量提高經濟效益，還可以降低污染物排放，對環保有重要意義。

3 脫硫技術方案

3.1 脫硫劑制備系統

由成品熟石灰（粒徑200目（90%）粒度80um的粉狀石灰）運至廠里石灰粉倉經螺旋輸送機輸入石灰料漿槽進行乳化，乳化后的石灰漿液經堿液泵輸送至反應槽中進行脫硫液再生反應。

堿液由運輸車給料至堿液槽，根據吸收塔pH值，用堿泵將堿液加入吸收塔中。

3.2 煙氣系統

熱煙道氣自焦爐出來后首先進入余熱回收裝置，將煙道氣溫度由290℃降至170℃左右再經空氣換熱氣降溫至145℃左右由引風機引入吸收塔下部，向上流動穿過噴淋層，在此煙道氣被冷卻到飽和溫度，煙道氣中的SO2、SO3、HF、HCl、塵等污染物被脫硫液吸收。經過噴淋洗滌后的飽和煙氣，經高效除霧器除去水霧后，進入吸收塔頂部的煙囪排空。

從焦爐至煙囪的水平煙道出口至脫硫塔進口段的連接煙道采用碳鋼制作，并根據需要設置膨脹節。連接煙道上設有擋板系統，以便于煙氣脫硫系統事故時旁路運行。擋板門包括1個入口擋板和1個旁路擋板。在正常運行時，入口擋板開啟，旁路擋板關閉。在故障情況下，開啟煙氣旁路擋板，關閉入口擋板，煙氣通過旁路煙道繞過煙氣脫硫系統直接排到煙囪。

3.3 SO2吸收系統

在吸收塔內，脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的SO2、SO3、HF、HCl等發生化學反應，生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等物質。

采用空塔噴淋作為脫硫吸收塔，是目前中小型余熱回收裝置脫硫裝置中應用較為廣泛的脫硫塔，其具有氣液流通量大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率穩定等優點。

3.4 循環系統與處理系統

循環水泵將脫硫液打到脫硫塔內，在其內部和煙氣接觸并反應后，并在脫硫裝置底部排出，排出的混合漿液包括硫酸鈉、硫酸氫鈉及少量粉塵渣的進入反應槽，接著與石灰漿液發生反應，反應置換完成后經石膏旋流器濃縮后進真空皮帶脫水機脫除水分，清液返回脫硫循環利用，石膏渣排入石膏庫。

工藝水系統提供進吸收塔煙氣降溫、除霧器沖洗水、吸收塔補充水和制備石灰漿液水等。

本脫硫工藝煙氣排放達標，脫硫液循環使用，脫硫渣（石膏）綜合利用，不產生其他的污染物，比如廢水、其他廢氣、固廢等。

4 實施后預期達到的最終目標

①脫硫工藝系統阻力穩定，脫硫裝置在啟、停、運行及事故處理時不影響焦爐生產操作。

②脫硫工藝適應了風量、溫度、二氧化硫濃度等負荷變化與波動。

③脫硫劑和副產物物料輸送、循環流暢，能力匹配。

④脫硫劑價格比較低廉、易于獲得。

⑤脫硫副產物石膏含水率低，石膏綜合利用。

⑥系統具備自防護功能，當出現故障、廠用電消失等情況時，系統能夠在最短時間內將煙氣切換到旁路煙道，確保系統安全。

⑦系統設計原煙氣熱量給原煙囪保溫，使原煙囪始終處于熱備狀態。

5 結束語

煙氣二氧化硫治理的節能減排項目的改造和應用，有利于焦行業的脫硫、脫硝、煙氣余熱回收，節約能量提高經濟效益，還可以降低污染物排放，對環保有重要意義。