論石灰石石膏煙氣脫硫設備在360m²釩鈦礦燒結機的優化

李哲

摘 要 本文主要介紹了石灰石石膏煙氣脫硫設備在360m2燒結機的應用，并根據使用過程中出現的問題，提出解決辦法，保證了燒結機煙氣外排二氧化硫濃度達到國家標準。

關鍵詞 石灰石濕法脫硫；工藝設備；問題原因；優化

前言

河鋼承鋼煉鐵事業部燒結機組采用一種石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝，該工藝脫硫效率可以達到90%以上，脫硫工藝成熟，脫硫劑資源豐富且費用低廉，運行成本低，避免了干法煙氣脫硫工藝的缺陷與不足，濕法脫硫逐漸成為鋼鐵行業煙氣脫硫的主要形式。煉鐵事業部南山2臺360m2燒結機濕法脫硫系統于2012年12月投入使用，經過技術人員的摸索與研究，基本解決了脫硫系統運行過程中的常見問題，同時排放煙氣中各項煙氣成分均達到了國家規定的排放標準。

1 石灰石石膏濕法煙氣脫硫原理以及設備

河鋼承鋼煉鐵事業部360m2燒結機脫硫工藝流程，將燒結外排煙氣利用風機房內的增壓風機加壓引入吸收塔內，含硫煙氣從吸收塔中部進入然后向上運行，與塔上部以噴霧式的方式排放的吸收循環液逆流接觸反應。與脫硫漿液充分反應后的脫硫凈煙氣繼續向塔上部運行，經除霧器除霧后到達脫硫塔頂部從而進入塔頂煙囪排入大氣。脫硫過程反應生成的亞硫酸鈣及亞硫酸氫鈣掉入脫硫塔底部，由空氣壓縮機送入的氧氣、空氣氧化生成硫酸鈣（石膏）。吸收塔內的石膏漿液進入石膏脫水系統，首先由工藝樓內的石膏輸出泵將吸收塔底部石膏漿液送入石膏水力旋流站進行濃縮，再將濃縮后的石膏漿液排至真空皮帶脫水機，經過真空皮帶脫水機脫水后的石膏漿液可以脫掉90%以上水分形成固體石膏，完全脫水后的石膏直接掉落到真空皮帶機下的石膏存儲間存儲由汽車外運。

石灰石石膏濕法脫硫工藝主要工藝系統包括燒結含硫煙氣系統，吸收漿液配置系統、吸收塔脫硫反應系統、石膏漿液脫水系統、氧化生成物系統、工藝水系統。

2 脫硫設備存在問題及原因

2.1 設備的腐蝕與磨損情況及原因

由于燒結系統需要生產各種燒結礦，因此所用原料不同自然燃燒溫度也會變化進而導致外排煙氣溫度變化也較大，一般在80℃～180℃之間。石灰石石膏濕法脫硫系統通過吸收塔內特定的溫度與濕度，SO2、氮氧化物及含氯成分等酸性液體與吸收塔內的金屬材質發生化學反應生成可溶性鹽，因此與這些成分接觸并且發生了這種金屬化學反應的設備及管道就需要進行防腐處理。目前河鋼承鋼兩座360m2燒結機的濕法脫硫工藝中采用的防腐材料根據運行工藝要求的條件以及設備存在位置不同采用鱗片樹脂、玻璃鋼等防腐材料。煉鐵事業部燒結機石灰石石膏濕法煙氣脫硫系統運行3年來，脫硫塔塔體保溫及外罩彩板、脫硫塔煙氣入口護罩、塔內大梁局部以及脫硫系統煙道金屬結構及支撐部分均已腐蝕變形。

造成以上問題的原因：漿液密度高且含氣體形成氣泡、漿液泵內沉積物質較多，因此極易將葉輪排氣孔堵塞使得漿液泵機封附近空氣不流通設備局部運行過程中溫度太高燒壞機器；設備腐蝕老化排出泵殼體、葉輪、主軸磨損嚴重，不能進行正常沖洗機封，而且現場對水源各項要求的監管不嚴，出現水源突然中斷，溫度、流量、水質不合格等情況造成脫硫系統漿液泵機封損壞。

2.2 除霧器堵塞原因

燒結機脫硫系統兩座脫硫塔均為噴淋式脫硫塔，塔內設置的除霧器為噴淋式脫硫塔重要的組成部分。石灰濕式濕法煙氣脫硫系統運行3年多以來除霧器表面積垢進而造成堵塞除霧器影響脫硫效率的現象比較明顯，積垢比較嚴重的部位達到15cm，如此積垢嚴重增加了下層噴淋層各設備運行負擔。分析脫硫塔內除霧器結垢的原因主要包括由于吸收塔中石膏漿液含有亞硫酸鈣含量偏高，而煙氣從塔中部進入塔內向上運動，會帶走部分亞硫酸鈣穿過噴淋層進入除霧器，從而在除霧器葉片表面上附著并就成軟垢，由于現場人員對除霧器沖洗時間間隔制度沒有嚴格執行或者除霧器上下兩層的噴嘴清洗力度不足，造成附著上的結垢慢慢被氧化、結晶，由于不斷有新的結垢附著在除霧器葉面上最終集結成為難處理的硬垢，逐漸堵塞除霧器；另外煙氣流速過低時煙氣對除霧器板面的碰撞量將減少，部分煙氣脫硫灰飄出除霧器而沒有達到除霧效果。通過除霧器的煙氣霧滴在運動的過程中互相碰撞凝結成大液滴，掉落并黏附在除霧器表面，經過氧化結晶形成結塊造成更嚴重的阻塞。

3 針對脫硫系統設備出現的問題提出的解決辦法

（1）濕法脫硫系統運行過程中設備腐蝕及磨損是最常見的一項設備問題。為盡可能避免出現上述由于系統運行操作失誤，各項參數控制不好等原因而導致的設備腐蝕與磨損情況，經過研究應該做到下述幾點：首先應該對入口煙氣的SO2濃度，粉塵含量，煙氣流量以及溫度、濕度，氧氣含量等各項技術指標進行檢測；例如保證脫硫塔入口含硫煙塵濃度控制在30mg/Nm3以下，防止由于進入塔內粉塵含量過多，使塔內結晶物質增多，加大系統設備運行功率，造成超負荷運行降低了脫硫效率；其次對徹底清理石灰石石膏濕法脫硫中各工藝系統設備出現的腐蝕，然后針對處理過的部分進行加固并及時進行噴涂或者焊接等防腐處理；另外吸收塔漿液的pH值也必須考慮，因為由于pH值過低直接導致吸收液體呈酸性腐蝕塔內結構；再次為更合理更準確地控制石灰石漿液濃度，不增加漿液泵運行功率，要嚴格監督采選石灰石顆粒粒徑，從而滿足設計要求。

（2）針對除霧器出現的堵塞現象及原因，為了避免上述情況的發生燒結機煙氣濕法脫硫系統主要采取以下措施：目前經過三年多的實踐研究，將燒結機煙氣脫硫系統吸收塔內的漿液pH控制在5.4～5.6，這個范圍既有效提高除霧器工作效率又降低了塔內設備腐蝕情況。另外制定合理且嚴格執行除霧器沖洗時間間隔，不要過度頻繁沖洗而增加煙氣濕度加大吸收塔內部液位從而影響脫硫效果，但當需要脫掉更高含量的二氧化硫時應考慮吸收塔漿液濃度及液位情況來合理縮短沖洗周期進而防止除霧器堵塞。最后應在停產檢修期間徹底清洗因長期得不到沖洗而附著在除霧器表面的硬垢以保證除霧器正常運行。

4 結束語

石灰石石膏濕法脫硫在河鋼承鋼煉鐵部360m2燒結機運行三年的時間里，實現了生產與脫硫同步運行，運行過程平穩，未出現環保事故，脫硫率在90%以上，排放合格率達到100%，滿足國家規定的排放標準。隨著環境管理的日趨嚴格，作為環保管理人員需要對石灰石石膏濕法脫硫工藝進行深入了解與應用，為河鋼承鋼綠色制造做出應有的貢獻。