濕法脫硫增效及顆粒物降低改造

文/李朝輝，鹽城市聯鑫鋼鐵有限公司

1 前言

生態環境部等五部門聯合出臺《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》。其中有組織排放控制指標明確要求：燒結機機頭、球團焙燒煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時均值分別不高于10、35、50毫克/立方米。明確指出，燒結機頭煙氣以16%基準氧進行計算，達到超低排放的鋼鐵企業每月至少95%以上時段小時均值排放濃度滿足上述要求。

2 改造的必要性

現有燒結機主要原料為鐵精粉和煤，廢氣主要成分為氮氧化物、二氧化硫以及粉塵。原有工藝粉塵含量大，當脫硫工段異常時，粉塵和漿液容易進入后續工段，造成GGH和脫硝工段的堵塞，影響工藝的穩定運行。原有工藝煙氣在升溫脫硝過程中，煙氣中一部分液態水會轉化為氣態，55℃液態水的潛熱為2372kJ/kg，升溫能耗巨大。本次主要是通過工藝提升改進，使得脫硫尾氣經新建改造后煙塵濃度≤10mg/Nm3（標態、干基、16%氧、VOCs影響除外），達到《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》的要求。

3 Anhorn除霧除塵器與濕式靜電除塵技術對比

Anhorn除霧除塵器：

由“循環噴淋降溫除塵+AFMD除霧器（包括：特殊板式除霧器+疏松纖維床除霧器+阻水板組除霧器）”組成。通過多級分離作用降低煙氣濕度和含塵量；

濕式靜電除塵器：

濕式靜電除塵器的主要工作原理：將水霧噴向放電極和電暈區，水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集。

兩種技術綜合對比

4 主要選擇工藝及主要技術經濟指標：

4.1 優先選擇Anhorn除霧除塵器方案：

該方案降溫洗滌段采用高效循環噴淋，設計成三層循環噴淋層，噴淋水來源于涼水塔，換熱及洗滌后的噴淋水經塔底回流到涼水塔。循環水對煙氣噴淋，氣液直接接觸，傳質快、換熱效率高。煙氣經過噴淋可有效降溫3～5℃，協同脫除煙氣中大顆粒塵，及煙氣中殘留二氧化硫、酸、重金屬等大部分污染成分，防止造成后續GGH、脫硝工序的堵塞。經過板組除霧器后的尾氣中含塵液滴的粒徑集中在1～10微米，該粒徑下的液滴不易被直接捕捉。疏松纖維床由極細纖維編織成的疏松網狀結構制成，比表面積大，對細小的含塵霧滴具有凝并效應，從而帶來極高的分離效率。除霧除塵段采用專利技術工藝，通過碰撞、擴散機理，絕大部分水霧被疏松纖維床攔截，煙氣含濕量降低。降溫后的煙氣含塵低，可避免后續工段的堵塞，且含濕量降低，再進行升溫脫硝，升溫快、能耗低。

5 遵循的標準、規范

GB50160-2008 《石油化工企業設計防火規范》

HG20571-1995 《化工企業安全衛生設計規定》

SH3047-1993 《石油化工企業職業安全衛生設計規范》

GB 50017 《鋼結構設計規范》

GB 62/T25-3019 《建筑地基基礎施工工藝規程》

GB 50502 《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》

GB 50040 《動力機器基礎設計規范》

GB 28662 《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準

6 效果分析

6.1 三廢排放及有害物含量

廢水：Anhorn除霧除塵器在正常運營時所需沖洗的廢水經集液盤進入涼水塔，作為涼水塔的補充水，不額外產生廢水。

廢氣：聯鑫鋼鐵公司2#、3#燒結機鈣法脫硫尾氣經新建改造后煙塵濃度≤10mg/Nm3（標態、干基、16%氧、VOCs影響除外），達到2019年4月生態環境部，國家發改委、工信部、財政部、交通運輸部聯合發文《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》。

廢渣：無廢渣產生。

6.2 能效分析

改造后的新工藝流程，煙氣通過噴淋降溫和除霧除塵后再通過GGH換熱、升溫。降溫洗滌后可以降低煙氣中的含水量22.1～25.8t/h，降低后續GGH升溫所需能量。除去除塵新增能耗98.4～129.1kWh，降溫洗滌能耗300～340.1kWh全年運行時間按8000小時計。

減少高爐煤氣的量：8.2～11.0×107Nm3。

7 結語

從以上分析可以看出，針對燒結煙氣的特點，經過工藝優化和技術創新，把石灰石-石膏濕法脫硫超改造后應用于鋼鐵廠燒結煙氣處理，完全達到超低排要求，技術上是完全可行的。