球團(tuán)煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)降本增效運行管理淺析

劉政霖

[福建省三鋼（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，福建 三明 365001]

隨著鋼鐵行業(yè)超低排放改造的深入，污染物排放限值趨嚴(yán)，煙氣脫硫脫硝運行成本不可忽視。《2021年中國生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計年報》顯示，2021年，全國納入排放源統(tǒng)計調(diào)查的涉氣企業(yè)共有146 771 家，廢氣治理設(shè)施共有369 326 家，其中，脫硫設(shè)施33 813 套、脫硝設(shè)施23 294 套、除塵設(shè)施173 608 套；金屬制品業(yè)廢氣治理設(shè)施數(shù)量占工業(yè)行業(yè)廢氣治理設(shè)施數(shù)量的比例為10.1%；黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)SO2、NOx及顆粒物的排放量占全國工業(yè)源排放數(shù)量的比例分別為21.6%、21.7%、14.3%[1]。

據(jù)SG 球團(tuán)車間統(tǒng)計數(shù)據(jù)，脫硫脫硝系統(tǒng)能耗可達(dá)5kg 標(biāo)煤/t 球團(tuán)礦，約占球團(tuán)能耗的25%。如何在保證環(huán)境效益、達(dá)到環(huán)保排放要求的前提下進(jìn)一步發(fā)掘降本增效空間，顯得尤為重要。

本文通過分析SG 球團(tuán)“半干法循環(huán)流化床脫硫除塵+中低溫SCR 脫硝”工藝，在發(fā)掘設(shè)備潛能、精細(xì)化管理方面進(jìn)行探索實踐，旨在為鋼鐵行業(yè)環(huán)保設(shè)施運行的節(jié)能降耗、降本增效提供參考。

1 SG 球團(tuán)“半干法循環(huán)流化床脫硫除塵+中低溫SCR 脫硝”工藝簡介

1.1 SG 球團(tuán)“半干法循環(huán)流化床脫硫除塵+中低溫SCR 脫硝”工藝簡介

SG 球團(tuán)半干法循環(huán)流化床脫硫除塵采用SSC 干式超凈工藝，脫硝采用中低溫SCR 脫硝工藝。

帶式焙燒機(jī)煙氣經(jīng)電除塵設(shè)施除塵后從主抽風(fēng)機(jī)引出，煙氣溫度達(dá)130℃—180℃，從吸收塔底向上，在進(jìn)口段與脫硫劑混合后通過文丘里段加速進(jìn)入循環(huán)流化床。煙氣和脫硫劑在湍流狀態(tài)下進(jìn)行充分混合，通過噴入霧化水的方式控制反應(yīng)溫度、增濕脫硫劑表面，使得SO2能夠快速與脫硫劑進(jìn)行反應(yīng)，并且能夠同步脫除HCl、HF 等酸性氣體。脫硫后煙氣進(jìn)入超凈式布袋除塵器，然后由脫硫引風(fēng)機(jī)引出，進(jìn)入脫硝系統(tǒng)。煙氣在脫硝入口經(jīng)過GGH 換熱系統(tǒng)預(yù)加熱后，由熱風(fēng)爐進(jìn)一步加熱至230℃—280℃，同時，由噴氨格柵噴入充分蒸發(fā)的氨水與加熱后的煙氣混合均勻，在錳系催化劑上進(jìn)行脫硝反應(yīng)，經(jīng)由GGH 換熱系統(tǒng)降低煙氣溫度、回收熱量后通過煙囪排放[2]。

1.2 SG 球團(tuán)“半干法循環(huán)流化床脫硫除塵+中低溫SCR 脫硝”工藝設(shè)計參數(shù)

脫硫出入口設(shè)計參數(shù)見表1，脫硝出入口設(shè)計參數(shù)見表2。

表1 脫硫出入口設(shè)計參數(shù)

表2 脫硝出入口設(shè)計參數(shù)

1.3 SG 球團(tuán)“半干法循環(huán)流化床脫硫除塵+中低溫SCR 脫硝”工藝主要設(shè)備性能參數(shù)

脫硫引風(fēng)機(jī)參數(shù)見表3，脫硝引風(fēng)機(jī)參數(shù)見表4。

表3 脫硫引風(fēng)機(jī)參數(shù)

表4 脫硝引風(fēng)機(jī)參數(shù)

2 運行消耗分析

通過對脫硫脫硝系統(tǒng)用電、生石灰、高爐煤氣、氨水耗量進(jìn)行分析，得到球團(tuán)脫硫脫硝系統(tǒng)主要消耗情況，如表5 所示（以2022年平均數(shù)據(jù)為參考）。

表5 2022年球團(tuán)脫硫脫硝系統(tǒng)主要消耗情況

通過以上數(shù)據(jù)對比可知，實際運行中的主要消耗依次為電、高爐煤氣、生石灰、氨水。

3 降本增效方案及成效

3.1 發(fā)掘設(shè)備潛能、優(yōu)化運行工藝

（1）優(yōu)化脫硫吸收塔出口溫度控制操作

吸收塔出口溫度采用靈活調(diào)整機(jī)制，最低運行溫度根據(jù)入口煙氣溫度、入口SO2濃度以及消石灰消耗量進(jìn)行靈活調(diào)整，同時增加取樣頻次，保證吸收塔內(nèi)脫硫灰流動性良好[3]。

（2）優(yōu)化脫硫排灰制度，精細(xì)化排灰操作

自動控制下，脫硫系統(tǒng)排灰根據(jù)設(shè)定壓力值（料位）進(jìn)行排灰，存在灰循環(huán)次數(shù)較低情況。因此，在提高壓力（料位）運行的同時，可設(shè)立集中排灰制度，提高脫硫灰循環(huán)次數(shù)。

（3）優(yōu)化主機(jī)工藝制度，增強前后工藝協(xié)調(diào)配合

當(dāng)入口SO2負(fù)荷高時，通過調(diào)整兌熱風(fēng)閥、提高主抽風(fēng)機(jī)頻率的方式，提高脫硫入口煙氣溫度，降低脫硫入口SO2濃度至800—1200mg/m3（最具經(jīng)濟(jì)性）。同時，通過優(yōu)化焙燒溫度控制，降低氮氧化物負(fù)荷至150—200mg/m3，可有效減少氨水及高爐煤氣耗量[4]。

3.2 全流程精細(xì)化管理、優(yōu)化管控及提高崗位技能

（1）全流程精細(xì)化管理，統(tǒng)籌安排生產(chǎn)

從原料管控、造球、焙燒、電除塵、脫硫、脫硝至出口煙氣排放實施全流程管理，通過合理的管控機(jī)制，及時應(yīng)對生產(chǎn)變化。

（2）設(shè)立考核制度，發(fā)揮員工主觀能動性、提高崗位操作技能

設(shè)立以鈣硫比為主的考核制度，以鈣硫比為控制標(biāo)準(zhǔn)，從而提高石灰的利用率。崗位以考核制度為導(dǎo)向，發(fā)揮員工自身能動性，進(jìn)一步強化了操作水平。

3.3 降本增效方案實施期間運行消耗分析

2023年1—6月球團(tuán)脫硫脫硝系統(tǒng)主要消耗情況見表6。按SG 內(nèi)部結(jié)算價計算，電、高爐煤氣、生石灰、氨水四項共節(jié)省1.46 元/t 球團(tuán)礦，2023年1—6月降低成本約114 萬元，能耗上折算成標(biāo)煤的消耗共減少了0.854kgce/t 球團(tuán)礦，合667t 標(biāo)煤。

表6 2023年1-6月球團(tuán)脫硫脫硝系統(tǒng)主要消耗情況

4 結(jié)論與展望

運行成本是企業(yè)的生命線，秉承SG 管理理念，在對設(shè)備和工藝深入了解的基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)籌資源、優(yōu)化管理及操作，可以挖掘出降本空間。本方案階段性強化管理取得初步成效，在污染物出口排放指標(biāo)趨嚴(yán)的情況下，實現(xiàn)了半年降低成本約114 萬元、減少標(biāo)煤667t。

長期來看，工序整體成本依然有下降空間。通過進(jìn)一步精細(xì)化管理與規(guī)范操作、進(jìn)行關(guān)鍵部位的技改優(yōu)化等，有望進(jìn)一步提高設(shè)備運行效率、降低運行成本。