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烧结烟气脱硫新工艺

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烧结烟气脱硫新工艺

发布日期:2017-07-03 作者: 点击:

烧结烟气脱硫新工艺


    我国现有烧结机约1200多台,重点钢铁企业有600多台,现有260多台烧结机拥有脱硫设备,大多数烧结机还没有脱硫装置,钢铁工业“十二五”发展规划提出的吨钢二氧化硫排放量要由2010年的1.63kg/t降低到2015年的1.63kg/t以下,“十二五”期间累计要降低39%。

  我国钢铁行业在国民经济中占有举足轻重的地位,在为国民经济发展作出重大贡献的同时,也大量地消耗着国内外资源和能源,向钢铁企业周边环境排放大量的污染物。为推动钢铁行业实施清洁生产,持续减少能源和资源的消耗,减少污染物排放就成为紧迫的任务。所以,钢铁企业需加强对烧结烟气的综合治理。

  1.烧结烟气特点

  烧结混合料被点燃后,随台车运行,抽入的空气、固体燃料、含铁料、熔剂等发生了一系列物理化学变化,产生的含尘废气被排出,即形成了烧结烟气。它与环境含尘气体有着明显区别,主要特点:

  (1)烟气量大,每生产1吨烧结矿即产生3000~5000m3的烟气。

  (2)烟气温度较低,随工艺操作状况的变化温度一般在120~180℃。

  (3)烟气携带粉尘多,一般在80~120mg/m3。

  (4)含湿量大。为提高烧结混合料的透气性和导热性,混合料在烧结前必须加适量的水,所以烟气量的含湿量较大,一般在8%~10%,露点在65~80℃。

  (5)含有以SO2为主要成分的腐蚀性气体。在点火及烧结过程中,均产生一定量的SOx、NOx、HCI、HF、H2S等,遇水后形成酸,对环境造成污染。

  (6)烟气中氧含量高。由于烧结机在负压状况下操作,除了燃烧段消耗氧气,机头和冷却段都有大量空气进入,氧气消耗较少,导致烟气中O2浓度高达12%~17%。

  (7)SO2浓度较低,一般在1000~3000mg/m3,但由于烟气量大,排放总量大。

  2.SDA脱硫工艺原理

  SDA-Spray Drying Absorption(旋转喷雾干燥)脱硫工艺属于半干法脱硫工艺,该技术来源于丹麦Niro公司,自从2009年被引入国内冶金行业脱硫开始,至此已有20余套脱硫系统在运转或在建。

  烧结机原烟气由主抽风机出口烟道顶面垂直引出,送入旋转喷雾干燥(SDA)脱硫塔,与被雾化的石灰浆液接触,发生物理、化学反应,气体中的SO2等酸性其他被吸收净化。同时,部分与氧气发生氧化反应,使CaSO3转化为CaSO4。

  SO2被雾滴吸收:

  SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O

  部分SO2完成如下反应:

  SO2+1/2O2+Ca(OH)2→CaSO4+H2O

  与其他酸性物质(如SO3、HF、HCl)的反应:

  SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O

  2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+H2O

  2HF+Ca(OH)2→CaF2+H2O

  脱硫剂(生石灰粉)定量加入消化罐与生产水按照一定的比例混合,发生消化反应,配制成一定含固量的石灰浆液,石灰浆液经筛分装置后自流入浆液罐内贮存,石灰浆液灌中的石灰浆液根据原烟气SO2浓度由石灰浆液泵定量送入置于脱硫塔顶部的浆液顶罐,顶罐内浆液通过自流进入脱硫塔顶部雾化器,通过雾化器的高速旋转,石灰浆液被雾化成直径在30~80μm的雾滴,与进入脱硫塔内烧结烟气接触,与烟气中的SO2、SO3、HF、HCl等酸性气体发生酸碱中和反应,脱除酸性气体。由于石灰浆液为极细小的雾滴,增大了脱硫剂与SO2接触的比表面积(一般500m2/kg),反应极其迅速且有极高的脱除SO2效率。由于喷入塔内的石灰浆液是极细的雾滴,完成反应后的脱硫产物也为极细的颗粒,因此,完成反应的同时也即迅速干燥。

  脱硫并干燥的粉状颗粒随气流进入布袋除尘器进一步净化处理,通过布袋除尘器的截留将含尘烟气中的粉尘脱除,经过布袋除尘器截留下的脱硫灰产物收集在灰斗内,然后通过输灰设备输送至脱硫灰仓中中贮存,净烟气由增压风机抽引由原烟囱排入大气。除尘器除下粉尘定期外运。

  为了增加脱硫剂的利用率,增加了循环灰浆液系统,该系统是石灰制浆系统的一个补充系统,它是利用使用过的脱硫灰干粉再次进行混合制浆,制备的浆液供应至脱硫塔顶罐和新制备的消化浆液混合后进入雾化器喷雾脱硫。实践证明该系统对脱硫效率的提高和脱硫剂的循环高效利用作用巨大。贮存在脱硫灰仓内的脱硫副产物,经计量输送至循环灰浆液混合罐通过混合罐搅拌制备成一定浓度的循环灰浆液,制备好的循环灰浆液分两路通过振动筛过滤筛分后将合格浆液送至浆液储罐。浆液罐内的浆液通过浆液泵打到脱硫塔顶罐和石灰浆液制备及供给系统所制的新消化浆液进行混合后进入旋转雾化器参与喷雾脱硫反应。循环灰制浆系统可以根据每个工程的特点,综合考虑投资费用及运行成本,决定是否需要配置。

  布袋除尘器入口烟道上留有添加活性炭(或焦粉)接口,以备将来增建活性炭(或焦粉)注入装置可进一步脱除二恶英、Hg等有害物。

  3.系统工艺流程

  SDA脱硫工艺流程简单,主要有脱硫除尘系统,脱硫剂浆液制备及输送系统,脱硫灰输送、外排系统和公辅设施系统等。

  4.几种主流工艺的比较

  目前世界上已经开发出的烟气脱硫技术有200多种,主要分为湿法(石灰石-石膏法)、干法(循环流化床法)和半干法(旋转喷雾干燥法),三种不同脱硫工艺的比较。

  5.结论

  通过以上分析, SDA脱硫工艺具有对处理烟气适应能力强,能够在低负荷和满负荷之间任意运行,且适应速度快,能很好的适应和应对烧结突发状况,运行费用低、脱硫剂利用率高,占地面积小等特点,是烧结烟气脱硫一种新型脱硫工艺,适合在烧结烟气脱硫行业推广。

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