烧结球团烟气脱硫工艺概述

2016-08-08张进知

大科技 2016年7期

关键词：球团干法石灰石

张进知

（中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙 410007）

烧结球团烟气脱硫工艺概述

张进知

（中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙 410007）

烧结球团烟气能够造成严重的空气污染，其中最为主要的污染物有颗粒、NOx、二噁英、氟化物、氯化物及重金属等等。其中，硫化物占污染物总排放量的60%以上，是烧结球团烟气最为主要的污染物。对此，本文首先介绍了烧结球团烟气的特点，然后对典型烧球团结烟气脱硫技术进行了分析，最后根据实例详细探究了烧结球团烟气脱硫工艺。

烧结烟气；脱硫；应用

1 引言

社会各个行业的快速发展带来很多环境问题，随着国家对于环保要求越来越高，很多企业因为环境问题而被要求整改，出现严重的亏损。因此，对烧结球团烟气进行综合治理已经成为各个行业十分关注的问题，探究烧结球团烟气的综合治理技术刻不容缓。

2 烧结球团烟气的特点

烧结球团烟气指的是各种工业原料、燃料、熔剂的混合物在高温燃烧过程中所产生的含尘废气，含有大量的、种类较多的有害气体，具有以下特点：①烟气量巨大。每生产1t烧结矿，就会产生4000～6000m3的烟气。②含氧量、含水量较高。为了提高烧结混合料的透气性，在混合料烧结前，应该加入适量的水，提高烟气含水量。③烟气温度较高。烟气温度一般在120～180℃之间。④含有害气体。烟气中含有一定量的HCl、HF、SO2和NO2等等。⑤烟气粉尘浓度高。粉尘的主要成分是化合物，由于原料的不同，粉尘中可能含有微量重金属元素。⑥稳定性差。烧结工艺稳定性较差，因此烟气流量、温度、SO2等物质的浓度等会发生大频率变化。

3 典型烧球团结烟气脱硫技术

3.1 湿法脱硫技术

3.1.1 氨法

将氨水作为脱硫吸收剂，氨水可以进入吸收塔，并且与烟气充分接触并混合，烟气中的SO2能够和氨水发生反应，从而形成亚硫酸铵，然后发生氧化反应，生成硫酸铵溶液，通过离心机脱水以及干燥处理后，即可得到化学肥料硫酸铵。

3.1.2 石灰石-石膏法

石灰石-石膏法是目前应用最广泛和最成熟的脱硫工艺，主要是以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，从而除二氧化硫，反应产生亚硫酸钙通过强制氧化生成石膏，脱硫后的烟气从烟囱排放。

3.2 干法脱硫技术

3.2.1 MEROS法

MEROS方法是一种新型的干法脱硫技术，其脱硫剂为小苏打，即NaHCO3，通过逆流喷射系统，可以将NaHCO3喷入至烟道中；然后碳酸氢钠和烟气充分混合发生反应，在混合反应过程一直延续到后续除尘器。反应结束后，还需要将反应生成物以及没有完全发生反应的NaHCO3过滤除尘，经过过滤作用所剩下的灰尘大部分循环到袋式除尘器入口，然后再进行循环反应。该技术工艺简单，投资省，运行安全可靠，对烟气温度变化适应范围广，脱硫效率达到90%以上。但存在CO2排放问题。

3.2.2 活性焦吸附法

活性焦吸附法脱硫工艺一般分为三个过程：①烟气进入吸收塔，烟气中的SO2、O2和水蒸气吸附在活性焦的表面。②在活性焦表面活性点的催化作用下SO2被氧化成SO3。③SO3与水蒸气反应生成H2SO4，吸附在活性焦的表面。吸附饱和的活性焦需排出再生，同时补充新活性焦。该法是一项一体化的先进烟气净化技术，被广泛应用于很多国外企业中。

3.2.3 SDA工艺介绍

旋转喷雾干燥（SDA）烟气脱硫技术，于20世纪70年早期由丹麦Niro公司研制开发的，其脱硫过程是生石灰加水配置成含固率20～25%的石灰（Ca（OH）2）浆液，通过雾化器雾化成30～80μm的雾滴喷入吸收塔内，塔内石灰浆雾滴（吸收剂）瞬速吸收烟气中的SO2，达到脱除SO2及其他酸性介质的目的。同时，烧结机头废气热量瞬速干燥喷入塔内的液滴，形成干固体粉状料，由袋式除尘器捕集。针对烧结烟气的变化，只需简单的一个浆液调节阀自动调节给浆量，即可轻松实现自动跟踪烟气负荷变化，同时保证整个脱硫系统在干态下运行，温度大于酸露点温度15℃以上，避免系统结露。该工艺技术已成熟，脱硫工艺流程简单。

4 烧结球团烟气脱硫工艺实例

4.1 烧结球团脱硫工艺实例分析

本文将以某钢铁企业为研究实例，2004年10月建成投运的循环流化床半干法（ENS法），2011年12月建成气喷旋冲石灰石—石膏湿法（XPB法）。

4.2 工程应用

（1）循环流化床（ENS）烧结烟气脱硫干法工程应用：某大型钢铁企业265m烧结机脱硫，2004年10月正式投入运行；脱硫率为70～90%，SO2排放浓度为 300～600mg/m3。

（2）气喷旋冲（XPB）石灰石-石膏脱硫湿法工程应用：某大型钢铁企业2台265m烧结机脱硫，2011年l2月正式投入运行，脱硫率98%，SO2排放浓度小于等于30mg/m3。

4.3 技术特点分析

（1）XPB湿法

XPB湿法在实际应用中具有很多优点，不仅具有较高的脱硫效率，而且对于吸收剂可以使用廉价的石灰石泥饼。但是，XPB湿法在实际应用中也有一定的缺点，会造成严重的管道堵塞和磨损问题；对于设备、烟囱需要进行防腐处理，一般系统需要一年半安排一次大修；脱硫废水的成分比较复杂，处理难度高；烟气会存在二次污染，从烟囱中排出大量白烟，烟囱雨中一般含有大量的细微重金属颗粒和硫酸雾滴。

（2）ENS干法

ENS干法不仅能够脱除SO2，而且还可以脱除HF，HCl、重金属和细微颗粒物等等，而且系统的扩展性较好，可增加活性炭投加设施，有利于去除二噁英。但是，在实际应用中，ENS干法也有一定的缺陷，SO2的去除效率比较低；脱硫剂可以通过泵输送至吸收塔中，在此过程中固体颗粒会对管道造成磨损；系统对于保温性能的要求比较高，因此需要严格控制塔内水分，避免管道堵塞。

4.4 工程技术经济性分析

以某大型钢铁企业2台265m烧结机为例，技术经济比较结果见表1。

表1 工程技术经济性对比表

4.5 综合评价

XPB湿法和ENS干法两种工艺的综合评价如表2所示，通过综合评定得出，XPB湿法与ENS半干法相比，更加适用于烧结烟气脱硫工艺中。XPB法具有除氟效率高的特点，本文研究的烧结烟气中NOx的排放浓度在1150～320mg/m3之间，因此基本能够符合标准要求。在设计方面，可以在除尘器前预留活性炭投加装置，并且根据国家规定有效去除二噁英。