烧结烟气脱硫工艺研究

2024-09-27

烧结烟气脱硫工艺研究（精选7篇）

烧结烟气脱硫工艺研究篇1

钢铁行业所产生的二氧化硫量仅次于煤电行业, 尤其是烧结球团工序的二氧化硫排放量占到了钢铁企业排放总量的40%以上。因此, 如何有效地控制烧结球团工序的二氧化硫排放是钢铁企业必须认真面对并解决的重要问题。“十二五”期间国家将重点整治环境污染, 对于钢铁企业来说有必要从长远考虑选择适合自己的烧结球团烟气脱硫工艺。

1 烧结球团烟气脱硫工艺的选择

1.1 工艺要求

烧结球团烟气脱硫投资较大, 对设备和人员技术能力的要求都比较严格。我国钢铁企业在烧结球团烟气脱硫方面不适合完全引入国外烧结脱硫的技术路线, 在烧结球团烟气脱硫工艺路线选择上需要依照以下几点要求: (1) 技术必须成熟。如果技术不成熟对于烧结机工况不熟悉, 会导致烧结脱硫装置的不稳定运行, 很可能发生操作失误等安全事故, 给企业生产带来严重影响。 (2) 运营成本要低。对于烧结球团烟气脱硫工艺的使用必须考虑一次性投资和运行成本, 否则将会使得工程耗费的资金过大, 影响企业运营。 (3) 空间布置灵活。烧结球团烟气脱硫设施设备要尽量少占地, 要设计烧结工艺系统时要考虑预留烧结脱硫场地, 从而能够在必要时对现场工地进行灵活地布置。 (4) 综合利用价值要高。对于副产物的排放量以及副产物处置的费用要尽量低, 提高综合利用价值。 (5) 工艺具有可扩展性。从国家对烧结球团烟气脱硫工艺不断提高的要求标准来说, 结合烧结烟气多组分污染物特点, 要求脱硫工艺必须有很强的可扩展性。

1.2 工艺种类及特点

1.2.1 湿法工艺

烧结球团烟气脱硫湿法工艺种类主要包括石灰石—石膏湿法、钠碱法、双碱法、离子液湿法、硫铵湿法、氧化镁湿法等。

工艺特点:脱硫效率较高且比较稳定, 对排放浓度的控制达标, 工艺可操作性和可靠性较强, 成熟程度高。脱硫副产物能够迅速处理和利用, 对脱硫剂品质要求不严格, 价格不高。但是工艺投资特别大且运营成本过高, 占地面积大, 需要对脱硫产生的废水进行处理, 容易发生磨损、堵塞、泄露、腐蚀问题。另外, 湿法工艺排烟稳定低不利于烟气抬升扩散排放, 从而对烟囱造成严重的腐蚀。

1.2.2 干法工艺

烧结球团烟气脱硫干法工艺主要包括活性焦吸附干法、LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺、GSCA双循环流化床干法等。

工艺特点:目前我国烧结球团烟气脱硫主要采用的是干法工艺, 脱硫效率和运行成本都比较理想。尤其是LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺对烧结烟气二氧化硫浓度波动和烧结烟气量波动具有良好的适应能力, 由于吸收塔反应器多位空塔结构, 因而维护比较简便。同时LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺具有协同脱除多组分污染物的能力, 脱硫系统性能指标高, 污染物排放浓度低, 不存在废水及二次污染, 并且脱硫副产物为干粉态易于保存和运输, 综合利用价值较高。

1.2.3 半干法工艺

烧结球团烟气脱硫半干法工艺主要包括NID烟道循环法、密相干塔法、ENS法、LEC法、SDA旋转喷雾法等。

工艺特点:技术易操作, 运行和维护管理比较简便, 占地面积小, 总图布置容易实施, 对防腐要求不高且不会产生废水, 脱硫效率较高, 但是脱硫副产物综合利用价值较低, 对脱硫剂的利用率较低, 工艺运行和适应能力不强。

2 目前我国烧结球团烟气脱硫存在的问题

从我国钢铁企业烧结球团烟气脱硫装置来看, 使用效果不太理想, 有的企业甚至存在严重的二次污染情况。现阶段, 烧结球团烟气脱硫工艺仍然不成熟, 许多承揽公司经验不足, 各项工艺要求指标不合格, 即便是采用理论上成熟的工艺技术, 但是还是没有真正掌握核心技术和操作细节, 在工序实施中往往出现诸多问题。再者, 我国钢铁企业没有充分地对国际烧结烟气脱硫市场进行调研, 就盲目地引进国外先进工艺或者重复引进一些并不先进的脱硫工艺, 使得我国烧结球团烟气脱硫总体效果不理想, 许多已建成的项目都无法正常运行。

3 我国烧结球团烟气脱硫的发展建议

(1) 从环保的角度将烧结球团烟气脱硫适宜选择干法或者半干法工艺, 尤其是采用先进的LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺能实现多组分污染物协同净化效果, 大大减少对环境的污染, 并且该技术在国外和国内大型钢铁企业已经有了成功运用的经历。 (2) 目前我国许多钢铁企业在烧结球团烟气脱硫设施托运后仍然出现效率不高、运行不稳等问题, 这主要不是技术原因, 主要是企业运行管理控制存在漏洞。所以, 除了选择正确的脱硫工艺, 掌握技术核心和细节以外, 还需要加强企业的管控水平。

总之, 现阶段我国烟气脱硫工艺使用还比较混乱。钢铁企业在选择烧结球团烟气脱硫工艺时要结合自身实际, 依照国家提出的新标准, 合理选择适合自己烧结球团烟气脱硫工艺。

参考文献

[1]曲余玲, 毛艳丽, 张东丽.烧结烟气脱硫技术应用现状及发展趋势[J].冶金能源, 2010 (06) .

[2]马海成.浅述钢铁行业烧结烟气脱硫现状及建议[J].科技与企业, 2013 (18) .

烧结烟气脱硫工艺研究篇2

烧结烟气脱硫技术探讨

摘要：介绍了现有烧结烟气脱硫技术,并对技术现状进行了分析.在此基础上提出了烧结烟气脱硫技术的选定原则,探讨了未来烧结烟气脱硫技术的发展方向.作者：黄东生王荣恩汤楚贵作者单位：山东省冶金设计院有限责任公司,济南,250014期刊：烧结球团 PKU Journal：SINTERING AND PELLETIZING年，卷(期)：2008,33(3)分类号：X7关键词：烟气脱硫烧结烟气

半干法烧结烟气脱硫工艺技术分析篇3

一、烧结烟气脱硫工艺技术的发展阶段与发展趋势

到目前为止, 世界上的烟气脱硫工艺技术经历了3个发展阶段:

第一个阶段:上世纪70年代, 石灰石湿法脱硫工艺技术为第一代脱硫工艺

第二个阶段:到80年代, 出现了干法与半干法的第二代脱硫工艺, 其中的各种工艺技术大多使用以石灰、消石灰为主的钙基吸收剂。随着工艺技术的不断改进与完善, 烧结烟气脱硫设备的使用率逐步提升, 可高达97%, 脱硫率可达到70%~95%, 比较适合工业生产中的中小锅炉。

第三个阶段:到90年代, 逐渐发展为湿法、干法与半干法等工艺同步发展的第三代烧结烟气脱硫工艺技术。

随着工艺技术的不断进步, 烧结烟气脱硫工艺技术呈现“湿法脱硫逐渐被干法脱硫所取代”发展趋势。以石灰石作为代表的传统湿法脱硫工艺正在被半干法、干法技术或新的湿法技术所取代。

编者通过对不同的烧结烟气脱硫工艺技术进行分析研究, 发现: (1) 湿法脱硫的工艺技术占地面积比较大, 而大部分已建烧机器的工厂或企业在规划中并没有预留脱硫的场地, 所以该技术不适合已有烧结机的工厂与企业。同时湿法脱硫设备的成本与维护费用较高, 耗水量比干法工艺大出20%以上, 这极其不利于降低脱硫成本与钢铁生产中的吨钢耗水。再有, 湿法工艺也会在运行中出现废水废气, 必须要有相应的处理设备, 这又会增加企业的场地与运营成本。 (2) 除却投资与运营费用以外, 活性炭是较为理想的一种的烧结烟气脱硫工艺技术的材料, 但是巨大的投资与运营成本, 使其不适合当前我国大型铁厂烧结烟气脱硫工艺的现状。根据对国外的相关发展历程来看, 我国在未来15年内不太可能大规模实施该技术。 (3) 干法、半干法的脱硫工艺克服了上述两点中的投资与运营成本大、占地广的缺点, 极其适合已有烧结机的工业企业, 同时又有节能减排的潜力, 符合我国当前脱硫工艺技术与工业企业发展的现状。

二、半干法烧结烟气脱硫工艺技术的基本流程

工业企业在烧结中产生的烟气要先通过大烟道进行电除尘, 并从烧结机的主抽风机排出, 然后将烟气抽入到脱硫塔中, 酸性烟气与相应的脱硫材料与试剂进行反应, 脱去烟气中的硫化物。在酸性气体与脱硫材料进行反映时, 由于烟气的高温作用, 使其中的水分蒸发, 并产生干态的副产物, 使脱硫塔内壁保持清洁且没有沉积物, 为避免出口使烟气的温度太低, 而造成硫塔内的固态循环物发生粘合, 所以通过调节喷水量来控制最佳出口烟温, 保证在达到脱硫效果的同时, 使设备正常安全运行。经过脱硫的烟气进入脱硫塔后部的除尘器进行除尘, 然后再利用出口挡板与增压风机将脱硫剂的副产物截留、烟气排除, 并通过相应设备将处理后脱硫副产物送回脱硫塔再次参与脱硫工序, 最大限度的利用脱硫剂与相关材料, 同时将多余的脱硫副产物排除脱硫系统, 等待外运进行专业处理。

三、半干法烧结烟气脱硫操作的改良建议

当前工业企业现有的脱硫工艺技术出现的主要问题表现在运行的脱硫系统无法适应烧结生产中的变化与波动, 造成运营成本高、脱硫后烟温不稳定、烟灰输送系统堵塞、脱硫效率低下等情况, 所以在日后的改进方向就是调整与改善烧结机的生产过程, 使其与脱硫系统形成有效的衔接与配合。编者认为应该下述几个方面进行改进工作:

(1) 对烧结机抽风系统进行持续的漏风率治理, 降低烟气的含氧量, 尽可能的改善脱硫系统的效率与保证系统安全有效的运行。

(2) 采取先进的工艺技术提高烟气量与烟温的稳定性, 有效降低烟气量与烟温波动, 将烟温波动尽可能控制在10℃以内, 将烟气量小时波动值尽可能的控制在100km2以内。

(3) 要对烧结材料的配比研究实验, 进行长期的原料规划设计, 提高烧结原料中硫含量的稳定性, 尽可能的将其控制在工业企业的相关设计范围内。

(4) 改良生产操作过程, 稳定生产工艺, 尽可能的减少外围各工序波动对脱硫系统的影响。

(5) 进行烧结烟气的除尘工艺研究, 提高除尘效率与净化程度, 降低系统的复合, 保证系统的安全有效运行。

(6) 进行烧结抽风机的变频调速技术更新, 降低系统烟气处理量, 有效的降低系统的运行成本。

(7) 加大对职能系统的研究与开发, 实现烧结生产与烟气脱硫的智能联动, 提高系统的运行效率, 提升烟气脱硫效果。

结语

半干法烧结烟气脱硫工艺技术正在不断的改进与成熟, 一方面需要相关工作者从实际的工作中得到灵感, 进行相应的技术研发与革新, 尽快实现脱硫工艺与烧结生产的最佳配合;另一方面还需要国家给予相应的政策支持, 鼓励企业与相关人员进行制度与技术的大胆创新。同时, 还应该进行跨行业的技术交流, 推动材料的的循环开发利用, 实现污染物的零排放。只有这样才会使相关工业企业的脱硫项目实现成效, 才能保障生态环境的改善与国家可持续发展理念的落实。

参考文献

[1]李强, 杨晓岗.半干法烧结烟气脱硫工艺技术分析[J].山西冶金, 2008, 31 (05) :1-4, 20.

燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自控研究篇4

摘要：文章对燃煤锅炉烟气脱硫工艺的主要类型进行了分析，根据所使用脱硫剂类型的不同，介绍了相应工艺方案的优势与局限，并重点从自动控制的角度入手，分析燃煤锅炉烟气脱硫工艺自动控制系统的设计与实现方案，望引起关注。

关键词：燃煤锅炉;工艺技术;自动控制;烟气脱硫

当前整个社会正面临着非常严重的环境污染问题，由环境污染所带来的一系列危害受到了各方人员的关注与重视，并已经对经济持续发展产生了不利影响。其中，酸雨作为危及人体健康，产生严重社会影响的环境问题之一，与人类工业化生产中所使用的煤、石油等燃料有密切关系，这些燃料经过充分燃烧所产生的硫氧化物以及氮氧化物成分在大气中经过复杂的化学反应，并被雨、雪吸收，降落至地面即形成酸雨。由此可见，为了最大限度的减少酸及其所带来的危害，针对燃煤锅炉而言，需要通过实施烟气脱硫工艺的方式，最大限度的减少硫氧化物的排放。本文即就燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自动控制方面的问题进行探讨。

1、燃煤锅炉烟气脱硫工艺分析

燃气脱硫是当前在工业领域中脱除硫氧化物作为有效的一项工艺技术，应用范围非常广泛，且脱除效率理想，故得到了非常深入的应用。目前，国内外对烟气脱硫技术的发展趋势主要为更高的脱硫效率、更先进的技术水平、更小的投资力度，更少的占地面积，更低的运行费用，更高的自动化水平。具体而言，当前烟气脱硫工艺的应用主要有以下几种类型：

第一是湿式钙基脱硫工艺，此项工艺是以钙基作为脱硫剂的烟气脱硫技术，在实际应用中，本工艺具有技术经验成熟，可行性高，资源丰富(以石灰石为主)，成本低廉，脱硫效率高，对煤种以及负荷变化适应性好的优势，但其结构比较复杂，占地面积较大，初始投资费用较高，且脱硫工艺实施中以脱硫石膏为主要副产品，容易对环境造成二次污染。

第二是湿法钠基脱硫工艺，此项工艺所使用的脱硫剂为钠基成分，具有非常强的践行，因此在吸收燃煤锅炉速哦产生二氧化硫后反应产物的溶解度高，不会出现过饱和结晶成分，但其运行费用较高是导致该工艺现阶段难以广泛推行的主要局限。

2、烟气脱硫工艺自控设计分析

本系统实现烟气脱硫的主要过程为：废液罐(碱罐)中的碱液成分通过加碱泵的操作传输至调节罐中，经过搅拌机充分搅拌并与水形成混合反应，产生具有一定浓度的碱液。这部分碱液通过喷液泵的操作经过加压处理后传输至喷嘴内，在此基础之上通过压缩空气进行雾化处理，喷入捕集进化器筒内，使其与锅炉烟气充分混合，在接触与传质的处理后实现对二氧化硫成分的吸收。

在构建烟气脱硫工艺自动控制系统的过程当中，本工艺废液罐(碱罐)均设置有专门的液位显示计，液位显示计能够将所监测到的液位信号传输至液位仪内，使液位水平在操作终端得以直观的显示。同时，该信号能够被同步传输至继电器工作单元内，当废液罐(碱罐)内部液位达到极限水平后，继电器单元自动转入动作状态，使罐底电磁阀转入开启状态，进而送出碱液，直至液位达到最低水平后电磁阀可自动关闭。在这一过程当中，罐继电器单元可同时接收到相应的信号，若碱液液位不在低位状态，则打开罐底的电磁阀送出碱液，当废液罐中碱液到达高位时，自动关闭碱罐底部的电磁阀，同时打开废液罐电磁阀，恢复由废液罐供碱。所供应碱液通过加碱泵处理后传输至调节罐内并与水进行混合反应。调节罐内所设置的PH探头能够对内部碱液浓度进行检测，检测中所生成的信号传输至PH计中，通过信号转数字的方式加以直观显示。进一步可将检测信号调整为电流(电流大小在4.0mA～20.0mA范围内)形式传输至PID调节仪表当中，将其与给定信号进行比较，最后传输变频器中，实现对加碱泵以及加碱液速度的.调节控制。

除此以外，整个烟气脱硫工艺系统中还可以应用浮球开关对自来水进水阀进行控制，进而实现对调节罐液位的自动控制。还需要注意的一点是：当调节罐液位<电子液位计最低限位时，相应的信号则被传输至PLC中，系统整体执行停机动作。

1)软件界面设计：本工艺系统自动控制的实现应用PLC完成，所涉及到的主要控制对象包括以下几个方面，1)对加碱泵启停动作切换的控制;2)对喷液泵启动动作切换的控制;3)对两套泵互锁功能的控制;4)对喷液压力显示功能的控制;5)对电磁阀操作功能的控制。以上控制功能以及操作的实现均搭建在PLC人机界面的基础之上完成。

2)设备选型：本工艺系统自动化控制所使用环境相对比较恶劣，因此设备选型中应当尽可能的选择质量可靠且性能优良的品牌产品。具体选型如下：1)变频器选型为FVR-E93，生产厂家为日本FUJI;2)液位计选型为PXW7BEY2，生产厂家为日本FUJI;3)可编程控制器选型为DVP-20EX，生产厂家为台湾台达;4)可编程控制器人机操作界面选型为DVP-20XP，生产厂家为日本FUJI;5)PH计选型为P33AINN，生产厂家为德国BURKERT;6)电磁阀选型为1067，生产厂家为德国BURKERT。

3、结束语

在现代工业化进程的背景作用之下，人类生存环境受到了非常严峻的挑战，酸雨作为影响社会环境可持续发展的关键问题之一，解决此问题的首要途径是控硫氧化物的排放。因此，燃煤锅炉烟气脱硫工艺的应用有着非常深入的现实意义与价值。本研究中将烟气脱硫工艺应用于燃煤锅炉中，并针对烟气脱硫工艺的控制要点进行了分析与阐述，值得引起重视。

参考文献：

[1]曹媛，王娟，钟秦等.微生物烟气脱硫工艺中硫化物生物氧化与回收单质硫的研究[J].中国电机工程学报，，31(29)：48-54.

[2]张利琴，李凌昇，谢明等.火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺过程监控[J].山西化工，，35(2)：82-84.

烧结烟气脱硫工艺研究篇5

我国钢铁企业SO2年排放量超过110万吨,其中70%以上来自于烧结烟气。目前国内应用最多的脱硫技术是石灰石—石膏法,但是此种脱硫技术不但存在一定缺陷,而且随着大量使用,一方面消耗了大量石灰石资源,另一方面脱硫产物的利用率很低,造成大量副产物堆积,占用宝贵的土地资源。因此从资源综合利用角度采用废弃的钢渣为吸收剂代替石灰石,可以减少CO2排放,节约石灰石资源,做到以废治废,同时也可解决脱硫渣的资源化利用问题。

考虑钢渣法烧结烟气脱硫石膏的特殊化学成分,为将其资源化,本文在试验室研究其作水泥缓凝剂的可行性。

1 试验材料

试验主要原材料为唐山市德龙钢铁有限公司现场取得的钢渣法烧结烟气脱硫石膏(简称钢渣脱硫石膏)、华润电厂脱硫石膏、天然石膏、冀东水泥唐山分公司熟料,以及试验室配制的改性剂(配方由宁波太极环保设备有限公司提供,其中钢渣∶水=15∶85)。各原料化学成分见表1。

2 试验方法

2.1 钢渣脱硫石膏的改性方法

钢渣脱硫石膏的p H值为6,呈弱酸性,为使其能更好地应用于水泥中,可以利用原状钢渣对其进行中和处理,使其p H值显碱性,处理结果见表2。

将掺入改性剂的脱硫石膏,静置4h后,用抽滤泵抽滤,然后分别在35℃下晾晒至恒重。

2.2 不同石膏对水泥物理性能的影响

通过将两种钢渣脱硫石膏、天然石膏、电厂脱硫石膏和熟料按要求(比表面积控制350m2/kg±10m2/kg,SO3控制2.3%±0.2%)用试验小磨磨制成硅酸盐水泥,根据GB/T21371—2008《用于水泥中的工业副产石膏》对比钢渣脱硫石膏、天然石膏和电厂脱硫石膏磨制样品对水泥物理性能的影响。

3 试验结果及分析

掺加不同种类石膏作缓凝剂的水泥物理性能检验结果见表3。

对比表3钢渣脱硫石膏、天然石膏、电厂脱硫石膏对水泥性能的影响发现,掺入原状及改性后的钢渣烟气脱硫石膏的水泥性能差别不大,全部符合GB/T21371—2008《用于水泥中的工业副产石膏》的要求。所以原状钢渣脱硫石膏可作为缓凝剂直接用于水泥生产中。

4 结论

采用钢渣法烧结烟气脱硫石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂,是完全可行的,既符合环保和国家节能减排的政策要求,又为水泥厂带来可观的经济效益,同时解决了钢厂脱硫石膏的处理难题。

摘要：通过实验室小磨试验,研究了用钢渣法烧结烟气脱硫石膏作水泥缓凝剂对水泥性能的影响,并与天然石膏及电厂脱硫石膏进行了对比。结果表明,钢渣法烧结烟气脱硫石膏符合GB/T21371—2008要求,可用作水泥缓凝剂。

关键词：钢渣,烟气脱硫石膏,水泥缓凝剂

参考文献

[1]史汉祥,史跃展,刘常胜,等.钢渣法烧结烟气脱硫技术及工程应用[C]//2011年全国烧结烟气脱硫技术交流会文集,2011:249-265.

[2]朱复东.滤泡吸收式钢渣法烧结烟气脱硫技术研究[J].煤质技术,2010(9):8-11.

[3]石磊.浅谈钢渣的处理与综合利用[J].中国资源综合利用,2011(3):29-32.

烧结烟气脱硫工艺研究篇6

由于巨大的技术风险和较高的资金投入, 钢铁业的烧结烟气脱硫一直是我国节能减排工程的重点、难点, 占到整个钢铁业二氧化硫排量近80%的烧结机为“大污染源头”, 长期以来并未得到较好治理。在“十二五”期间, 怎样降低脱硫的技术成本、建立起脱硫长久运营机制, 从根本上节制含硫烟气排放, 这些是钢铁行业烧结机烟气脱硫的关键。

1 钢铁行业烧结烟气二氧化硫污染状况

目前, 钢铁行业二氧化硫主要由烧结球团烟气产生, 烧结球团烟气产生的二氧化硫占钢铁企业排放总量70%以上, 个别企业达到90%左右 (不含燃煤自备电厂产生的二氧化硫) 。

2 烧结烟气的特点

我国钢铁行业烧结烟气成分复杂, 波动性较大, 具有以下特点:一是烟气量大, 一吨烧结矿产生烟气在4000-6000m3;二是二氧化硫浓度变化大, 范围在400-5000mg/Nm3之间;三是温度变化大, 一般为80℃到180℃;四是流量变化大, 变化幅度高达40%以上;五是水分含量大且不稳定, 一般为10-13%;六是含氧量高, 一般为15~18%;七是含有多种污染成分, 除含有二氧化硫、粉尘外, 还含有重金属、二恶英类、氮氧化物等。这些特点都在一定程度上增加了钢铁烧结烟气二氧化硫治理的难度。

3 存在的主要问题

3.1 缺乏成熟的烧结脱硫技术。

目前已投入运行的烧结烟气脱硫装置采用的脱硫工艺主要有循环流化床法、氨-硫铵法、密相干塔法、石灰石-石膏法等, 这些工艺在我国处于研发和试用阶段, 实际脱硫效果, 有待进一步验证和评估。

3.2 副产物利用途径少。

彻底解决烧结烟气污染问题, 不但要实现烟气高效脱硫, 还要解决副产物的有效利用问题。由于烧结烟气脱硫产生的副产物成分复杂, 目前还缺乏有效的利用途径。

3.3 脱硫装置投资大、运行费用高。

烧结脱硫装置投资约占烧结机投资的20%~50%, 吨烧结矿脱硫运行成本5~14元。投资大、运行成本高是制约安装脱硫装置的重要因素。

3.4 有效监管不够。

大多数钢铁企业没有安装烧结烟气在线监测设备, 对钢铁企业烧结排放二氧化硫的监管主要采用间断的监测方式, 无法对排放二氧化硫浓度及总量准确监控。

4 烧结烟气脱硫方法

烧结烟气脱硫的主要方法有湿法、半干法、活性焦吸附等几种, 其中湿法主要又分为石灰石-石膏法、氨-硫铵法、海水脱硫法、镁法、钠法等;半干法又分为循环流化床法、密相干塔、旋转喷雾法、NID法等几种;活性焦吸附法是一种干法脱硫技术, 在脱硫的同时可实现脱硝、脱二恶英、重金属及粉尘等。

4.1 循环流化床法

在流化床中将石灰粉按一定的比例加入烟气中, 使石灰粉在烟气中处于流化状态反复反应生成亚硫酸钙。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂。

优势:系统阻力低, 水耗、电耗小、运行费用相对较低;吸收塔占地面积小, 不需要考虑防腐, 投资相对较小。

劣势:脱硫效率相对低于湿法脱硫工艺;脱硫副产物成分复杂, 特别是脱硫灰中的亚硫酸钙含量过高不好利用, 基本采用抛弃、堆存处理。

4.2 活性焦吸附法

脱硫用的活性焦是以煤为原料生产的直径8~10mm的柱状活性焦, 活性焦烟气脱硫技术的实质是用煤治理燃煤造成的污染。

靠活性焦表面孔隙吸附, 副产物是硫酸或硫磺等。

优势:脱硫过程不消耗水;活性焦可再生后重复利用;副产物为硫酸或硫磺等, 无二次污染;脱硫效率高, 环保效益好;综合运行成本低;脱硫同时可实现脱硝、脱二恶英、重金属及粉尘等。

劣势:有一定的硫回收条件;不适合低浓度烟气;投资及运行费用高, 投资比一般脱硫工艺高5~6倍。

4.3 氨-硫铵法

脱硫剂是液氨或浓氨水, 副产物是硫铵。优势:反应速度快, 吸收剂利用率高, 脱硫效率高 (90%~98%) ;副产物硫酸铵市场容量大;系统阻力小, 电耗低, 可利用原烟气系统风机, 占地面积相对较小。

劣势:系统需重防腐;作为吸收剂的氨价格较高, 影响脱硫成本;不能去除及重金属、二恶英等多种污染物。

4.4 石灰石-石膏法

石灰石-石膏法是技术成熟、运行状况稳定的脱硫工艺, 但由于其副产物石膏在我国没有销路, 被迫废弃, 造成二次污染, 投资和运行成本太高。

4.5 海水脱硫法

海水脱硫的技术优势是可直接使用丰富的海水作为脱硫剂, 不消耗淡水资源和其他脱硫剂;同时不产生废弃物, 经处理后的海水可以返回大海。最终生产稳定的硫酸盐, 调节脱硫溶液的p H值后, 可直接排入大海。

优势:工艺流程相对简单、设备集中、占地少, 基建投资较低;脱硫剂为天然海水, 且过程中不产生额外副产品, 没有固体副产品排放;节约淡水资源、耗电量较低、系统维护量小, 投资和运行费用较低;建设周期短。

劣势:只适合中、低浓度SO2烟气, 烟气中SO2浓度超过1500mg/m3时, 脱硫效率将降低到85%左右;只能在沿海地区建设;运行成本较高。

4.6 氧化镁法

镁法烟气脱硫技术是用氧化镁作为脱硫剂, 氧化镁与水反应生成氢氧化镁, 再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应, 反应生成亚硫酸镁和硫酸镁, 亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。副产品为硫酸镁或亚硫酸镁。

优势:副产品再利用价值高;脱硫效率高, 脱硫剂消耗量少, 能耗低;运行和维护费用低。

劣势:投资较高;适用范围有限。

5 结论

5.1 钢铁企业选择烧结烟气脱硫应综合考

虑技术的优劣势、投资、运行成本、脱硫装置布置、副产物的综合利用、脱硫剂的来源和风险等因素, 并进行技术经济综合比选, 通过比较, 并结合企业的具体情况, 合理、慎重地选择烧结烟气脱硫工艺。

5.2 结合国内外烧结烟气脱硫实践和日益

严格的环保要求 (需具备脱硫、脱硝、脱二恶英和脱重金属等功能) , 目前国内较有发展前景的脱硫工艺以干法为主, 活性焦烟气脱硫技术有望成为未来烧结烟气脱硫的发展方向。

5.3 循环流化床等干法脱硫具有耗水、耗电

量小, 占地面积小和运行费用低等优点, 适合于我国缺水地区等内陆型钢铁企业和缺少建设场地的老旧烧结改造。

5.4 活性焦干法具有脱硫、脱硝和脱二恶英等功能, 副产物可再生利用。

应鼓励开发具有自主知识产权的技术, 降低投资和运行费用。

5.5 氨-硫铵法可利用焦化氨源“以废制

废”, 降低运行成本, 适合于配备焦化厂的大型钢铁联合企业建设。但由于烧结烟气中含有重金属和二恶英等污染物, 给氨法脱硫副产物硫铵能否用于化肥生产带来了一定的不确定性。

5.6 采用石灰石-石膏法, 应充分考虑国情和脱硫副产物石膏的资源化利用技术。

5.7 海水脱硫技术受地域影响较大, 沿海钢铁厂可考虑海水脱硫技术的可行性。

参考文献

[1]单尚华, 李春风.加快实施烧结烟气脱硫促进区域环境改善[J].冶金经济与管理, 2006 (4) :10-14.

烧结烟气脱硫工艺研究篇7

1 烧结烟气的特点

就脱硫除尘技术难度而言,烧结气的特点是排放量大、含湿量较大、SO2浓度低,脱除其中的SO2并使最终粉尘排放浓度达到50毫克/Nm3以下,其难度比一般工业废气脱硫除尘高得多[1]。

2 烧结烟气脱硫技术选择

目前可用于烧结烟气脱硫的技术主要有石灰石(石灰)-石膏法、循环流化床法、钢渣石膏法、氨-硫铵法、双碱法、活性焦吸附法、电子束法等。湿法系统复杂、投资大、占地面积大,同时存在二次污染问题;干法相对系统简单、投资小、占地面积小,无二次污染。虽然脱硫效率较湿法稍低,但能满足环保要求。

某钢铁集团公司230m2烧结机,其烟气量为1380000m3/h,SO2浓度最大为1500mg/m3,属于改造项目,可用的场地较小,这就要求采用的烟气脱硫装置必须脱硫效率高、占地面积小。根据其实际情况和要求,我公司对目前的烧结脱硫技术做了详尽的比较,认为循环流化床烟气脱硫技术能较好的满足以上要求。

3 循环流化床烧结烟气脱硫技术介绍

3.1 工艺原理及工艺过程

循环流化床干法烟气脱硫技术是以循环流化床原理为基础,通过脱硫剂的多次再循环,使脱硫剂与烟气接触时间增加,一般可达30分钟以上,从而大大提高了脱硫效率和脱硫剂的利用率[2]。它不但流程简单、占地少、投资小以及副产品可以综合利用等,而且,还能在较低的钙硫比(Ca/S=12～1.4)条件下,达到90%以上的脱硫效率[2]。因此,循环流化床烟气脱硫技术是一种适合我国国情的脱硫技术,它不仅适合大型烧结机,而且对中小型烧结机的SO2污染治理也是一种理想的方法。

循环流化床干法烟气脱硫技术的主要工艺流程如图1所示。

来自烧结风机的烟气,通过烟道进入脱硫塔底部入口,经文丘里管进入脱硫塔。在文丘里管的上端,工艺水经压缩空气雾化喷入脱硫塔,使烟气降温至最佳脱硫反应温度区间。与此同时,循环灰和脱硫剂从脱硫塔底部的一侧加入脱硫塔。循环灰及脱硫剂以固体颗粒的形式循环流动,脱硫剂具有非常大的反应表面,并产生高度返混,同时在脱硫塔内形成内循环,塔内局部钙硫比远大于宏观钙硫比,脱硫剂Ca(OH)2与SO2反应生成固态CaSO3和CaSO4,将SO2脱除。

烟气温度降至75℃左右,离开脱硫塔进入布袋除尘器,在此将循环灰分离出来。循环灰通过物料分配阀经空气斜槽被再次送入脱硫塔。脱硫剂经计量装置送至空气斜槽,与循环灰混合后一起送入脱硫塔。

3.2 脱硫系统设备

系统设备主要有循环流化床脱硫塔、布袋除尘器和增压风机。

根据化学反应特性,脱硫塔下部设计成文丘里状,由收缩段及扩张段组成,两段结合处称为喉部。烟气在其中流动时流速先增大后减小,从而使得气流的紊流程度加剧。另外,新的脱硫剂、增湿水及从循环装置返回的循环物料均从该部分加入,加剧了紊流的程度、提高了烟气与颗粒之间传质传热速率,从而使得气、固之间接触充分,有利于反应的充分进行。

循环流化床脱硫塔的设计,首先根据处理烟气量,确定气体流速及脱硫塔的直径,选择的气体流速必须满足快速流态化的要求,同时又能保证过程中必需的气、固接触时间;然后依据停留时间确定脱硫塔的高度。脱硫塔内进行的反应是化学反应,需要根据脱硫剂的失活特性确定合适的颗粒循环倍率,以保证新鲜脱硫剂的及时补入和已失活的脱硫剂的及时移出。在实际设计时,颗粒循环倍率应保证脱硫塔内压降处于给定的范围内。

3.3 主要性能参数分析

1)Ca/s

从脱硫的角度考虑,所有性能参数中,Ca/S的影响最大。理论上脱除1mol的S需要1mol的Ca,但在实际脱硫塔中,为保证一定的脱硫效率,一般需要适当增加脱硫剂的量。宏观Ca/s比指的就是实际运行中,Ca与S的摩尔比。在其它条件不变时,随着Ca/S比的增大,系统脱硫效率升高。Ca/S比增加意味着脱硫剂加入量的增加,脱硫剂的有效成分浓度增大,使系统脱硫效率提高。另外,Ca/S比较低时,增加Ca/S比,系统脱硫效率增幅较大,而Ca/S比过高时,系统脱硫效率增幅较小,所以在实际操作中应根据经济性和环保性,应控制合理的Ca/S。

2)增湿降温水量

增湿降温水具有两方面的作用,一是增湿,使气固反应变成气液反应,增大反应速率;二是降温,使脱硫塔内的温度保持在脱硫反应的最佳反应温度区间。在其它条件不变时,随着增湿降温水量的增加,系统的脱硫效率明显升高,当增湿降温水量增加到一定程度后,随着水量的增加,脱硫效率的上升幅度渐渐变小。增湿降温水量过大,会造成烟气温度过低,对系统的安全运行造成影响。所以,在实际运行中,应根据脱硫效率和安全性的要求,控制合理的增湿降温水量。

3)塔内颗粒浓度

循环流化床内固体颗粒浓度是保证脱硫塔良好运行的重要参数,在其它条件不变时,提高塔内颗粒浓度,系统脱硫率也随着升高。但塔内颗粒浓度越大,系统运行阻力也越大,系统投资及运行成本相应增加。脱硫塔内固体颗粒浓度通过沿床层高度底部和顶部的压差△P来表示。床的压力损失越大,表示塔内颗粒浓度越大。因而实际运行中,根据沿床层高度方向底部和顶部的压差△P来控制进入脱硫塔的脱硫灰返料量,将△P控制在一定范围内,从而保证床内必需的固/气比,使脱硫塔始终处于良好的运行工况。

3.4 独特的优点

1)塔内没有任何运动部件,磨损小,设备使用寿命长,维护量小;

2)过程控制简单,只有三个控制回路,就可实现对整个系统的控制;

3)多个文丘里装置入口结构,降低了脱硫塔的高度;提高循环流化床入口段气固流动均匀度,增强脱硫反应效果;

4)负荷适应性好,当烧结烟气含硫量增加或要提高脱硫效率时,仅增加脱硫剂的耗量就可以满足更高的脱硫率的要求;

5)加入脱硫塔的消石灰和水是相对独立的,便于控制消石灰用量及喷水量,容易控制操作温度;

6)占地小;无二次污染;无须防腐。

4、结论

1)以消石灰为脱硫剂,采用循环流化床脱硫塔对烧结烟气脱硫,是一种经济合理、很有潜力的脱硫方法。

2)脱硫塔内的Ca/s、含湿量、温度是影响脱硫效率的主要因素。实际操作时,基于实际情况中的众多因素全面考虑确定合理的Ca/s、含湿量以及烟气出口温度,能够确保环保性、经济性和安全性。

摘要：本文根据某钢铁集团有限公司烧结机的实际情况和要求,分析提出了采用循环流化床烟气脱硫技术来进行烧结烟气脱硫。文中介绍了循环流化床烟气脱硫技术的工艺原理、特点、设备、主要性能参数对脱硫效率的影响等。

关键词：烧结烟气,脱硫,循环流化床