烧结脱硫论文

烧结脱硫论文（共10篇）

烧结脱硫论文 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) .

烧结脱硫论文 篇2

烧结烟气脱硫技术的研究

摘要：为进行烧结烟气的`脱硫处理,建立了密相干塔烟气脱硫新技术的试验装置,并进行了脱硫试验研究.该系统在Ca/S(摩尔比)为1.2、加水量为3%、循环灰浓度为400 g/m3的条件下,连续稳定运行,系统出口SO2浓度在80～120 mg/m3之间,脱硫效率达95%以上.作 者：郝继锋 宋存义 钱大益 程相利 HAO Ji-feng SONG Cun-yi QIAN Da-yi CHENG Xiang-li 作者单位：北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083期 刊：钢铁 ISTICPKU Journal：IRON & STEEL年，卷(期)：,41(8)分类号：X756关键词：烧结烟气 脱硫 密相干塔

烧结脱硫论文 篇3

关键词：ADO；ifix；历史报表；VBA；烧结烟气脱硫工程；上位机软件

中图分类号：X756 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0047-02

1 概述

ifix是世界领先的上位机软件，它提供了生产操作的过程可视化、数据采集和数据监控，已有超过三十万套以上的软件在全球范围内运行。它的内部集成了VBA开发环境，用来定制和扩展ifix的功能，能实现不同工程项目对软件的特殊要求。因不同工程项目对报表的需求不同，ifix又没有提供通用的报表开发控件，在工程报表的实现中往往需购买第三方开发的控件，而第三方提供的控件对于不同行业的针对性有限，实现起来比较繁琐。本文利用ifix提供的VBA开发工具和ADO组件，在烧结烟气脱硫工程中开发了历史报表，实现了对ifix历史数据库的访问。

2 ADO与ifix数据库

2.1 ADO

ADO（ActiveX Data Objects）是微软公司开发的适用于各种类型数据的高层接口，它通过OLE数据库提供访问和处理数据库中的数据，具有很高的通用性和灵活性。ADO组件的常用对象有Connection、Command、Recordset、Field等，通过ADO组件访问数据库的基本流程为：创建Connection对象，建立与所访问数据库的连接，再通过Command对象执行SQL命令，并将查询得到的记录保存到Recordset对象中。

2.2 ifix数据库

ifix有两种数据库，即实时数据库（FIX Dynamics Real Time Data）和历史数据库（FIX Dynamics Historical Data），这两种数据库都可以通过ODBC进行访问。在进行ifix组态时，首先在历史数据中定义要查询的历史数据，退出编辑模式重新运行后，即可将已配置的标签变量的实时值在数据库中以文件的形式保存，例如****.H11（其中****为时间）。

ifix历史数据库有如下字段：

NODE：工程节点名；TAG：工程标签名；FIELD：标签的域名；VALUE：标签的实时数值；DATETIME：标签数值的实时记录时间；INTERVAL：数据采样记录的间隔等。

3 报表的实现

在报表的实现中，首先通过建立ifix与Excel的连接，并创建要访问的标签变量数组，再将查询的历史数据保存到Excel表格中，以便调阅。

3.1 ifix与Excel的连接

在上面这段程序代码中，通过ADO建立ifix与Excel的连接，将要查询的变量存储于Excel表格中，此段程序为整个报表程序的框架。

3.2 添加标签变量

在上面程序框架中，将要查询标签变量的根据工程需要保存至数组Ntf（）。

4 结语

本文探讨了通过ADO技术在ifix中实现历史报表，该报表在实际应用中表现稳定，可随时查询、生成报表，达到了用户的要求。在ifix中亦可通过SQD和SQT链接SQL、ACCESS等数据库，但需要在SCU中做较多的配置，实现较为复杂。本文介绍的方法在实际应用中简单、有效和可行，大大减少了操作工人的工作强度，提高了生产效率。

作者简介：孙勇（1983—），男，湖北武汉人，供职于武汉都市环保工程技术股份有限公司。

烧结烟气脱硫技术探讨 篇4

“十二五”期间, 钢铁行业必将加速淘汰落后产能, 通过提高用钢标准、环保标准、能耗标准等来加快落后产能淘汰, 因此企业要生存, 就必须满足环保要求。《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中规定到2015年, 重点区域二氧化硫排放量下降12%, 年均浓度下降10%。国家环境保护部发布的《关于在化解产能严重过剩矛盾过程中加强环保管理的通知》中建成违规项目环保备案条件:烧结机实现全烟气收集并配备四电场除尘器+烟气脱硫脱硝脱二英等烟气治理装备, 因此烧结烟气脱硫势在必行。

1 烧结烟气的特点

1.1 烧结机年作业率高, 达90%以上, 烟气排放量大及烟气波动大。

1.2含湿量高, 为了提高烧结混合料的透气性, 混合料在烧结前必须加适量的水治成小球, 因此致使烟气含湿量高, 水的质量分数在7%~13%左右。

1.3 烟气温度波动较大, 一般在120℃~180℃。

1.4含有腐蚀性气体和有毒气体, 混合料在烧结成型过程中产生硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、多环芳烃等气态污染物, 同时还含有重金属和二英等危险污染物。

1.5 烧结烟气量大。一般为3000~6000m3/t。

1.6 烟气粉尘浓度高。粉尘主要有金属、金属氧化物、不完全燃烧物质及微量重金属等组成。

2 烧结烟气脱硫技术

按照烧结烟气脱硫工艺的技术特点可将脱硫技术分为3类:湿法脱硫技术、半干法脱硫技术、干法脱硫技术。

3 烧结烟气脱硫技术比较

3.1 石灰-石膏法

3.1.1 工艺原理:

石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液, 利用冷却塔对烧结烟气进行冷却, 然后烟气进入吸收塔与石灰浆液接触混合, 烟气中的SO2与浆液中CaCO3以及鼓入空气进行化学反应被氧化为石膏晶体, 脱硫后的烟气经除雾器除去雾滴后经烟囱排放。同时, 由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的石灰石浆液, 用于补充被消耗掉的石灰石, 使吸收浆液保持一定的pH值。反应生成物浆液达到一定浓度时排至脱硫副产品系统, 经过脱水形成石膏。

脱硫过程

氧化过程

3.1.2 工艺流程示意如图1

3.1.3 优点

(1) 脱硫效率大于95%; (2) 适用范围广, 对净化烟气的容量没有限制, 且允许烟气量的变化范围较宽, 含硫量的变化范围适应性较强; (3) 系统运行可靠性高, 运行成本低; (4) 脱硫剂-石灰粉来源丰富且廉价、脱硫产物石膏可以综合利用。

3.1.4 缺点

(1) 系统管理操作复杂、控制不好会结垢堵管、设备磨损腐蚀现象较为严重; (2) 产生的脱硫废水中含有微量重金属, 造成二次污染, 需进行深度处理。

3.2 亚硫酸镁法

3.2.1 工艺原理:

亚硫酸镁法烟气脱硫工艺, 根据氧化镁再生反应的特性, 通过外部再生诱导结晶工艺, 生成高pH、高吸收活性的亚硫酸钠、亚硫酸镁混合吸收清液, 并采用与循环吸收清液特性相适应的低液气比的高效雾化喷淋吸收技术来提高吸收效率、从而达到高脱硫效率、高运行可靠性、低投资强度、低运行成本的目的。

吸收单元:

再生单元:

脱硫产物处置:

3.2.2 工艺流程示意如图2

3.2.3 优点

(1) 脱硫效率大于95%; (2) 适用范围广, 对净化烟气的容量没有限制, 且允许烟气量的变化范围较宽, 含硫量的变化范围适应性较强; (3) 系统运行可靠性高、占地面积小, 投资成本低; (4) 脱硫吸收液为清液, 从源头上彻底解决了脱硫系统堵塞问题; (5) 吸收塔为空塔结构, 阻力小, 能耗低, 运行成本和维护成本低; (6) 脱硫产物七水硫酸镁可以回收当工业原料或农业肥料。

3.2.4 缺点

(1) 脱硫塔排放出的烟气对周围厂房和设备腐蚀严重; (2) 产生的脱硫废水中含有微量重金属, 造成二次污染, 需进行深度处理。

3.3 循环硫化床

3.3.1 工艺原理:

烧结烟气从流化床的底部进入, 烟气经文丘里管后速度加快, 并与很细的吸收剂粉末互相结合, 颗粒之间, 气体与颗粒之间产生剧烈的摩擦, 吸收剂与SO2反应, 生成亚硫酸钙和硫酸钙。经脱硫后带有大量固体颗粒的烟气由吸收塔的顶部排出, 进入吸收剂再循环除尘器中, 烟气中的大部分固体颗粒都分离出来, 经过一个中间灰仓返回吸收塔。由于大部分颗粒都循环许多次, 因此吸收剂的滞留时间很长, 一般可达30分钟以上。中间灰仓的一部分灰根据吸收剂的供给量以及除尘效率, 按比例排出固体再循环回路, 送到灰仓待外运。

主要化学反应为:

3.3.2 工艺流程示意如图3:

3.3.3 优点

(1) 脱硫效率大于95%; (2) 脱硫副产物为干态, 无废水产生; (3) 能同时脱除SO3, 烟囱无需防腐; (4) 系统可靠性高、吸收剂多次循环利用, 提高脱硫剂的利用率, 运行成本低; (5) 流程简单、占地面积小、投资省、维护费用低; (6) 可以脱除部分重金属, 特别是可以脱除一部分汞, 对烟气的进一步治理很有意义。

3.3.4 缺点

(1) 脱硫产物成分组成复杂、量大, 综合利用相对较为困难; (2) 需维护流化床温度, 对操作水平有一定要求。

3.4 SDA旋转喷雾法

3.4.1 工艺原理:

将消石灰浆液通过高速旋转喷雾头雾化喷入吸收塔内, 与进入脱硫塔的烧结高温烟气接触, 发生物理、化学反应, 气体中的SO2及其他酸性介质被吸收净化, 然后烟气进入下游的除尘器除尘净化。

主要化学反应为:

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:

3.4.2 工艺流程示意如图4:

3.4.3 优点

(1) 脱硫效率高大于95%; (2) 空塔结构, 阻力小, 投资低、水耗低、电耗低, 运行和维护成本低; (3) SDA工艺系统结构简单, 调节灵活, 可控性好; (4) 脱硫副产物为干态, 无废水产生, 系统不需防腐处理; (5) 可以简单地增设活性碳喷射装置, 有效去除二英、重金属等污染物; (6) 可以方便地与脱硝装置串接, 进一步满足NOx的排放要求。

3.4.4 缺点

(1) 雾化器喷嘴磨损严重、寿命短, 造价昂贵; (2) 对消石灰浆液的活性及粒径要求高, 运行成本高; (3) 对于烟气工况波动的相应能力较差, 系统容易发生结垢、堵塞等故障; (4) 脱硫产物成分组成复杂、量大, 综合利用相对较为困难。

3.5活性炭法

3.5.1工艺原理:

在活性炭的表面SO2被氧化吸收形成硫酸。

主要化学反应为:2SO2+O2+2H2O→2H2SO4

3.5.2工艺流程示意如图5:

3.5.3 优点

(1) 在运行过程中不需随时向系统中加入脱硫剂, 脱硫剂消耗少, 另外, 脱硫剂可通过水洗或加热等方式进行再生, 实现重复利用, 有利于节约原料, 降低运行成本。 (2) 无需工艺水, 避免了废水处理, 不存在二次污染问题。 (3) 能除去废气中的碳氢化合物, 如二

英, 重金属如汞及其它有毒物质, 还能除去湿法难以除去的SO3, 是一种深度处理技术。 (4) 可以实现联合脱除SO2、NOx和粉尘的一体化。SO2脱除率可达到95%以上, NOx脱除率可超过80%, 同时吸收塔出口烟气粉尘含量小于20mg/m3。 (5) 工艺简单、易于操作、运行维修费用低等特点。 (6) 副产品可以出售, 有效地实现了硫的资源化, 并产生一定的经济效益, 对贫硫国家和农业大国的中国, 在治理污染的同时充分回收利用硫资源 (浓硫酸、硫酸、硫磺) 有着重要的意义。 (7) 活性炭来源广泛, 我国活性焦工业发展迅速, 平均年增长率15%, 出口量已超过美国和日本, 居世界首位。

3.5.4 缺点

(1) 脱硫剂价格昂贵, NOX浓度较高时运行成本将大幅增加。 (2) 设备庞大, 系统占地面积大, 污染物浓度高时再生频繁。 (3) 在脱硫过程中, 随着物相的转移, 活性炭中将积聚较多的二英和重金属, 其处置的难度和成本很高。

4 结束语

根据钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准 (GB28662-2012) , 规定除了去除SO2外, 还要去除粉尘、氮氧化物、二英类、氟化物等, 活性炭法比较适合烧结烟气处理, 除了脱硫效率高, 运行可靠稳定, 它可以去除多组分污染物, 因此活性炭法处理烧结烟气技术将是未来的发展方向。

参考文献

[1]党玉华, 齐渊洪, 王海风.烧结烟气脱硫技术[Z].2010.

[2]陈健.烧结烟气脱硫方式的分析探讨[Z].2010.

[3]左海滨, 张涛, 张建良, 等.活性炭脱硫技术在烧结烟气脱硫中的应用[Z].2012.

[4]周秀银, 张志涛, 闫涛.石灰-石膏法在烧结烟气脱硫中的应用[Z].2010.

[5]谷吉林.旋转喷雾发 (SDA) 脱硫工艺系统应用及问题思考[Z].2006.

400m2烧结机烟气脱硫 篇5

400m2烧结机烟气脱硫

本文阐述了烧结机烟气脱硫是未来环保发展的必然趋势;结合邯钢400m2烧结机烟气脱硫实际工程,分析了烧结机头烟气的特性:介绍了一种气固再循环半干法脱硫工艺(GSCA)及其技术特点,该工艺技术先进,可靠,具有代表性.

作 者：刘君 庞俊香 刘新虎 程旭 Liu Jun Pang Junxiang Liu Xinhu Tian Wei 作者单位：邯钢集团公司设计院,河北,邯郸,056015刊 名：金属世界英文刊名：METAL WORLD年，卷(期)：“”(5)分类号：X7关键词：烧结机 烟气脱硫 GSCA半干法

烧结脱硫论文 篇6

进入“十二五”, 国家环保部门颁布了一系列新的政策。根据颁布的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012对现运行脱脱设施提出了更高要求。新标准规定, 2015年1月1日起, 现有的钢铁烧结、球团工业企业排入大气中的烟气中所含SO2浓度不能大于200mg/Nm3。面对更严厉的排放标准和总量控制要求, 必须对现有脱硫系统整体进行改造。2013年德化鑫阳公司氧化球团厂采用一种新型湿法脱硫设备 (DS-多相反应器) 对原有脱硫设施烟气进行改造。2013年11月已在福建德化县鑫阳矿业氧化球团厂实际应用, 年综合脱硫效率可达98%以上。

2 技术原理

该球团炉烟气脱硫采用湿式石灰-石膏法脱硫工艺, 本文将重点对该脱硫技术中核心设备DS-多相反应器进行介绍。

2.1 多相反应器的结构和原理

DS-多相反应器由若干个吸收单元组成, 每个单元设有回转体式内置构件。当烟气和吸收浆液从反应器顶流入, 特殊内置构件强迫气、液相不断改变速度和方向。浆液在中心回转体的作用下均匀分散成液膜、液幕, 从中心向各个方向均匀散开。塔壁上的锥环又将散开的吸收浆液向下单元中心回转体中心聚焦, 形成新的液膜、液幕。当液幕与塔构件冲击时, 产生液沫、液滴。烟气与吸收浆液间存在速度差, 当烟气在一次次穿过液幕时, 液幕被雾化成直径很小的雾滴;液膜、液幕、液滴充满反应器空间。在气、液两相充分接触过程中, 烟气中的SO2被吸收。整个塔内速度场大体可分为两个区域:高速流动区域和涡流区域。高速流动区域主要作用是对吸收浆液进行分散、雾化, 增大浆液的比表面积。涡流区域主要是加强烟气同浆液的搅拌混合, 使其充分接触反应, 加速传热、传质。自上而下, 高速流动区逐步扩大, 而涡流区被压缩, 吸收液雾化效果越来越强烈。

3 技术方案及工艺流程

3.1 技术方案及工艺流程

鑫阳公司球团炉烟气脱硫采用湿式石灰-石膏法脱硫工艺, (工艺流程参见图1) 吸收塔采用DS-多相反应器, 处理烟气量按210000m3/h工况烟气量设计, 脱硫率为99%。吸收剂采用石灰粉, 脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴后经烟囱排放。脱硫产物为石膏浆液, 通过料浆排出泵送至尾矿坝处。

3.2 系统及主要设备

鑫阳公司球团厂脱硫工艺系统包括烟气系统、吸收系统、制浆系统、给排水系统等组成, 具体包括2台吸收塔、2台循环槽 (含搅拌装置) 、4台循环泵、1料浆排出泵、氧化系统、1台除雾器和脱硫烟囱、石灰粉仓、2台石灰浆液给料泵、料浆排出泵等设备。

3.2 技术参数

3.2.1 烟气系统。

烟气进入多相反应器脱硫, 脱硫后净烟气经除雾器后进入新建烟囱排放。一级吸收塔与二级吸收塔之间用高分子材料制作烟道以克服酸液的腐蚀。

3.2.2 吸收系统。

由于该球团厂烟气SO2浓度高 (5000-8000mg/Nm3) , 为了保证脱硫效率, 设置2台多相反应器串联。每座多相反应由3个单元组合而成, 反应器直径为4600mm。每台多相反应器下安装1台循环槽, 烟气出口从循环槽上部侧面接出。一级循环槽中的脱硫渣浆通过料浆排出泵送到尾矿坝。原烟气从反应器顶部与吸收浆液并流进入, 气、液、固三相充分接触反应后进入循环槽, 在循环槽上部分离。烟气进入一级吸收塔与吸收剂进行充分接触反应, 大部分SO2被吸收下来, 经一级吸收的烟气进入二级吸收塔与新鲜的吸收剂进行进一步反应, 使出口SO2浓度达到设计保证值。

3.2.3 制浆系统。

石灰浆液制备系统包括石灰供应及储存系统、吸收浆液制备及给料系统。石灰通过专用的密封粉罐车运至脱硫区, 通过压缩空气送入粉仓内储存。粉仓配有一套料位测量仪器及称重给料设备, 通过称重给料设备将粉仓内的石灰计量加入制浆槽, 并按比例计量加入工艺水或滤液, 通过搅拌制成固体含量约15%的石灰浆液。配好的石灰浆液通过吸收剂给料泵 (采用变频控制) 计量送至吸收系统。

3.2.4 给排水系统。

给料水系统包括工艺水给水和脱硫浆液排放二部分。工艺水通过现有的厂区内工业水管网直接供给。脱硫石膏通过料浆排出泵直接排到尾矿坝, 在设置尾矿坝1台回水泵, 将尾矿池内澄清液返回制浆和吸收系统, 一部分用于石灰制浆, 一部分补充吸收系统。

4 运行情况

鑫阳公司于2012年5月使用本文所述技术及系统在公司球团厂对原有脱硫设施进行改造, 于当年11月投入运行。经过1年多的运行来看, 该脱硫系统脱硫效率高、系统稳定运行、设施维护管理简单方便、运行费用低。

4.1 烟气处理效果。

首先, 烟气进入一级吸收塔与吸收剂进行充分接触反应, 大部分SO2被吸收下来, 经一级吸收的烟气进入二级吸收塔与新鲜的吸收剂进行进一步反应, 使出口SO2浓度降到最低。其次, 气液顺流, 气、液两相在塔内形成高速湍流区, 气、液充分接触, 脱硫效率高。2013年鑫阳公司竖炉原烟气脱硫前SO2浓度为4565000mg/Nm3;烟尘100mg/Nm3。净化后烟气SO2排放低于50mg/Nm3, 烟尘≤30 mg/Nm3。SO2产生量为1445吨, 脱硫后排放量42吨, 综合脱硫率稳定在97%-99%。

4.2 运行费用低。

一是单位脱硫成本低。由于无喷嘴, 循环泵扬程可降低, 降低能耗。2013年, 鑫阳公司脱硫工程每年可脱除二氧化硫1403吨, 年运行费用43万元, 单位脱硫成本为305元/吨.SO2, 与技改前采用“双碱法”脱硫的单位脱硫成本减少400元/吨.SO2。二是运行管理费用低。由于吸收塔体采用耐温、耐磨、高强度的改性高分子材料整体成型。不存在塔体防腐层脱落、腐蚀和塔体渗漏等问题。使用期间不再需要对塔体进行维修, 在提高综合脱硫率的同时减少运行费用。

4.3 脱硫机组稳定安全运行。

由于吸收塔内具有以下几个独特的结构, 确保设施高效稳定运行。 (1) 无喷嘴, 克服了传统湿式石灰-石膏法中浆液喷嘴易磨损、堵塞问题; (2) 塔内部结构简单, 无死区, 不会结垢、堵塞, 烟气阻力低。 (3) 塔内无死角和灰尘积聚区, 内部结构运行中不会发生因灰尘积聚而影响设备正常运行的情况。2013年该脱硫机组 (停产除外) 稳定运行时间达≥7900小时。

4.4

吸收塔采用单元模块结构, 主设备在工厂成型, 现场组装, 大大缩短施工周期且主体占地面积小。

5 结语

烧结脱硫灰用于矿渣微粉的工艺 篇7

关键词：脱硫灰,粉体定量喂料系统,PLC控制

0 引言

随着国家对工业企业环保要求的不断提高, 钢铁厂烧结烟气中硫的排放量受到环保部门的密切关注, 在线监测环保设备运行状况, 给企业带来相当大的环保压力。因此, 生产过程中, 脱硫环保设备不能停运, 而脱硫灰不断产出, 随处乱倒又会造成二次污染。如何解决这个问题, 成为一个课题。

通过对脱硫灰质量的跟踪监测, 将脱硫灰掺入矿渣微粉, 一方面解决了二次污染问题, 创造了社会效益, 另一方面也为企业创造了一定的经济效益。

1 工艺布置

某烧结厂新上的脱硫设备脱硫效果好, 收集的脱硫灰水份偏低, 和成品矿渣粉相差不大, 适合用空气斜槽或是压缩气体输送。根据掺入脱硫灰位置的不同, 主要有两种方式:一种是将脱硫灰直接加入磨机, 和水渣一起进行烘干粉磨, 经选粉机选粉后进入主收尘器, 经成品提升机送入成品库;另一种是直接将脱硫灰加入成品提升机, 送进成品库。某公司的脱硫灰使用选择了后一种方式。

由于脱硫灰的掺入对矿渣粉的活性指数、凝结时间等会造成不同程度的影响, 所以对掺入量必须严格控制, 必须有一套精准计量的送料系统。选择的粉体喂料机和转子称重喂料机相结合的方式, 见图1。

1.1 系统工作原理

脱硫灰由进料口进入称重仓, 通过仓重传感器检测称重仓的料位, 控制进料, 使称重仓内的脱硫灰量保持在一定范围以内, 从而起到稳流缓冲作用。脱硫灰经稳流缓冲后再由喂料机均匀稳定地喂入转子称。进入转子称的脱硫灰由转子从进料口带至出料口并喂入下级设备。这样的结构使得荷重传感器可以精确检测出圆盘中脱硫灰的重量, 并由信号处理单元将现场的弱电信号进行采集、放大、转换, 然后传送至PLC的模拟量输入端口中。系统通过电磁开关检测转子称的速度信号, 并送入CPU214的高速计数口计数, 经控制系统处理运算得到脱硫灰的实际流量, 通过调节转子称的转速, 实现粉体的定量给料。喂料机的转速跟踪转子称的转速同步调节, 保证系统稳定、准确运行。

1.2 控制系统选型及技术参数

由于脱硫灰水分低的物理特性, 在定量给料时, 就需要在密闭的空间里进行, 否则会造成扬尘。试验选用的粉体定量喂料控制系统将粉体喂料机和转子称重喂料机相结合的方式, 系统本身配置了PLC控制系统, 解决了粉体物料精确计量和稳定控制的难题, 见图2。

1.2.1 控制系统组成

控制系统由称重仓、粉体喂料机、转子称重喂料机、输送装置及电气控制部分组成。粉体定量喂料控制系统主机部分选用德国西门子公司SIMATIC S7系列PLC。

CPU选用214 DC/DC型, 它本身具有14个DI (开关量输入) 口和10个DO (开关量输出) 端口, 通过它可以实现逻辑连锁、状态反馈和多路高速计数。扩展模块选用3路12位AI (模拟量输入) 和4路12位AO (模拟量输出) , 通过该模块可以实现与现场信号的数模转换, 以及与中控的模拟量通讯。

1.2.2 主要技术指标

动态累计误差:≤0.5%;

控制精度:±1%;

喂料能力:0.5~50 t/h;

系统功率:≤10 k W;

控制系统工作电压:220 V±10%, 50±1Hz;

环境要求:温度-20~50℃, 相对湿度≤85%。

1.2.3 系统接线

电缆敷设中, 控制柜外部电缆敷设应强弱电 (动力线、信号线) 分开, 最好间隔20 cm以上。动力线、信号线电缆规格参数见图3、表1。

控制柜安装时应注意接地良好, 屏蔽电缆的屏蔽需按要求施工, 防止产生干扰。

1.3 操作调试

控制系统通过触摸屏面板完成人机对话, 通过触摸屏完成对控制系统的监控和操作设置。通过面板的控制方式, 可以选择“自动/手动”方式、“本地/远程”等多种控制方式。其中“自动”方式中, 可以自动依次启动“空气斜槽风机———转子称———喂料机”等设备, 自动停止时顺序反之。手动方式时, 则可以单独启动其中任何设备, 单独启停, 见图4。

通过面板, 设备运行状态、报警状态、具体模拟量数值等都可以一目了然, 并且可以和中控室操作上位机进行通讯, 使本地面板所有数据及报警状态直接接入中控电脑, 由中控岗位直接对设备进行监控和操作, 见图5。

1.4 中控效果

图5可见, 最终完成了脱硫灰系统的布局、工艺控制、生产由操作等工作, 使脱硫灰的使用成为现实。

2 脱硫灰在实际应用中出现的问题与解决方案

脱硫灰系统运行一段时间后, 经常出现堵料现象。经过现场集料清理, 发现主要由于脱硫灰中有一些杂物, 杂物卡住喂料机或是转子称, 导致堵料。针对这种情况, 通过在脱硫灰打入称重仓时加装隔筛滤网方式, 既能把杂物过滤掉, 杜绝因杂物堵料出现停用现象, 又提高了脱硫灰的质量。

在生产控制中为了避免转子秤长期运行带来的误差, 采取仓重下降数与转子秤喂料数相对比的办法, 及时发现喂料的误差, 从而及时对转子秤进行校验调整。

3 结语

烧结烟气脱硫系统的防腐蚀问题 篇8

关键词：烧结烟气脱硫,防腐技术,防腐材料

1 引言

随着国民经济的高速增长,钢铁工业得到长足的发展,钢铁生产过程中消耗大量的燃料和矿石,产生了大量的大气污染,对环境的影响不断加重,烧结烟气SO2的治理已成为各钢厂环保工作中一项迫在眉睫的工作。

烟气脱硫装置的工作环境非常恶劣,由于烟气中大量的SO2及其它腐蚀介质的存在,加之工作条件的苛刻,脱硫装置的构成材料时刻承受着各种化学介质的侵蚀。从干燥、高温的烟道气中产生的高浓度冷凝硫酸,烟气含尘的高磨损性,以及吸收液中的氯离子、氟离子、硫酸及亚硫酸根等,均会对系统设备产生严重的腐蚀威胁,造成腐蚀区域大、速度快。脱硫系统设备庞大,维修困难,要求运转周期长,同步率高,这一切都把烟气脱硫系统的防腐蚀问题提到了一个非常重要的地位。为了保证脱硫装置的正常运行,其系统的防腐蚀是一个必须高度重视的问题。

2 烧结烟气脱硫设备腐蚀分析

从国内目前已实施和正在实施的烧结烟气脱硫工程所采取技术来看,大体可分为氨-硫铵法、石灰石石膏法、旋转喷雾干燥法三类,而这3种工艺都存在一定的设备腐蚀问题。

(1)氨-硫铵法脱硫工艺。

自烧结主抽风机来含SO2的烟气经风机增压后进入浓缩降温塔,烟气经喷淋降温除尘后进入脱硫塔与浆液接触脱硫,净烟气通过湿烟囱高空排放。脱硫浆液经氧化浓缩后进入蒸发结晶系统,得到硫酸铵成品。该工艺中从浓缩降温塔、脱硫塔一直到烟囱,包括蒸发结晶系统都存在设备腐蚀问题。

(2)石灰石石膏法工艺。

含SO2烟气经除尘后进入GGH(若有),再进入吸收塔与石灰石浆液接触脱硫,净烟气经GGH(若有)升温排放或直接高空排放。脱硫浆液强制氧化后结晶,再经旋流分离和真空脱水,得到石膏产品。该工艺中,从GGH、吸收塔(包括氧化系统)、脱水系统一直到烟气排放,都存在着设备腐蚀问题。

(3)旋转喷雾干燥法工艺。

在反应塔中,含SO2热烟气与被雾化成极细雾滴的石灰乳接触,净化后的烟气携带已干燥的脱硫产物颗粒,经除尘后排放。该工艺的腐蚀区域主要是雾化器和喷雾干燥塔。

3 腐蚀原因分析

3.1 SO2的腐蚀

在烧结过程中,矿石、燃料以及各种配料在高温下发生复杂的物理化学反应,生成的SO2在脱硫系统中有着不同的腐蚀行为。在进入吸收塔之前,烟气中的SO2对金属的腐蚀类似于大气中的SO2腐蚀,但比大气中要严重。因烧结矿的不同其含量一般在1 000～4 000mg/Nm3,由于SO2在水膜中的溶解度比氧大2 000倍左右,因此使得金属表面吸附的水膜pH值偏低,达到2.0～3.5,形成酸液,加速了金属的腐蚀。在脱硫塔进口烟道处,钢板在含有SO2的湿空气中发生酸的再循环腐蚀,反应式如下:

Fe+SO2+O2=FeSO4,

FeSO4水解生成游离的硫酸:4FeSO4+6H2O+O2=4FeOOH+4H2SO4。

如此循环往复,使金属腐蚀不断进行。烧结烟气中含有8%～10%的水份和16%～18%含氧量,会形成SO3的露点腐蚀,有研究数据表明:当烟气SO3含量为0.008%,其露点已达170℃,这样使得在脱硫系统很容易在金属表面结成硫酸酸雾,进而加快腐蚀。在进入吸收塔后,烟气中的SO2变成SO${}_3^{2-}$和SO${}_4^{2-}$,这些离子具有很强的化学活性,对钢铁形成氧去极化腐蚀,反应式为:

4Fe+SO${}_4^{2-}$+4H2O→FeS+3Fe(OH)2+2OH-。

由此可见,在湿法脱硫中,不论是在脱硫前还是脱硫后,硫的化合物都会对设备产生很强的腐蚀作用。

3.2 氯的腐蚀

在烧结烟气脱硫中,根据脱硫工艺不同以及烧结矿料的不同,在湿法脱硫装置的浆液中均存在一定量的氯化物。氯化物的含量与矿料成分、水质以及脱硫工艺有密切的关系,随着装置的运行,氯化物会不断浓缩和累积。如果没有合理的手段来控制氯化物的浓度,将会对脱硫系统设备带来严重的威胁。由于氯离子具有很强的可被金属吸附的能力,从化学吸附具有选择性这一特点出发,对于过渡金属的Fe,Ni等,氯离子比氧更容易吸附在金属表面上,并从金属表面把氧排挤掉,从而使金属表面的钝态遭到局部破坏而发生孔蚀,这种行为尤其在金属的不均性表面更为明显,就连不锈钢(比如316L、2205、2507等)也难以幸免。工程经验证实,当溶液温度超过60℃,氯含量5 000×10-6,316L标准奥氏体不锈钢具有明显的腐蚀行为,而双相钢2205表现相对轻微。当氯含量超过40 000×10-6时,若采用金属材料防腐,一般建议采用超级双相钢2507或使用铬和钼含量较高的镍基合金。

3.3 氟的腐蚀

氟化物容易在金属表面污垢沉积物的下面富集,加剧了不锈钢的酸性氯化物缝隙腐蚀。值得注意的是,在烟气脱硫中,对碳钢结构的防腐做法是衬玻璃鳞片防腐,一般而言,浆液中HF含量超过2 000×10-6时,玻璃鳞片的腐蚀将会变得非常严重。如果HF含量偏高,可采用以下方法减轻HF对玻璃鳞片防腐衬里的腐蚀,玻璃鳞片表面使用碳纤维;使用掺有陶瓷填充材料的乙烯基树脂。

3.4 流体及其携带颗粒物引起的磨损腐蚀

包含这种腐蚀的流动介质包括气体、循环浆液以及其包含的结晶体、固体颗粒杂质等,其中含在浆液中的固体颗粒物尤为厉害,它是一种包括机械、化学和电化学联合作用的复杂过程。在快速流动的流体作用下,金属以水化离子的形式进入溶液,当存在湍流时腐蚀表现更为明显。

当采用钙基吸收剂时,当循环浆液中石膏结体达到一定含量时,会对喷淋系统、支撑梁、泵过流件以及塔体防腐层造成严重的腐蚀和冲刷,从而影响设备的正常运行。当采用氨法脱硫塔内结晶工艺时,脱硫系统中的磨损和堵塞问题同样严重,采用氨法脱硫塔外结晶工艺,并有灰渣处理措施时,系统几乎不存在磨损和堵塞问题。

4 烧结烟气氨法脱硫中的防腐蚀措施

根据国内外烟气脱硫工程的实际使用情况和笔者多年的工程设计经验,烧结烟气脱硫系统采取的防腐蚀措施,归纳起来大致有如下几个方面。

4.1 采用耐腐蚀材料

4.1.1 应用不锈钢

在烧结烟气氨法脱硫中,根据脱硫介质条件不同,选用了各类不锈钢,比如304、316L、317L、2205、2507等。304不锈钢可应用于接触干燥硫铵或氨水介质的场合;316L不锈钢可应用于接触硫铵溶液介质(温度低于60℃、氯离子浓度较低)的管道、阀和泵体过流部位,2205和2507双相不锈钢适应的硫铵溶液温度和氯离子浓度可适当高一些。但实际使用经验证实,即使采用像2205和2507双相不锈钢,在工况恶劣时,也同样存在点蚀、缝隙腐蚀和冲刷腐蚀等,只是腐蚀的速率不同而已。

4.1.2 应用镍基合金

根据介质工况不同,在烧结烟气氨法脱硫的部分特殊部位需采用镍基合金(如C276)。在高温烟气进入吸收塔的干湿烟气交界面处,高温烟气从160～200℃急速降至60～80℃,并与硫铵溶液接触,该部位存在严重的腐蚀和磨损,经验证实,316L薄板衬里或玻璃鳞片衬里均难以保证防腐寿命,需采用C276薄板衬里来确保防腐寿命。

4.1.3 应用不锈钢复合板

不锈钢复合板与纯不锈钢相比,既具有优越的机械强度,又具有一定的防腐性能,在早期的烟气脱硫设备上应用较多,但多年应用发现,其点蚀、缝隙腐蚀和冲刷腐蚀也很严重。目前在脱硫后湿烟囱防腐还有应用,在其它部位上已很少使用。

4.1.4 应用整体玻璃钢

玻璃钢具有质轻、比强度高、成型工艺简单、化学稳定性好以及耐腐蚀等优点,在烟气脱硫中得到大量的应用,如吸收塔、烟囱、喷淋管、储罐等。性能优良的玻璃钢其耐温性可达100～120℃,个别可达160℃。笔者设计过的整体玻璃钢脱硫塔直径达φ12.5,含塔基玻璃钢湿烟囱总高达100m,目前已安全运行3年以上,实践证实,玻璃钢具有免维护、防腐蚀性能优越等特点。

4.2 采用玻璃鳞片树脂防腐衬里

在烟气脱硫系统中,玻璃鳞片树脂防腐衬里得到了大量应用,相对于不锈钢,其价格较低,且防腐效果优良。所谓玻璃鳞片树脂,是将一定片径(0.4～2.0mm)和一定厚度(6～40μm)的玻璃鳞片与树脂混合制成的树脂胶泥,用涂抹的方式涂敷于碳钢表面形成的防腐涂层。

玻璃鳞片的片状结构在涂膜中的平行排列,切断了漆膜中的微孔,而且还在涂膜中形成了迷宫效应,大大延长了腐蚀性介质在涂膜中的扩散路径,从而有效延缓了基底金属的腐蚀。在氨法烧结脱硫中,浓缩降温塔、吸收塔、碳钢储罐或混凝土储罐、水池等均可采用乙烯基玻璃鳞片树脂防腐衬里,工程实际使用效果良好。

4.3 玻璃钢衬里和橡胶衬里

玻璃钢衬里主要也是起到屏蔽作用,将基体与腐蚀介质隔开,由于树脂牌号不同,其使用温度和耐腐蚀、抗渗透性能各有差异。因玻璃钢在施工过程中容易出现针孔、气泡和微裂纹,所以在氨法烧结脱硫中,玻璃钢衬里一般应用在地沟、厂房或设备基础等部位防腐上,对重要设备如吸收塔、储罐则很少使用。

在脱硫系统中,如循环浆液管、蝶阀以及溶液罐等可采用衬丁基橡胶或衬氟橡胶的防腐方式,其技术成熟,在合理的温度条件下,橡胶衬里的防腐效果优良,且能降低工程造价。

4.4 优化脱硫工艺

因烧结烟气成分的复杂多样,在目前的防腐技术条件下,根据不同介质条件选用合理的材质,同时加强设计优化和施工管理,也是提高脱硫装置利用率的有效方法。主要有如下几点:控制脱硫液中氯离子的含量,将硫铵溶液中的氯离子以氯化铵的形式排出系统外;测算溶液中氟离子含量,当溶液中氟离子浓度偏高时,会对玻璃鳞片衬里产生特殊的影响,设计时需特别注意;对于接触温度较高和浓度较高的硫铵溶液管道,如热交换器的换热管或管板,建议采用2205双相钢或2507超级双相钢或同等材质的不锈钢;对温度低于60℃的溶液管道,建议采用工程塑料或玻璃钢管道;采用合理方法降低溶液中含固量,减轻磨损腐蚀;在工程实施时,严把质量关,对不锈钢的质量严加控制和抽检。对需要现场施工的,如玻璃鳞片防腐和玻璃钢防腐,要确保施工工期和施工质量。

5 结语

在烟气脱硫工程中,防腐蚀问题非常重要,需要针对不同的部位和介质条件,优选不同的材料和施工技术。防腐方案的选择必须满足烟气脱硫系统对防腐蚀的要求,即高的机械性能,良好的化学稳定性和热稳定性,优良的抗渗透性能等,同时还必须考虑成本低,施工难度小,易修补,安全运行时间长等因素。

随着烟气脱硫技术的发展,必将对防腐提出更高的要求,也将会促进这一技术更快、更好地发展。

参考文献

[1]黄永昌.金属腐蚀与防护原理[M].上海:上海交通大学出版社,1989.

[2]王海宁,蒋达华.湿法烟气脱硫的腐蚀机理及防腐技术[J].能源环境保护,2004(5):17～18.

半干法烧结烟气脱硫工艺技术分析 篇9

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.

管束除尘器在烧结脱硫塔的应用 篇10

江阴兴澄特种钢铁有限公司 (简称“兴澄特钢”) 第一炼铁分厂3#烧结设备建于2004年12月, 设计能力为年产烧结矿102万t, 机头除尘采用双室三电场静电除尘器, 设计排放标准<80mg/m3。烟气流程为:99m2烧结机→160m2电除尘器→主抽风机→湿法脱硫塔→排入大气。2015年1月国家推行新环保法, 《钢铁、烧结球团工业大气污染物排放标准》中, 要求钢铁企业烧结机头除尘颗粒物排放<40mg/m3, 现场实际排放在40~60mg/m3, 达不到新环保法的要求。企业面临着社会责任与环保压力的双重问题, 烧结生产随时有停产的可能。为尽快达标排放, 兴澄特钢公司及分厂相关技术人员多次与专业单位共同研讨, 并赴周边同行交流学习, 借鉴相关经验, 确定改造方案, 在最短时间内停产改造, 使排放达标。

1 改造方案对比

技术人员确定了改造的总体方案, 宗旨是在现有条件下快速的达标排放, 并综合考虑投资、运营成本等因素;通过与周边同行共同讨论后, 整理出几项具体的解决方案, 汇总如表1所示。

经过反复论证并结合炼铁生产经营任务, 不可能长时间停产整改, 同时兼顾工程建设工期、改造费用、停产节点等因素, 最终选择在脱硫塔内安装管束除尘器的方案。

2 管束除尘器相关介绍

2.1 脱硫塔出口粉尘组成分析

脱硫后净烟气中的“粉尘”是指净烟气中携带的经过烘干后的所有固体颗粒物, 其总浓度为C (mg/m3) , 其来源于三大部分 (如C1~C3所示) , 实际上对其影响因素有四个:

C1, 原烟气中经过脱硫喷淋洗涤后的残余飞灰;

C2, 经过除雾器后, 烟气中残余液滴所含的难溶性固体;

C3, 经过除雾器后, 烟气中残余液滴所含的可溶性固体;

C4, 除雾器或除尘除雾一体化装置对残余飞灰的去除效果, 这是一个负值。

因此, C=C1+C2+C3-C4。

2.2 烟尘排放浓度标定

目前国家环保局对烟尘排放浓度的监控采用“在线监测法”, 并同时采用“称重法”进行标定。

所谓称重法:即在吸收塔出口烟道上对烟气进行等速取样, 被取出的烟气通过滤筒, 粉尘和雾滴被滤筒收集, 然后对滤筒进行烘干, 比较取样前滤筒与烘干后滤筒的重量, 获得取样烟气中“烟尘”的含量C (包含了上述的C1, C2和C3) , 然后根据抽取烟气的体积进行换算, 最后得到烟尘浓度C (标) 。

2.3 浓度超标分析

(1) 脱硫塔入口粉尘浓度偏高 (兴澄特钢第一炼钢分厂实际情况) ;

(2) “粉尘”粒径小, 脱硫塔内洗涤脱除率低。吸收塔入口粉尘粒径对其在塔内的脱除效果有重要影响, 粉尘粒径越小, 其在塔内脱除越困难。脱硫工艺采用传统、成熟工艺, 即空塔喷淋脱硫工艺, 脱硫浆液通过喷嘴雾化与烟气进行接触反应, 正常喷淋液滴设计值为2000μm左右, 塔内喷淋液滴相互叠加、碰撞过程中会形成较细粒径 (≤15μm) 的细小硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙浆液颗粒, 另外, 除尘器过来的粉尘在脱硫塔内的脱除率比较低 (45%左右) , 未洗涤掉的烧结灰尘粒径均比较细微。

(3) 除雾器对于细微“粉尘”颗粒拦截率低。残余粉尘及浆液颗粒是目前脱硫行业普遍采用的波纹板式除雾器难以捕捉和处理的, 据除雾器专业研究生产厂家———德梅斯特的大量调查研究, 目前在脱硫行业里对于除雾、除尘效果较好的是屋脊式除雾器。

2.4 管束除尘原理

管束式除尘装置的使用环境是含有大量液滴的~50℃饱和净烟气, 特点是雾滴量大, 雾滴粒径分布范围广, 由浆液液滴、凝结液滴和粉尘颗粒组成;除尘主要是脱除浆液液滴和粉尘颗粒。细小液滴与颗粒的凝聚:大量的细小液滴与颗粒在高速运动条件下碰撞机率大幅增加, 易于凝聚、聚集成为大颗粒, 从而实现从气相的分离;大液滴和液膜的捕悉:除尘器筒壁面的液膜会捕悉、接触到其表面的细小液滴, 尤其是在增速器和分离器叶片表面的过厚液膜, 会在高速气流的作用下发生“散水”现象, 大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来, 在叶片上部形成了大液滴组成的液滴层, 穿过液滴层的细小液滴被捕悉, 大液滴变大后跌落回叶片表面, 重新变成大液滴, 实现对细小雾滴的捕悉, 原理模拟图如图1所示。

2.5 结构形式

管束除尘器的结构图如图2所示, 其组成部件有:

(1) 管束筒体

内筒壁面光洁, 筒体垂直, 断面圆滑, 无偏心。

(2) 增速器

确保以最小的阻力条件提升气流的旋转运动速度。

(3) 分离器

实现不同粒径的雾滴在烟气中的分离。

(4) 汇流环

控制液膜厚度, 维持合适的气流分布状态。

(5) 导流环

控制气流出口状态, 防止捕悉液滴被二次夹带。

2.6 液滴的脱除

经过加速器加速后的气流高速旋转向上运动, 气流中的细小雾滴、粉尘颗粒在离心力作用下与气体分离, 向筒体表面方向运动。而高速旋转运动的气流迫使被截留的液滴在筒体壁面形成一个旋转运动的液膜层。从气体分离的细小雾滴、微尘颗粒在与液膜层接触后被捕悉, 实现细小雾滴与微尘颗粒从烟气中的脱除。气体旋转流速越大, 离心分离效果越佳, 捕悉液滴量越大, 形成的液膜厚度越大, 运行阻力越大, 越容易发生二次雾滴的生成;因此采用多级分离器, 分别在不同流速下对雾滴进行脱除, 保证较低运行阻力下的高效除尘效果。

2.7 管束除尘器优势

运行阻力低, 不增加额外的运行成本;只需利用原有吸收塔或直排烟囱空间进行改造, 不改变吸收塔外部结构;改造安装工期短。

3 改造安装

由于停产改造时间紧、任务重, 为保证改造安装工作顺利进行, 最大程度缩短烧结停机时间, 根据工程特点, 按如下工序顺序进行:

(1) 相关商务合同确认、人员组织、操作培训等。

(2) 施工准备:确定模块、人孔门、矩形管完成情况, 发货至现场, 停机前测量标注好隔板下部支撑梁在塔壁上的位置;确定下部支撑梁方管截取长度, 矩形管第一次地面除锈 (此项工作在系统停机前完成) 。

(3) 管式除尘器在工厂车间预制成12个模块, 并进行预组装, 记录预组装尺寸和相互标记, 每个模块设置起吊吊耳 (且需做出重心平衡点) ;现场采用模块化吊装。

(4) 管式除尘位置新增加的人孔门在工厂制作成组装件, 且与门框组装成整体, 整体吊装, 提前焊接在吸收塔上。

(5) 停机后, 利用除雾器冲洗梁处的人孔门作为人员、管式除尘模块下部支撑梁的出入口, 在原冲洗梁上方小梁上搭设平台。本小梁距离模块下部约1m, 无需再搭设脚手架。搭设平台的目的有:1) 焊接下部支撑梁;2) 保障施工人员的安全;3) 保护模块下部的除雾器、防腐层不被高温的焊渣和飞溅损坏。4) 防止异物掉落到下方, 给完工后清塔造成不便和增加工作量。

(6) 工作面清理, 对吸收塔安装除雾器位置的吸收塔内壁进行清理。

(7) 下部支撑梁安装, 考虑到时间紧迫、施工间隙狭窄互相干涉, 采取白天吊装固定, 夜间焊接施工。

(8) 下部支撑梁方管的除锈, 应该分两次。第一次安排在准备材料阶段, 在地面用钢丝刷手工除锈或者喷砂除锈, 除锈完毕后吊入塔内安装焊接, 以减少焊接后的除锈工作量, 缩短防腐等待时间。第二次除锈, 在焊接完成后, 如发现有表面二次浮锈, 应用钢丝刷手工除锈干净。

(9) 模块与塔壁之间的封堵, 模块之间缝隙糊缝, 防止烟气壁流短路。

(10) 除雾器下部支撑梁防腐、新增人孔门附近防腐、除雾器冲洗梁损坏的防腐修复。

(11) 工作面清理, 冲洗梁搭设的平台尽可能严密, 并采用可靠的临时存放容器, 确保无异物掉落。焊接结束、打磨清理完成后将所有遗留物如焊条、手套、小工具随时清理完毕。

经过缜密的安排和精心组织, 该项改造96h完成施工与保养。工程安装示意图如图3所示。通过改造后连续10天跟踪粉尘排放数据并进行比对, 均小于30mg/m3, 达到设计技术要求, 也符合环保标准要求。

4 结束语