用動(dòng)力波技術(shù)脫除燒結(jié)煙氣中的二氧化硫

　　鋼鐵廠燒結(jié)煙氣有其煙氣流量波動(dòng)大、溫度高、粉塵含量不固定等特點(diǎn)。美國(guó)一家企業(yè)在從事多年脫硫經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行了分析，并將動(dòng)力波脫硫技術(shù)進(jìn)行了不斷完善和改進(jìn)，已經(jīng)可以適應(yīng)燒結(jié)煙氣的多種復(fù)雜狀況。 燒結(jié)機(jī)的煙氣流量大致在4000～6000m3/ (m2?h)，污染物主要為SO2(一般含量在1000～2000mg/m3)，并以燒結(jié)機(jī)中段的煙氣含硫量最高，約為5500 mg/m3，機(jī)頭機(jī)尾較低，只有約350mg/m3。此外，燒結(jié)煙氣還含有較多的水(約為10%)和CO,還含有少量重金屬、HCl、HF、二惡英、VOC、NOx等，還有酸霧和固體粉塵。

　　從目前的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，濕法脫硫是目前運(yùn)行穩(wěn)定, 且脫硫效率較高的方法之一，即利用洗滌塔使燒結(jié)煙氣與吸收液充分接觸，以達(dá)到脫除上述污染物的目的。

　　1.動(dòng)力波技術(shù)概述

　　動(dòng)力波逆噴塔技術(shù)實(shí)際上是用于煙道氣脫硫的單元操作技術(shù)，它能同時(shí)完成對(duì)煙道氣的急冷、脫除酸性氣體和固體粉塵等三項(xiàng)功能，可用于燒結(jié)廠、冶金工業(yè)爐窯、電廠、水泥廠、工業(yè)廢棄物焚燒、鈦白粉廠、煉焦廠、煉油廠、鍋爐等廠的廢氣凈化。

　　來(lái)自燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)煙氣自上而下進(jìn)入逆噴塔中，吸收液自下而上逆向噴射與氣體進(jìn)行接觸(反應(yīng)區(qū)或吸收區(qū))從而形成泡沫區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了煙氣急冷、酸性氣體脫除、粉塵脫除。氣液分離在分離槽中進(jìn)行，然后通過(guò)一種特制的除霧器，即可得到清潔的氣體。

　　逆噴塔的技術(shù)核心為泡沫區(qū)的吸收，即吸收液與煙氣流向相反，使吸收液與煙氣保持動(dòng)量平衡，形成泡沫區(qū)。這個(gè)泡沫區(qū)是強(qiáng)湍流區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)氣液充分混合，吸收液的接觸面高速更新。煙氣的沖力使吸收液四散飛濺，吸收液與煙氣達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡處形成穩(wěn)定的泡沫層。吸收液的湍動(dòng)膜包裹了煙氣中的粉塵及氣態(tài)污染物，使煙氣驟然冷卻，酸性氣體被吸收。泡沫區(qū)在逆噴塔內(nèi)的上下移動(dòng)取決于煙氣和吸收液的相對(duì)沖力。由于采用大口徑敞口噴頭，排放煙氣中不存在因霧化而產(chǎn)生的細(xì)小液滴，煙氣與吸收液在逆噴管中相撞后，一起通過(guò)逆噴塔進(jìn)入分離裝置。在此，由于重力作用，吸收液與煙氣分離，煙氣通過(guò)除霧器排出。吸收液收集于分離裝置底部，用泵打回逆噴頭。

　　逆噴頭是無(wú)堵塞設(shè)計(jì)，采用耐磨的碳化硅材料制成，使逆噴塔能處理含固量高、污臟、粘稠的循環(huán)吸收液。這種設(shè)計(jì)不但可以大大減少排污處理量，得到良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可使吸收液的濃度大幅度提高。逆噴塔的操作應(yīng)保持在泡沫區(qū)進(jìn)行，所以必須采用合適的液氣比、氣體流速以及噴頭壓力。

　　正是由于采用了大口徑噴頭，所以對(duì)處理燒結(jié)廠這種大流量的含硫煙氣，動(dòng)力波逆噴塔通常只需要3～7個(gè)噴頭即可，而其他脫硫技術(shù)設(shè)計(jì)往往需要幾十個(gè)甚至上百個(gè)噴頭，這不僅節(jié)省了能耗，而且配管系統(tǒng)也簡(jiǎn)單了很多。

　　2.動(dòng)力波可一塔四用

　　動(dòng)力波技術(shù)能在一個(gè)塔內(nèi)完成氣體急冷、酸性氣體吸收、粉塵脫除以及塔內(nèi)氧化四種功能。動(dòng)力波技術(shù)形成的泡沫區(qū)能完成氣體急冷、酸性氣體吸收、粉塵脫除，塔內(nèi)布置的氧化管道能將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，從而在一個(gè)塔內(nèi)完成脫硫除塵，減少后續(xù)設(shè)備的投入，控制和操作相應(yīng)簡(jiǎn)單。對(duì)于目前鋼廠的實(shí)際情況，大多沒(méi)有預(yù)留足夠的空間來(lái)建設(shè)脫硫裝置，動(dòng)力波技術(shù)可一塔四用，能在有限的空間內(nèi)安裝脫硫裝置，設(shè)備占地面積少，適合大多數(shù)鋼廠的實(shí)際情況。

　　動(dòng)力波的吸收劑有多種選擇，鋼廠可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)決定。動(dòng)力波逆噴塔的設(shè)計(jì)能夠處理燒結(jié)廠最終選擇的吸收劑，如石灰、石灰石、燒堿、廢堿液、氨水、鋼渣等不同類(lèi)型的吸收劑。例如，當(dāng)采用石灰乳或石灰石時(shí)，逆噴塔必須能夠處理含20%漿料的循環(huán)液，并保證氣液相的充分接觸，而不發(fā)生系統(tǒng)的堵塞問(wèn)題。

　　燒結(jié)煙氣量的變化幅度大，含硫量高，常規(guī)的脫硫技術(shù)難以承受如此大的波動(dòng)，而動(dòng)力波技術(shù)完全能適應(yīng)，其煙氣的操作條件可以在50%～120%之間變化，而無(wú)需作其他設(shè)備的改變。動(dòng)力波材質(zhì)的選擇也具有很大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡S著氣體在進(jìn)料管中急冷，溫度降低，SO2和SO3氣體通過(guò)其露點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槔淠乃釟?，所以材料的選擇必須能承受如此寬范圍的條件變化。動(dòng)力波在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了燒結(jié)機(jī)裝置的特點(diǎn)，根據(jù)不同的進(jìn)口條件選擇不同的材料。在其他塔體等材料的選擇上，動(dòng)力波采用較低等級(jí)的合金材料，減少了投資成本。

　　動(dòng)力波管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該使得吸收液在管道中流動(dòng)時(shí)處于懸浮狀態(tài)，并且應(yīng)避免在容器和管道中的沉降，從而防止管道的堵塞。為此，管徑的選擇應(yīng)使得液體在管道中的流速大于其沉降速率，但流速也不能太大，否則會(huì)造成管道的磨蝕。通過(guò)采用大口徑無(wú)堵塞的噴頭，避免了常規(guī)脫硫塔中嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。

　　對(duì)于洗滌后排放液的處理，是將洗滌液進(jìn)行深度氧化，達(dá)到一定的COD(<200g/m3)值后再排放，亦即將亞硫酸鹽進(jìn)一步氧化為硫酸鹽。動(dòng)力波逆噴塔技術(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)，可以在吸收液槽的下部設(shè)置一個(gè)空氣分布器，通過(guò)向系統(tǒng)中不斷鼓入空氣使其中的亞硫酸鹽和三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，轉(zhuǎn)化率可達(dá)到95%～99%，從而滿足環(huán)保的要求。

　　總之，動(dòng)力波逆噴塔脫硫技術(shù)是一種較為成熟的技術(shù)，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)成功地建造了300多套商業(yè)化裝置;能夠在同一塔中完成氣體急冷、酸性氣體脫除和固體粉塵的脫除等功能;能夠在同一系統(tǒng)內(nèi)對(duì)亞硫酸鹽進(jìn)行氧化生成硫酸鹽，減少了后續(xù)的再處理設(shè)施;反應(yīng)區(qū)(吸收區(qū))和氣液分離區(qū)在不同的部分進(jìn)行，從而使得氣液分離區(qū)的材質(zhì)可以采用較低等級(jí)的合金鋼，節(jié)省投資費(fèi)用;大口徑的噴頭設(shè)計(jì)從本質(zhì)上解決了系統(tǒng)的堵塞問(wèn)題，不但減少了裝置的維護(hù)和檢修，也相應(yīng)節(jié)省了能耗和管道方面的投資成本;系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作彈性高，能適應(yīng)燒結(jié)煙氣的變化;占地面積少，適應(yīng)老裝置的脫硫建設(shè)。