半干法脫硫在某鋼鐵廠豎爐煙氣脫硫工程中的應(yīng)用

　　近年來(lái)，我國(guó)大氣環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻，鋼鐵企業(yè)的污染物排放治理一直是我國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。豎爐球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量粉塵、SO2等有害物質(zhì)，給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。為減少豎爐球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程中SO2和粉塵等有害物質(zhì)的排放，滿足環(huán)保要求，有關(guān)鋼鐵廠在豎爐球團(tuán)主抽風(fēng)機(jī)煙道出口，安裝了1套旋轉(zhuǎn)噴霧半干法(SDA)煙氣脫硫系統(tǒng)。本文就半干法脫硫系統(tǒng)在豎爐煙氣脫硫工程中的應(yīng)用做了分析，并介紹了其工藝特點(diǎn)和脫硫效果。

　　旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫工藝概述

　　目前，在美國(guó)脫硫市場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫工藝脫硫總量占所有干(半干)法脫硫工藝脫硫總量的91%，單塔最大煙氣處理能力達(dá)到200萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)。

　　旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：脫硫塔及附屬設(shè)備;布袋除塵器及附屬設(shè)備;脫硫劑貯存、輸送和漿液制備及供給系統(tǒng);脫硫灰貯存、外排系統(tǒng);脫硫系統(tǒng)公輔設(shè)備，含脫硫區(qū)域內(nèi)的集水池及配套設(shè)施、脫硫工藝水系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、蒸汽系統(tǒng);儀表、通信、在線監(jiān)測(cè)、消防與控制系統(tǒng)。

　　半干法脫硫工藝以Ca(OH)2為吸收劑，通過(guò)脫硫塔霧化器將石灰漿液霧化成30μm~80μm的霧滴，細(xì)小的霧滴與脫硫塔內(nèi)的煙氣接觸，迅速與煙氣中的SO2反應(yīng)，達(dá)到凈化脫硫的目的。

　　參與反應(yīng)的石灰漿液由生石灰定量加入消化罐并加水配制而成，石灰漿液經(jīng)振動(dòng)篩篩分后流入漿液罐，配制成合格的石灰漿液。根據(jù)煙氣中SO2的濃度，利用漿液泵將石灰漿液定量送入漿液頂罐。頂罐內(nèi)的漿液流入脫硫塔頂部霧化器，經(jīng)霧化器霧化成霧滴，與脫硫塔內(nèi)的煙氣接觸，迅速完成與SO2的反應(yīng)。由于石灰漿液極細(xì)小，比表面積大，能夠加快與SO2的接觸反應(yīng)，煙氣中SO2的脫除率最高能達(dá)到97%。

　　將脫硫并干燥后的煙氣送入布袋除塵器，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的凈化處理。布袋除塵器收集的粉塵因含有未完全反應(yīng)的Ca(OH)2，故利用斗式提升機(jī)將粉塵輸送至循環(huán)灰系統(tǒng)，并將收集的粉塵定期外運(yùn)利用。

　　旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫工藝特點(diǎn)

　　旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫工藝具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、脫硫效率高、工況適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，歸納起來(lái)，主要有以下幾方面特點(diǎn)：

　　系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行阻力小，操作維護(hù)方便。SDA脫硫塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低，運(yùn)行和維護(hù)成本低。SDA煙氣脫硫工藝不需要使大量固體循環(huán)灰在塔內(nèi)循環(huán)，脫硫后的煙氣也不需要回流，塔內(nèi)固體脫硫灰處于流化狀態(tài)，不存在塌床、死床或偏床的情況。SDA脫硫塔的阻力不會(huì)超過(guò)1000Pa。

　　脫硫效率高。SDA工藝采用與濕法脫硫工藝相同的機(jī)理，脫硫效率介于濕法和干法之間。SDA工藝將石灰漿液霧化成極細(xì)的霧滴(平均為50μm)，加大了石灰漿液與煙氣接觸的比表面積。因此，只需要噴淋較少的脫硫劑就可達(dá)到較高的脫硫效率。此外，SDA工藝對(duì)HCL、HF等酸性物質(zhì)也有接近100%的脫除率。

　　合理而均勻的氣流分布。SDA脫硫塔頂部和塔內(nèi)中央設(shè)有煙氣分配裝置，確保塔內(nèi)煙氣流場(chǎng)分布均勻，使煙氣和霧化的液滴充分混合，提高了煙氣與液滴的接觸質(zhì)量和熱量傳遞效率，使干燥和反應(yīng)條件達(dá)到最佳;同時(shí)，確保塔內(nèi)煙氣與霧滴有合理的接觸時(shí)間，得到最大的SO2脫除率。

　　靈活調(diào)節(jié)漿液量，脫硫效率不受影響。由于SDA霧化器利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力霧化漿液，液滴大小僅與霧化輪直徑和轉(zhuǎn)速有關(guān)。因此，漿液霧化效果與漿液供給量無(wú)關(guān)。當(dāng)漿液供應(yīng)速度隨煙氣流量、溫度和SO2濃度變化時(shí)，不會(huì)影響霧滴大小，從而確保了脫硫效率不受影響。

　　脫硫劑采用Ca(OH)2漿液。SDA工藝不直接使用生石灰，而是先讓生石灰與水反應(yīng)生成Ca(OH)2漿液，然后再將漿液噴入脫硫塔，可避免CaO在脫硫塔除塵器內(nèi)吸水放熱而導(dǎo)致布袋糊袋和輸灰系統(tǒng)卡堵的現(xiàn)象發(fā)生。

　　對(duì)脫硫劑的質(zhì)量要求不高。SDA工藝可將石灰窯成品除塵系統(tǒng)收集的石灰粉作為脫硫劑，滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。

　　對(duì)球團(tuán)工況適應(yīng)性強(qiáng)。由于球團(tuán)煙氣系統(tǒng)負(fù)荷變化很大，其流量、溫度和SO2等變化也較大，SDA煙氣脫硫系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)塔內(nèi)霧化漿液量來(lái)適應(yīng)球團(tuán)工況的變化，不會(huì)增加除塵器的負(fù)荷。

　　系統(tǒng)設(shè)置旁路，不影響球團(tuán)的正常生產(chǎn)。脫硫系統(tǒng)與球團(tuán)現(xiàn)有排氣系統(tǒng)并聯(lián)布置，脫硫系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行、檢修等均不會(huì)影響球團(tuán)工序的正常生產(chǎn)。

　　脫硫后，煙氣溫度大于露點(diǎn)溫度。除塵器出口煙氣溫度控制在較低水平，但又在露點(diǎn)溫度以上(煙氣溫度大于露點(diǎn)溫度15℃以上)。因此，SDA煙氣脫硫系統(tǒng)可以采用碳鋼作為結(jié)構(gòu)材料，整套脫硫系統(tǒng)不需要進(jìn)行防腐處理，也不需要安裝加熱系統(tǒng)。

　　SDA煙氣脫硫工藝水耗低，不產(chǎn)生廢水。SDA煙氣脫硫工藝可以直接利用低質(zhì)量的水(如堿性廢水，達(dá)到以廢治廢的目的)，且不產(chǎn)生廢水。

　　脫硫副產(chǎn)物可綜合利用。干態(tài)脫硫灰可用作建筑材料的生產(chǎn)添加料，也可用來(lái)生產(chǎn)免燒磚，具有多種用途，可實(shí)現(xiàn)廢棄物的再利用，滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。

　　半干法脫硫工藝在鋼鐵廠的應(yīng)用

　　國(guó)內(nèi)有關(guān)鋼鐵廠豎爐半干法脫硫系統(tǒng)自建成以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。該鋼鐵廠豎爐半干法脫硫系統(tǒng)某月的運(yùn)行參數(shù)如上表所示。由上表可知，半干法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行與豎爐運(yùn)行同步率為100%。半干法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行后，出口煙氣中的SO2濃度大大降低，系統(tǒng)運(yùn)行效果穩(wěn)定，脫硫效果明顯。

　　同時(shí)，該脫硫系統(tǒng)無(wú)廢水產(chǎn)生，噪聲達(dá)到《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ1-2010)和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348)的要求，并且有專門(mén)的副產(chǎn)物處理途徑，既改善了廠區(qū)環(huán)境，又帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。