湘鋼燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫技術(shù)特點(diǎn)及推廣模式建議

姚超良（永清環(huán)保股份有限公司 湖南 長沙 410005）

一、脫硫裝置運(yùn)行良好

由湖南永清環(huán)保股份有限公司實(shí)施總承包并承接運(yùn)營服務(wù)的湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司一期360m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工程于2008年12月開始施工，于2009年9月28日投入運(yùn)行，工程建設(shè)周期為10個(gè)月。工程采用選擇性煙氣脫硫，即對煙氣含二氧化硫高的（1000～3000mg/m3）1＃機(jī)頭煙氣進(jìn)行脫硫治理，該燒結(jié)煙氣脫硫工程工藝技術(shù)采用湖南永清環(huán)保股份有限公司自行研發(fā)并通過湖南省科技廳科技成果鑒定的燒結(jié)煙氣石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)—一種濕法煙氣脫硫漿池結(jié)晶生成物的控制方法 （專利號(hào)：ZL200910043096.9），具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

截至2010年5月31日，該工程自投入運(yùn)行以來，累計(jì)已運(yùn)行4798小時(shí)，與燒結(jié)主裝置的同步運(yùn)行率平均達(dá)到99.36%，脫硫效率平均達(dá)到93.2%，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備狀態(tài)良好，脫硫裝置共產(chǎn)出石膏24211噸，副產(chǎn)品石膏呈灰白色顆粒狀，完全符合石膏板及水泥制造質(zhì)量要求，全部銷售給了泰山石膏（湘潭）有限公司用于制造石膏板。

二、技術(shù)特點(diǎn)鮮明、突出

完全空塔噴淋吸收，塔內(nèi)氣液接觸區(qū)無任何類似托盤、填料、氣體分布管等增大氣液接觸表面的結(jié)構(gòu)件，從塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上就避免結(jié)垢附著物的出現(xiàn)，完全做到了無結(jié)垢、無堵塞，勿需任何停車清洗。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

采用了專利防結(jié)垢技術(shù)，通過控制對漿池充分注氧和控制漿液的pH值波動(dòng)范圍等多種復(fù)合措施來防止石膏復(fù)合晶垢【Ca(SO3)X·(SO4)X·H2O】的生成，一方面避免石膏結(jié)垢，另一方面有利于二水硫酸鈣結(jié)晶的長大，使石膏漿液脫水易于進(jìn)行，確保了石膏中二水硫酸鈣含量達(dá)到90%以上，石膏漿液經(jīng)真空皮帶脫水機(jī)脫水后游離水含量小于10%，防結(jié)垢方法使用恰到好處。

采用專用的霧化噴嘴將吸收漿液霧化到小于2100μm細(xì)小微粒分布在氣相中，以增大氣液的接觸面，該獨(dú)到的構(gòu)思使得氣液接觸面積比類似托盤、填料、氣體分布管等分散形式要大數(shù)十倍，氣液在吸收區(qū)接觸充分，氣液接觸無盲區(qū)，傳熱、傳質(zhì)速度快，脫硫效率高。不僅如此，塔內(nèi)吸收區(qū)除了噴嘴外，無任何氣流阻擋物，煙氣通過吸收塔的阻力低，經(jīng)實(shí)際測量，氣體通過吸收塔的阻力降只有1200Pa，加上煙道阻力400Pa，煙氣系統(tǒng)總阻力只有1600Pa，其煙氣系統(tǒng)阻力只有循環(huán)流化床法的40%左右，也只有氣噴旋沖法的42%左右。由于煙氣系統(tǒng)阻力低，其增壓風(fēng)機(jī)電耗也較上述方法低。該方法氣液接觸形式獨(dú)特，節(jié)能成效顯著。

針對脫硫系統(tǒng)腐蝕介質(zhì)多且復(fù)雜，采用了組合式防腐技術(shù)。在吸收塔入口 “干濕”交界面處，腐蝕環(huán)境非常惡劣，在此處采用高鎳基C276合金貼襯進(jìn)行防腐，具有很好的效果，使用2mm厚的C276合金薄板貼襯，使用壽命可長達(dá)20年以上。在吸收塔和漿液輸送的管道內(nèi)，漿液中含有混合稀酸（硫酸、亞硫酸、鹽酸、氫氟酸等）以及石膏等固體顆粒、不僅對設(shè)備和管道造成腐蝕，而且對設(shè)備和管道沖刷嚴(yán)重。根據(jù)上述工況，采用碳鋼內(nèi)襯丁基橡膠進(jìn)行防腐和抗磨蝕。在噴淋層等沖刷異常嚴(yán)重的區(qū)域，其噴嘴選用碳化硅防腐耐磨材料制造，噴淋管采用含碳化硅涂層的FRP材料制造。吸收塔塔頂煙囪內(nèi)壁由于無固體顆粒物沖刷，采用碳鋼襯玻璃鱗片防腐，安裝在吸收塔底部的攪拌器選用耐磨、耐腐的高鎳基1.4529合金制造。上述多種材料組合式防腐技術(shù)的采用，既有效地防止了設(shè)備和管道的腐蝕，又有效地降低了裝置建設(shè)費(fèi)用。組合式防腐方法實(shí)用有效。

在沒有煙氣再熱系統(tǒng)的情況下，為了避免濕法脫硫 “煙囪雨”現(xiàn)象發(fā)生，首先，在選擇吸收塔頂部的除霧器時(shí)采用雙級(jí)除霧，并在最后一級(jí)噴淋層與第一級(jí)除霧器之間留足氣液分離空間，使氣液盡可能在此空間分離完全，防止液滴卷入氣流中下落；其次，在設(shè)計(jì)塔頂煙囪時(shí)，由于煙氣溫降會(huì)有煙囪壁冷凝液出現(xiàn)，采取降低煙氣流速，控制煙氣流速在卷液臨界流速之下等措施，防止煙氣帶走塔壁冷凝液而下落。第三，采用流體流過除霧器阻力降判斷其是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行過程中嚴(yán)格執(zhí)行除霧器沖洗程序，防止除霧器局部堵塞而使流經(jīng)除霧器的氣速加快，確保不會(huì)有石膏漿液或水滴透過除霧器而直接被煙氣帶入到塔頂煙囪中而下落。事實(shí)證明，上述多種防“煙囪雨”的方法行之有效。

三、針對燒結(jié)復(fù)雜工況采取措施有效

根據(jù)燒結(jié)煙氣流量變化大、波動(dòng)幅度大且無規(guī)律的工況特點(diǎn)，采取了煙氣流量跟蹤調(diào)節(jié)控制技術(shù)，使主裝置引風(fēng)機(jī)排出的煙氣量與脫硫裝置增壓風(fēng)機(jī)吸進(jìn)的煙氣量保持等量同步。消除了脫硫裝置設(shè)置對燒結(jié)工況帶來的干擾，使燒結(jié)、脫硫裝置運(yùn)行互不干擾，完全適配。上述措施的采用，不僅穩(wěn)定了燒結(jié)和脫硫裝置運(yùn)行，而且使風(fēng)機(jī)運(yùn)行功耗與電動(dòng)機(jī)輸出功耗保持相等。從而節(jié)省裝置運(yùn)行能耗。

根據(jù)燒結(jié)煙氣溫度變化大，采取了雙向噴淋降溫調(diào)節(jié)控制技術(shù)，在燒結(jié)煙溫大幅波動(dòng)的狀態(tài)下，該雙向噴淋降溫裝置能很好穩(wěn)定塔內(nèi)吸收區(qū)的溫度，保證二氧化硫在塔內(nèi)連續(xù)、穩(wěn)定地吸收，減少了煙溫波動(dòng)對吸收系統(tǒng)的沖擊。一方面確保了系統(tǒng)脫硫率穩(wěn)定且達(dá)到預(yù)定的指標(biāo)，另一方面降溫措施很好地保護(hù)了吸收塔內(nèi)壁的橡膠襯層，延長了防腐襯層的使用壽命。上述針對性措施有力，實(shí)施效果顯著。

表1-1 國內(nèi)外同類項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo)比較表

表1-2 脫硫裝置運(yùn)行成本分析表

表1-3 燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫石膏與電廠脫硫石膏比較表

四、脫硫系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)接近國際先進(jìn)水平

國內(nèi)外同類項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo)比較見表1-1。脫硫裝置運(yùn)行成本分析見表1—2。燒結(jié)脫硫石膏與電廠脫硫石膏比較見表1—3。

五、石灰石-石膏濕法（空塔噴淋）煙氣脫硫技術(shù)推廣模式建議

建議燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫采用EPC+C即總承包+托管運(yùn)營全壽命周期服務(wù)模式。此種模式的實(shí)施會(huì)帶來如下特點(diǎn)：

1）目前國內(nèi)燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝技術(shù)種類繁多，魚龍混雜，如由總承包公司負(fù)責(zé)脫硫項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營，其所采用煙氣脫硫工藝技術(shù)則必需成熟。否則，總承包公司必須對自己所采用工藝技術(shù)存在的缺陷“買單”。這也從根本上杜絕了個(gè)別公司對自己脫硫技術(shù)推廣不負(fù)責(zé)任的浮夸行為。

2）由專業(yè)的脫硫公司負(fù)責(zé)運(yùn)營管理，能從技術(shù)角度上確保脫硫設(shè)施系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，確保燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫后達(dá)標(biāo)排放。從電廠的脫硫設(shè)施運(yùn)營多年情況來看，還是有不少項(xiàng)目因?yàn)檫\(yùn)營不夠?qū)I(yè)，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)無法正常穩(wěn)定運(yùn)行，甚至因運(yùn)營不當(dāng)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)部分設(shè)備腐蝕、管道堵塞，導(dǎo)致脫硫設(shè)施無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

3）脫硫公司之間競爭激烈，利潤空間十分有限，存在惡性競爭的現(xiàn)象。由總承包公司負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)營，一方面可避免低于建造成本價(jià)中標(biāo)的惡性競爭，另一方面約束總承包單位必須選用合格的、質(zhì)量可靠的設(shè)備。否則，運(yùn)營時(shí)會(huì)付出雙倍的代價(jià)。

4）《國務(wù)院關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》指出：“推行污染治理工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營一體化模式，鼓勵(lì)排污單位委托專業(yè)化公司承擔(dān)污染治理或設(shè)施運(yùn)營”?！秶鴦?wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》中指出：“組織開展煙氣脫硫特許經(jīng)營試點(diǎn)”，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“十一五”規(guī)劃綱要提出的二氧化硫削減目標(biāo)，提高煙氣脫硫設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行質(zhì)量。由此可見，推廣EPC+C全壽命周期服務(wù)模式符合國家現(xiàn)行政策要求。