鉛鉍冶煉廢氣脫硫系統(tǒng)的改進(jìn)

巢 沖

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

鼓風(fēng)爐，反射爐在火法冶煉生產(chǎn)鉛，鉍金屬的同時(shí)，會(huì)有大量的煙塵、氣產(chǎn)生，其中煙塵的主要成分為含Pb、Bi 的化合物，煙氣的主要成分為SO2。含Pb、Bi化合物的煙塵通過一系列收塵裝置回收重新利用［1］，車間針對(duì)SO2的吸收處理，增設(shè)了一套脫硫裝置。然而，在脫硫過程中，存在著一系列的設(shè)備，工藝方面的問題，造成了脫硫系統(tǒng)經(jīng)常非正常運(yùn)行。針對(duì)上述問題，通過對(duì)噴淋設(shè)備的改進(jìn)，以及摸索完善了相關(guān)的配套設(shè)施，制定了更為科學(xué)嚴(yán)格的操作規(guī)程，保證了脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行，達(dá)到了良好的脫硫效果［2］。

2 脫硫的過程和原理

2.1 收集煙塵

鼓風(fēng)爐和反射爐產(chǎn)生的煙塵、氣在進(jìn)入脫硫塔之前，通過水冷、沉降、布袋收塵回收絕大部分的煙塵后，匯聚在空塔里面，再經(jīng)過動(dòng)力波的水噴淋吸收，煙塵基本回收，剩下的煙氣主要含SO2氣體。

圖1 脫硫的過程示意圖

2.2 脫硫

含有SO2的氣體從脫硫塔底部進(jìn)入，由下而上流動(dòng)。脫硫塔內(nèi)部，依次設(shè)有5 層噴淋裝置，每層有18 個(gè)各種型號(hào)的噴嘴。以CaO 的水溶液為介質(zhì)，對(duì)含硫煙氣進(jìn)行噴淋，高速，霧狀的噴淋液與煙氣逆向接觸，進(jìn)行著劇烈的化學(xué)反應(yīng)。其化學(xué)方程式如下:

噴淋液由脫硫塔底部匯入循環(huán)槽中，再由砂漿泵將其輸送至噴嘴反復(fù)循環(huán)噴淋。脫硫循環(huán)槽配有漿液制備槽，里面為配置好的石灰水溶液。當(dāng)脫硫槽里面的石灰被SO2消耗的從而使循環(huán)液的pH 值下降到設(shè)定數(shù)值的時(shí)候，漿液制備槽與脫硫循環(huán)槽之間的閥門將自動(dòng)打開，往脫硫槽里面補(bǔ)新鮮石灰水。當(dāng)循環(huán)液的濃度或者液位過高時(shí)，將部分循環(huán)液轉(zhuǎn)入陶瓷過濾機(jī)機(jī)進(jìn)行固液分離，轉(zhuǎn)換成固態(tài)的CaSO3［3］。

煙氣經(jīng)過脫硫后，通過50m 高煙囪排入大氣。

3 脫硫過程中遇到的問題

3.1 噴嘴、管路堵塞嚴(yán)重

工藝設(shè)計(jì)時(shí)為保證脫硫的效果，將脫硫塔里的噴嘴布局為“小多密廣”，即噴嘴的直徑小(分4mm和7mm 兩種)，噴嘴多(每層18 個(gè))，它們?cè)谒锩娣植济芗覐V泛，此設(shè)計(jì)確保了噴淋出來的CaO 水溶液與SO2氣體充分接觸，但相應(yīng)管路的直徑很小且彎頭很多，在脫硫循環(huán)液濃度較高，或者液里面有較大的顆粒異物的情況下，細(xì)小的噴嘴和彎曲的管路極易發(fā)生堵塞，嚴(yán)重的影響了脫硫的效果［4］。

3.2 噴嘴、管路易脫落

噴嘴，管路均為塑料制品，在長(zhǎng)期受到高溫，高壓的環(huán)境里，容易發(fā)生斷裂脫落。而脫落的部分又會(huì)隨著噴淋液循環(huán)到別的地方，從而引起新的堵塞。

表1 噴淋設(shè)施損耗情況

3.3 儀器、設(shè)備易腐蝕損壞

管路的堵塞，導(dǎo)致一些檢測(cè)流量，壓力的儀器長(zhǎng)期無(wú)法正常工作而損壞。脫落的物件，對(duì)噴淋塔內(nèi)部造成了沖擊損傷。而這些東西在進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)后，又會(huì)危害到砂漿泵、減速機(jī)的正常運(yùn)行。

3.4 檢修時(shí)間頻繁

由于存在著堵塞、脫落以及腐蝕等問題，要經(jīng)常打開脫硫塔，對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行全面的檢修，更換堵塞和脫落的噴嘴和管路。耗費(fèi)大量的人力和物力，影響了鼓風(fēng)爐，反射爐的正常生產(chǎn)。

表2 2010年噴淋塔維修情況

4 改進(jìn)及其效果

4.1 對(duì)噴嘴、管路進(jìn)行改進(jìn)

在保證脫硫效果的前提下，每層用一個(gè)直徑12mm 的A2型號(hào)的鈦制噴嘴，代替原來的18 個(gè)24NPT1/2型噴嘴，與之相配套的，將原來的支干噴淋改為主干噴林，這樣，噴嘴的直徑變大了許多，強(qiáng)度也增大了，從源頭消除了噴頭、管道堵塞脫落的現(xiàn)象。

4.2 在循環(huán)液回流處增加攔截裝置

為了徹底將大顆粒的物體從循環(huán)系統(tǒng)中清除，在循環(huán)液回流處，增設(shè)一個(gè)截流箱，里面設(shè)置一攔網(wǎng)。所有直徑大于1cm 的物體都將在這里被攔截。定期對(duì)攔網(wǎng)進(jìn)行清理。

4.3 使用新的脫硫介質(zhì)

針對(duì)原來95%，320 目的CaO 粉在投加的時(shí)候釋放大量的熱量，易揚(yáng)灰，容易傷害操作人員。經(jīng)過對(duì)比，選擇了85%，200 目的CaO 粉作為替代品。新的CaO 在投加的時(shí)候，釋放的熱量大大的減少了，現(xiàn)場(chǎng)的CaO 粉塵也相應(yīng)少了許多，保證了人員的安全和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的質(zhì)量，且費(fèi)用也大大的下降了［5］。

4.4 科學(xué)地調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH 值和濃度

為了保證脫硫的效果，循環(huán)液的pH 值需控制在4.5～5.5 之間。在此范圍內(nèi)，pH 值設(shè)置較高時(shí)，脫硫效果好，循環(huán)液濃度低，但石灰利用率不高。pH 值設(shè)置較低時(shí)，石灰利用率高，但脫硫效果相對(duì)而言較差，且循環(huán)液濃度也較高。綜合考慮后，采取了如下的措施:平時(shí)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)液pH 值設(shè)置較高，當(dāng)快要向陶瓷過濾機(jī)轉(zhuǎn)液進(jìn)行處理的時(shí)候，提前將pH 值降低。轉(zhuǎn)液結(jié)束后，將pH 值恢復(fù)較高值。這樣，即保證了脫硫效果，又提高了石灰的利用率。且轉(zhuǎn)出的循環(huán)液濃度較高，便于后續(xù)處理［6］。

5 效果

通過上述改進(jìn)后，使得整套脫硫系統(tǒng)得以順利運(yùn)行，從而保障了鉛鉍主線得以正常進(jìn)行生產(chǎn)。

圖2 技改前一年與技改后一年生產(chǎn)正常運(yùn)行率對(duì)比

在保證整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，脫硫效果也得到了保證，排放值達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(SO2的含量低于400mg/m3)。

表3 改進(jìn)后的煙氣脫硫效果SO2的含量(mg/m3)

6 結(jié)束語(yǔ)

通過上述一系列的改進(jìn)，在提高了設(shè)備的正常運(yùn)行率，降低了成本和費(fèi)用的基礎(chǔ)上，保證了脫硫的效果達(dá)到或超過國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，也使得在鉛鉍冶煉以及脫硫系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)工作人員有了較好的工作環(huán)境。在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，有著很現(xiàn)實(shí)的意義。而通過改進(jìn)的一系列的技術(shù)，也對(duì)其它的廢氣的脫硫處理工藝有一定的借鑒意義。

［1］丁中浩，翁達(dá).固體和氣體廢棄物再生與利用［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2006:12 -14.

［2］威廉斯.采礦選礦冶金工業(yè)廢物的產(chǎn)生與處理［M］.唐建文，譯.北京:冶金工業(yè)出版社，1995:34 -36.

［3］歐陽(yáng)建友.石灰-石膏濕法脫硫工藝淺談［J］.科普知識(shí)，2007(1):16 -17.

［4］肖文德，劉泉.二氧化硫的脫出與回收［M］.北京:化學(xué)工藝出版社，2001:3 -6.

［5］蔡霞.淺談石灰石礦深加工及其綜合利用［J］.金屬礦山，1993(11):33 -34.

［6］許濤，余秀麗，劉暢.淺議脫硫副產(chǎn)物的處理［J］.山東山大華特環(huán)保工程有限公司，2006:6 -8.