燒結(jié)濕法脫硫“白煙”治理工藝探索與實踐

李元廷，王皎月，伍雁梅，鄧孝天，梁遠軍，張 毅

（四川省達州鋼鐵集團有限責任公司，四川 達州635002）

1 “水霧”形成的原因

達鋼80m2和320m2燒結(jié)機煙氣脫硫裝置于2010年投用，當時燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)尚處于發(fā)展階段，沒有完全成熟可靠的工藝可借鑒，目前仍無成熟可靠的主流工藝。而濕法脫硫則以寶鋼為代表應(yīng)用更廣泛，占現(xiàn)已建成投產(chǎn)的煙氣脫硫裝置的84%。幾年前相關(guān)部門和工程技術(shù)人員經(jīng)反復(fù)論證研究，結(jié)合達鋼實際，采用了石灰－石膏濕法脫硫。濕法脫硫后的煙氣含濕量較高（13%～15%），煙溫較低（50℃～55℃），脫硫后的煙氣進入環(huán)境空氣中時，煙溫下降，煙氣中水蒸氣處于過飽和狀態(tài)，部分水蒸氣冷凝結(jié)霧，從而出現(xiàn)“白煙”現(xiàn)象。

2 “水霧”治理的必要性

有的發(fā)達國家要求煙囪排煙溫度高于80℃，所以就看不到“白煙”。我國對煙囪排煙溫度沒有作要求，因此我國濕煙氣出現(xiàn)“白煙”的現(xiàn)象很普遍。但由于達鋼特殊的地理位置，廠區(qū)上空形成煙霧繚繞的景象，給達鋼的企業(yè)形象帶來了嚴重的負面影響，廠區(qū)周邊的居民和市委市府的相關(guān)職能部門反映強烈，給達鋼施加了強大的壓力。多年來，達鋼一直致力于徹底治理和解決這一現(xiàn)象，但苦于國內(nèi)外至今沒有成熟的技術(shù)和成功的工程項目先例可資借鑒，因此，煙囪“白煙”現(xiàn)象沒有得到有效的治理。

3 目前消除“水霧”的工藝方法及優(yōu)缺點

我國濕煙氣出現(xiàn)“白煙”的現(xiàn)象很普遍，消除“白煙”的技術(shù)研究進展也十分緩慢。達鋼技術(shù)中心通過與科研院所、同行企業(yè)等咨詢、了解，概括起來目前消除“白煙”的技術(shù)方法主要有加熱和冷凝兩種方式，但均投資大、能耗高，而且目前在全國乃至全世界至今尚無一成功實例。目前消除“白煙”的方法及優(yōu)缺點見表1：

4 創(chuàng)新工藝方法

達鋼技術(shù)中心幾年來通過咨詢、交流，反復(fù)比較論證，尋求適合達鋼的“白煙”治理方案。提出了利用燒結(jié)礦帶冷余熱的“低能耗混合干燥法”的工藝方法。

表1 目前消除“白煙”的工藝方法及優(yōu)缺點

4．1 技術(shù)創(chuàng)新理論

“白煙”的煙氣速度從15m／s降至5．5m／s時，理論上大于極限霧滴39μm 的液滴與煙氣100%分離，因此脫水后煙氣的飽和度為100%。而達鋼地區(qū)常年空氣濕度的飽和度低于90%，由于帶冷機廢氣與大氣的飽和度相同是90%。脫水后的煙氣與帶冷廢氣混合后的氣體飽和度如下：

以上理論計算得出，混合后的絕對含濕量低于大氣對飽和溫度的絕對飽和含濕量的93．3%，所以脫硫煙氣與帶冷廢氣混合后不會產(chǎn)生白煙。

4．2 工藝描述

采用擋板＋旋風＋絲網(wǎng)三級復(fù)合脫水器及彎管脫水對煙氣進行減速、降溫、冷凝，脫水后的煙氣經(jīng)引風機送至混合塔，與帶冷機熱煙氣充分混合后，經(jīng)混合塔煙囪排放。工藝流程如圖1。

4．3 技術(shù)措施

（1）利用三級復(fù)合脫水器對煙氣進行脫水；

（2）采用熱交流的原理，降低煙氣中溫度，達到脫水的目的；

（3）利用燒結(jié)機廢氣余熱加熱混合煙氣，蒸發(fā)飽和水氣量；

（4）利用干燥的帶冷熱風與脫硫煙氣混合達到降低混合氣飽和水氣量。

（5）利用玻璃粼片對塔體內(nèi)壁、管道內(nèi)壁等進行噴涂防腐處理。

通過以上這些措施，使混合煙氣飽和水含量低于大氣中飽和水含量，從而消除了冒“白煙”的現(xiàn)象。

圖1 工藝流程

5 實踐和推廣應(yīng)用

“低能耗混合干燥法”利用外部廢熱源加溫，不影響系統(tǒng)的運行，并且運行成本低。系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備簡單，易于維護。從技術(shù)上和經(jīng)濟上較其它方案簡單易行，可操作性強。

達鋼80m2燒結(jié)脫硫煙氣“白煙”治理項目，采用達鋼技術(shù)中心自主創(chuàng)新的“低能耗混合干燥法”，試驗裝置投資約400萬元，建成后于2014年2月25日試運行，運行效果良好，實施后幾乎看不到煙囪“白煙”現(xiàn)象，達到了預(yù)期的效果，并準備推廣應(yīng)用于320m2燒結(jié)脫硫煙氣“白煙”的治理。

6 結(jié)語

燒結(jié)煙氣“白煙”治理的工藝方法目前國內(nèi)外尚無一成功案例，該工藝的實施，填補了燒結(jié)煙氣“白煙”治理的空白。而且由于其投資省、維護簡便、運行成本低，與現(xiàn)有加熱或冷凝工藝動輒上千萬的投資和運行成本相比，更加適合在達鋼及鋼鐵企業(yè)得到廣泛的推廣和應(yīng)用。