燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫廢水處理及工藝設(shè)計(jì)

謝文清

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燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫廢水處理及工藝設(shè)計(jì)

謝文清

本文介紹了韶關(guān)冶煉廠二燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫工藝的現(xiàn)狀，針對脫硫過程產(chǎn)生的廢水進(jìn)行水處理工藝設(shè)計(jì)，并成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，使煙氣脫硫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

燒結(jié)煙氣； 脫硫； 廢水； 工藝設(shè)計(jì)； 零排放

韶關(guān)冶煉廠Ⅱ系統(tǒng)燒結(jié)自2008年30萬t挖潛技改后，燒結(jié)機(jī)實(shí)現(xiàn)大風(fēng)量操作，燒結(jié)機(jī)頭煙氣量60 000～65 000 m3/h，煙氣含塵500～900 mg/m3，煙氣含SO2濃度5 500～7 000 mg/m3，煙氣溫度50～80 ℃。為使機(jī)頭煙氣達(dá)標(biāo)排放，采用成熟可靠、應(yīng)用廣泛的石灰- 石膏濕法脫硫技術(shù)對燒結(jié)機(jī)頭煙氣進(jìn)行除塵脫硫處理，副產(chǎn)品石膏渣外賣，脫硫廢液(即濾后液，約30 m3/h)則泵至Ⅱ燒結(jié)濃密池，然后直接排至深度處理系統(tǒng)。

自2010年10月工廠停產(chǎn)以來，為實(shí)現(xiàn)二粗煉系統(tǒng)廢水零排放的目標(biāo)，工廠組織力量對全廠工藝廢水進(jìn)行全面整治，而燒結(jié)機(jī)頭脫硫廢水處理問題成為廢水整治的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。因此，燒結(jié)脫硫廢水能否零外排或減排，成為影響二粗煉系統(tǒng)廢水零排放的關(guān)鍵。

1 石灰- 石膏脫硫工藝簡介

石灰-石膏脫硫技術(shù)主要采用石灰乳在動力波塔內(nèi)噴淋洗滌SO2煙氣，使石灰乳液吸收SO2，并發(fā)生反應(yīng)。

二燒結(jié)機(jī)頭煙氣含塵500～900 mg/m3，為防止煙塵附著在塔內(nèi)，在脫硫之前通過機(jī)頭煙氣收塵管進(jìn)入機(jī)頭大布袋收塵系統(tǒng)進(jìn)行除塵。經(jīng)過除塵后煙氣(含塵<100 mg/m3)從頂部自上往下進(jìn)入動力波塔，與向上噴射的石灰乳洗滌液逆流相撞，氣體及液體動量達(dá)到相對平衡時(shí)，形成一段穩(wěn)定的泡沫層，氣液經(jīng)充分接觸后，95%以上的SO2被除掉。同時(shí)煙氣溫度經(jīng)冷卻后進(jìn)入動力波塔內(nèi)，較潔凈的含有霧沫的煙氣在塔內(nèi)經(jīng)過捕沫器除沫后，再進(jìn)入復(fù)擋(復(fù)噴)除霧器，氣水分離后的煙氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)送至煙囪外排。工藝流程見圖1。

圖1 二燒結(jié)機(jī)頭脫硫系統(tǒng)改造前工藝流程

由于燒結(jié)機(jī)頭脫硫系統(tǒng)反應(yīng)生成渣漿液量大，現(xiàn)有廂式壓濾機(jī)(2臺)的能力小，現(xiàn)場壓濾需要人工操作，經(jīng)常出現(xiàn)漏漿或帶漿的情況，導(dǎo)致濾后液質(zhì)量差，含有顆粒物，懸浮物高，如果將濾后液直接泵回廠西石灰乳消化系統(tǒng)配置石灰，極可能導(dǎo)致沿途管道堵塞(管道長度約500 m)，檢修維護(hù)麻煩，配置出來的石灰乳脫硫劑亦會影響脫硫效率。若將這部分濾后液直接排至深度處理站處理，其高含量鈣離子會影響到同期建設(shè)的RO膜處理系統(tǒng)和蒸鹽結(jié)晶系統(tǒng)的正常運(yùn)行，帶來的設(shè)備故障及其檢修維護(hù)將對工廠影響巨大。

2 設(shè)計(jì)方案比較

針對脫硫系統(tǒng)產(chǎn)出的廢水問題，尋求合理的處理方案將成為燒結(jié)機(jī)頭脫硫系統(tǒng)能否順利運(yùn)行的關(guān)鍵，成為工廠實(shí)現(xiàn)二粗煉復(fù)產(chǎn)的重要因素。因此，工廠組織開展脫硫廢水處理方案研討，具體方案如下：

方案1：針對脫硫系統(tǒng)壓濾機(jī)能力小的問題，采用帶式真空過濾機(jī)替代原廂式壓濾機(jī)，可解決壓濾能力不足、人工勞動強(qiáng)度大的問題，但缺點(diǎn)是帶式真空過濾機(jī)設(shè)備占地面積大，設(shè)備費(fèi)用貴，維護(hù)復(fù)雜，附屬設(shè)施多帶來建設(shè)投資高，產(chǎn)出的濾液多，無法循環(huán)利用，不能達(dá)到減排或零排放的目的。

方案2：采取“二次沉淀、二次精過濾”的思路，增設(shè)沉淀濃縮池使石膏渣漿濃縮，緩解壓濾機(jī)壓力；增設(shè)西恩過濾器作二次精過濾，解決濾后液質(zhì)量差的問題，濾后液水質(zhì)可達(dá)到石灰乳配液和動力波脫硫塔補(bǔ)水回用標(biāo)準(zhǔn)，具有投資費(fèi)用低，設(shè)備占地面積少，操作維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

方案3：以干法脫硫替代濕法脫硫，可解決脫硫系統(tǒng)產(chǎn)出廢水等系列問題，但缺點(diǎn)是原有脫硫系統(tǒng)需拆除后新建，工程量大，工程投資最高。

針對以上方案，根據(jù)工廠的實(shí)際情況，在進(jìn)行技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性論證對比后，本次改造將采取方案2進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。

3 新工藝主要改造內(nèi)容

本項(xiàng)目改造在保留石灰- 石膏脫硫技術(shù)的前提下，對目前的工藝流程進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，利用原有脫硫、除塵等設(shè)備，節(jié)省項(xiàng)目投資，主要改造內(nèi)容有：

3.1 新建沉淀濃縮池設(shè)計(jì)

新設(shè)計(jì)Φ8 000×3 500沉淀濃縮池1座，采用玻璃鋼內(nèi)襯防腐，用于預(yù)處理動力波洗滌塔反應(yīng)完全后輸送過來的石膏渣漿液約40～50 m3/h。

根據(jù)計(jì)算，濃縮池沉淀時(shí)間～4 h，一是為了減少石膏渣漿含水量，其次是為了使石膏渣漿液中的活性成分在濃縮池內(nèi)有足夠的反應(yīng)時(shí)間，避免其上清液二次過濾時(shí)影響過濾設(shè)備、二次濾液質(zhì)量及管道設(shè)備堵塞等。經(jīng)過預(yù)濃縮后，濃縮池上清液溢流至濾液中間槽，作為二次過濾的進(jìn)液，濃縮池的底流由軟管泵輸送至廂式壓濾機(jī)進(jìn)行一次過濾。

3.2 二次過濾工藝設(shè)計(jì)

機(jī)頭脫硫系統(tǒng)增設(shè)Φ3 300×6 100西恩過濾器作為二次過濾設(shè)備，該過濾器采用高分子粒子吸附過濾技術(shù)，利用一層懸浮過濾介質(zhì)，吸收過濾液體中的懸浮物，使排出液清澈，懸浮物去除效率在98%以上。另外，其采用獨(dú)特的空氣反沖洗技術(shù)，避免設(shè)備堵塞和結(jié)垢，以保證長期的過濾效果。

西恩過濾主要處理廂式壓濾機(jī)的濾后液及沉淀濃縮池的上清液。濃縮池底流送至廂式壓濾機(jī)過濾后，濾液返回濾液中間槽，與濃縮池的上清液一起送西恩過濾器進(jìn)行二次過濾；廂式壓濾機(jī)處理后得到的石膏渣可外賣；經(jīng)西恩過濾器二次過濾后，上清液返回清液儲槽，作為廠西石灰乳配置用水或動力波噴淋補(bǔ)水，過濾后得到的污泥按反沖洗設(shè)定的程序自動排至地槽，可定期使用潛污泵打進(jìn)濃縮池處理，如此即可形成閉路循環(huán)。西恩過濾器示意圖見圖2。

圖2 西恩過濾器示意圖

3.3 工藝管路設(shè)計(jì)

工藝管路設(shè)計(jì)改造包括：

(1)原動力波至廂式壓濾機(jī)的渣漿液輸送管道改造，直接進(jìn)入沉淀濃縮池；

(2)增設(shè)沉淀濃縮池上清液溢流至濾液中間槽管路；

(3)增設(shè)沉淀濃縮池底流至廂式壓濾機(jī)管路；

(4)增設(shè)濾液中間槽至西恩過濾器管路；

(5)增設(shè)西恩過濾器反沖洗、排液管路；

(6)增設(shè)西恩過濾器上清液至清液儲槽管路；

(7)增設(shè)清液儲槽至廠西石灰消化間管路。

3.4 輸送設(shè)備設(shè)計(jì)

輸送設(shè)備設(shè)計(jì)改造包括：

(1)增設(shè)軟管泵2臺，用于沉淀濃縮池底流輸送設(shè)備；

(2)增設(shè)濾液中間槽至西恩過濾器輸送水泵2臺(Q=50 m3/h，H=33 m)；

(3)增設(shè)清液儲槽至廠西石灰消化間水泵2臺(Q=60 m3/h，H=54 m)。

經(jīng)過以上改造后，二燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫系統(tǒng)新工藝流程如圖3。

圖3 二燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫系統(tǒng)新工藝流程圖

4 新工藝投產(chǎn)情況

本項(xiàng)目自2012年9月改造完成投入運(yùn)行以來，工藝順暢，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，處理后回水水質(zhì)達(dá)到石灰乳配置和動力波補(bǔ)水要求。一方面有效減少廢水外

排量30 m3/h，節(jié)省廢水處理費(fèi)用，節(jié)約新水用量，避免深度處理系統(tǒng)設(shè)備故障；另一方面完善脫硫系統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)廢水閉路循環(huán)，零外排。脫硫系統(tǒng)改造前后水質(zhì)對比見表1。

表1 脫硫系統(tǒng)水質(zhì)對比

5 結(jié)論

目前國內(nèi)大多數(shù)濕法脫硫工藝產(chǎn)生的廢水，都直接排至污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，這不僅增加了廢水處理量，處理費(fèi)用增加，直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且處理后廢水未能返回脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用。補(bǔ)充新水用量增加，生產(chǎn)成本也跟著提高。其次脫硫廢水中含有部分可利用的(未被完全反應(yīng)的)脫硫劑，若能夠返回循環(huán)利用，可有效減少脫硫劑使用量。

本工程經(jīng)過改造，脫硫系統(tǒng)工藝得到完善，脫硫廢水就地處理，減少廢水外排，減少新水用量，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部閉路循環(huán)，為濕法脫硫工藝廢水處理問題開辟了新的途徑，具有推廣意義。

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(韶關(guān)冶煉廠，廣東 韶關(guān) 512024)

Waste water treatment and process designing of sintering flue gas desulfurization process

XIE Wen-qing

This paper introduces the current situation of sintering flue gas desulfurization process in Shaoguan smelter NoⅡsystem．In view of waste water produced by the desulfurization process，water treatment process was designed and successfully applyed in production practice. The waste water zero discharge was realized in the flue gas desulphurization system．

sintering flue gas； desulfurization； waste water； process design； zero emissions

謝文清(1984—)，男，海南澄邁人，有色冶金工程師。

2015- 02- 01

TF805.3

B

1672- 6103(2015)06- 0058- 03