探討鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)的研究進(jìn)展

蔣欽文（柳州鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠,廣西 柳州 545002）

探討鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)的研究進(jìn)展

蔣欽文
（柳州鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠,廣西 柳州 545002）

摘 要：眾所周知，國家的生產(chǎn)建設(shè)離不開鋼鐵，鋼鐵行業(yè)是國家政治經(jīng)濟(jì)的命脈。照常理說在新煤下生產(chǎn)線后，就應(yīng)該進(jìn)行洗煤等措施，對(duì)煤進(jìn)行脫硫措施。但是很多煤礦由于種種原因無法做到，大量未經(jīng)處理的原煤就流入市場，流入了鋼鐵企業(yè)。鋼鐵企業(yè)受經(jīng)濟(jì)成本等因素影響無法選擇煤的來源，只能在生產(chǎn)工藝的方面作文章。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)煙氣；脫硫 ；新技術(shù) ； 研究與應(yīng)用

0 引言

我國是鋼鐵產(chǎn)量大國，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局顯示，2014年我國粗鋼產(chǎn)量達(dá)到8.227億噸。生產(chǎn)鋼鐵需要消耗大量的原材料和能源，而其能源的主要來源形式就是煤炭的燃燒。我們知道煤炭中的硫成分所占比例很高，如果不將煤進(jìn)行脫硫處理的話，煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫，據(jù)估計(jì)，一噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒大概會(huì)產(chǎn)生二氧化硫2.66-2.72噸，我國生產(chǎn)一噸鋼大約消耗1.3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，排除掉其他對(duì)環(huán)境的污染因素，保守估計(jì)2014年我國僅鋼鐵行業(yè)所產(chǎn)生的二氧化硫達(dá)27.8億噸以上。這么多的二氧化硫排放到大氣中，對(duì)環(huán)境的污染可想而知。我們公司研究國內(nèi)外其他鋼鐵企業(yè)脫硫工藝，并且組織科研人員不斷嘗試對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行脫硫的方法，經(jīng)過多年的不懈努力，終于自主研發(fā)出一套以燒結(jié)主抽余壓輸送燒結(jié)煙氣進(jìn)行氨法脫硫?yàn)楹诵牡男录夹g(shù)，解決如何對(duì)煙氣脫硫的難題。該新技術(shù)自從投入生產(chǎn)以來不僅對(duì)脫硫效果顯著，而且其副產(chǎn)品硫銨也有不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。全國的噸煤脫硫成本大約為10元，而我們柳鋼自從采用新技術(shù)后噸鋼的脫硫成本大約為3.6元。僅這一項(xiàng)使我們?cè)阡撹F行業(yè)的競爭的優(yōu)勢(shì)就顯露無疑。

1 燒結(jié)主抽余壓輸送燒結(jié)煙氣至脫硫塔

我們柳鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)的脫硫系統(tǒng)與常規(guī)設(shè)計(jì)不同，我們新建了360m2燒結(jié)系統(tǒng)將燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)壓力設(shè)定為1.9kpa，取消了增壓風(fēng)機(jī)。在設(shè)計(jì)過程中就有人認(rèn)為如果取消了增壓風(fēng)機(jī)這一設(shè)計(jì)會(huì)不會(huì)造成單靠主抽風(fēng)機(jī)壓力能否有能力將燒結(jié)煙氣全部輸送到脫硫系統(tǒng)。通過試運(yùn)行證明單個(gè)抽風(fēng)機(jī)完全有能力將燒結(jié)煙氣全部輸送到脫硫系統(tǒng)當(dāng)中。僅取消增壓風(fēng)機(jī)一項(xiàng)就節(jié)省設(shè)備安裝費(fèi)用500多萬，同時(shí)取消吸增壓風(fēng)機(jī)還有另一好處：以往的設(shè)計(jì)當(dāng)中燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)的同步操作相當(dāng)復(fù)雜，如需變更操作參數(shù)必須兩個(gè)機(jī)組的工作人員進(jìn)行協(xié)調(diào)，否者的話就會(huì)干擾生產(chǎn)線的正常工作，相當(dāng)難管理。取消增壓風(fēng)機(jī)后就沒有這樣的困擾，生產(chǎn)效率大大增加，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用也大大減少。

2 全部使用焦化氨水作為脫硫劑進(jìn)行燒結(jié)煙氣脫硫

在過去，柳鋼股份有限公司焦化廠在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的荒煤氣，這些荒煤氣中含有大量的氨，而氨恰恰又是煙氣脫硫中的脫硫劑，一般情況下這些荒煤氣都會(huì)直接排放掉，即浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。技術(shù)人員經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)可通過磷酸來有選擇性的萃取荒煤氣中的氨成分，并將其制成9%氨水。希望可以將這種氨水作為脫附劑供給煙氣脫硫生產(chǎn)。但是實(shí)驗(yàn)失敗了，在硫銨生產(chǎn)過程中只要給系統(tǒng)加熱，所制的硫銨溶液就會(huì)暴沸，無法量產(chǎn)，對(duì)整個(gè)脫硫過程有著極大的影響。技術(shù)人員仔細(xì)分析原因，自制氨水與外購液氨相比濃度低，有少量雜質(zhì)，在脫硫塔內(nèi)加自制氨水與加液氨所發(fā)生的反應(yīng)是不一樣的。怎樣解決這個(gè)難題呢？通過以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)人員提出了可以在硫銨生產(chǎn)過程中加入表面活性劑并且延長脫硫塔中硫銨溶液和燒結(jié)煙氣的氧化時(shí)間等一些措施，使得生產(chǎn)可以繼續(xù)順利。這一改革使得柳鋼實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的雙豐收。

3 主、副塔脈沖攪拌裝置

對(duì)副塔底部的脫硫污泥的清理在業(yè)內(nèi)一直是個(gè)難題，常規(guī)的做法投資很大，但其效果卻是微乎其微。柳鋼燒結(jié)廠經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，提出了在主塔和副塔的底部加裝玻璃鋼脈沖裝置，用以代替常規(guī)的攪拌泵。通過脈沖來對(duì)塔內(nèi)的脫硫泥漿進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁笸ㄟ^副塔中的輸送泵將脫硫泥漿運(yùn)出塔外。以往的攪拌器會(huì)因管的直徑等因素造成管內(nèi)泥漿殘留。而脈沖泵不會(huì)因?yàn)樗闹睆皆斐蓴嚢璧牟粡氐住＿@樣的攪拌裝置設(shè)計(jì)簡單，使用方便，而污泥的去除效果很好。而且所采用的脈沖泵就是很普通的化工泵，維護(hù)很方便。

4 硫銨溶液提純處理新技術(shù)

柳鋼360m2燒結(jié)煙氣系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，這樣的煙塵會(huì)沉積到硫銨母液當(dāng)中，如果不進(jìn)行處理，生產(chǎn)出硫銨的質(zhì)量無法保證。以往除去的渣泥的方法是過濾法，過濾出的渣泥還要找人運(yùn)輸?shù)綗Y(jié)中和料場，消耗人力物力，并且還會(huì)污染環(huán)境。燒結(jié)廠經(jīng)過科技攻關(guān)，想到了一種新的除去污泥的方法：設(shè)計(jì)一種新的沉淀罐（罐分為上下兩層，之間用排污閥隔開，下層位渣池。）

將硫銨母液注入沉淀罐中幾小時(shí)，待污泥完全沉淀到下層后，將上層清液轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)存罐中儲(chǔ)存，然后打開排污閥將污泥排入下層的渣池中。將污泥經(jīng)過洗滌后輸送至燒結(jié)污泥池。洗滌后的污泥不會(huì)污染環(huán)境，職工的勞動(dòng)強(qiáng)度也大大減小。應(yīng)用新技術(shù)后硫銨的生產(chǎn)正?；?，質(zhì)量也很穩(wěn)定。

5 150米懸掛式鋼內(nèi)筒濕煙囪

在以往的生產(chǎn)過程中由于煙筒的高度不夠，在遇到惡劣的天氣情況時(shí)，燒結(jié)煙氣擴(kuò)散不好，盡管脫硫后煙氣的部分二氧化硫已被除去，但是濕煙氣中還是含有相當(dāng)比例氮氧化合物，而這些氮氧化合物對(duì)環(huán)境的污染是相當(dāng)巨大的。常規(guī)的做法就是將煙筒直接放在脫硫塔頂，由于現(xiàn)在吊裝技術(shù)有限，可安裝的煙筒的最大長度僅為100米，而經(jīng)過測(cè)算150米的煙筒才能真正的滿足煙氣排放的基本要求。為了解決煙囪高度不夠的問題，柳鋼進(jìn)行了緊張得技術(shù)攻關(guān)，發(fā)明了150米懸掛式鋼內(nèi)筒濕煙囪的新技術(shù)，經(jīng)過測(cè)試，即使是在惡劣的環(huán)境下，燒結(jié)煙氣也可以正常排放。

6 氧化新技術(shù)

常規(guī)的氨法脫硫技術(shù)為了提高氧化率都會(huì)在在系統(tǒng)中加裝氧化風(fēng)機(jī)及其其它附屬設(shè)備?？萍既藛T經(jīng)過調(diào)研，利用燒結(jié)煙氣中氧含量較高的特點(diǎn)，革新氧化工藝，取消了氧化風(fēng)機(jī)，節(jié)省了安裝成本和運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。

7 非金屬管道代替金屬管道

鋼鐵廠的管道通常選用316L不銹鋼鋼管。這種鋼管在外觀上很難判斷真?zhèn)?，必須用特殊方法來判斷，采購周期很長，而且對(duì)焊接工藝的要求也相當(dāng)高，我廠在借鑒其它化工企業(yè)防腐管道的經(jīng)驗(yàn)以及從性價(jià)比等角度考慮決定選擇選高分子聚乙烯襯塑管、襯膠管、玻璃鋼管等非金屬管道代替316L不銹鋼管。

8 新系統(tǒng)運(yùn)行情況

2×360m2燒結(jié)機(jī)頭氨法煙氣脫硫2#360m2燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)于2012年8月正式投入生產(chǎn)，一個(gè)月后，廣西柳州環(huán)境監(jiān)測(cè)站工作人員到柳鋼來進(jìn)行了新型技術(shù)脫硫工程的驗(yàn)收工作。從表一數(shù)據(jù)顯示我柳鋼的新型脫硫工程從各項(xiàng)指標(biāo)上都要明顯優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。

硫銨制備系統(tǒng)的副產(chǎn)物硫銨經(jīng)過化學(xué)分析達(dá)到了國標(biāo)GB535-1995化肥硫酸標(biāo)準(zhǔn)，是國標(biāo)銨一級(jí)品。高效真空蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，得到的脫硫副產(chǎn)物硫銨經(jīng)分析化驗(yàn)，含氮量超過21%，水分低于0.2%，游離酸含量小于0.05%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL808-2002副產(chǎn)硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國標(biāo)銨一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。

從運(yùn)行情況來看，新型脫硫裝置主要技術(shù)指標(biāo)均已滿足設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)工作持續(xù)平穩(wěn)，對(duì)燒結(jié)煙氣的處理很徹底，適合鋼鐵工業(yè)燒結(jié)煙氣的脫硫。

9 結(jié)束語

柳鋼3臺(tái)360m2燒結(jié)機(jī)上應(yīng)用燒結(jié)煙氣深度脫硫新技術(shù)取得了很好的效果，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，能耗低，解決了困擾鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣氨法脫硫的老問題。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：蔣欽文(1982-)，男，本科，助理工程師，主要從事：環(huán)保技術(shù)方面的工作。