氨法脫硫在線除灰渣系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造經(jīng)驗(yàn)探討

熊焱軍

摘 要：對(duì)于氨法脫硫工程來(lái)說(shuō)，灰渣的富集是一個(gè)揮之不去的工程現(xiàn)狀，現(xiàn)有的除灰渣方式可靠性相對(duì)欠缺。本文針對(duì)氨法脫硫在線除灰渣的難題，擬定了合理的設(shè)備改造方式，同時(shí)，結(jié)合都市環(huán)保氨法脫硫裝置的實(shí)際情況，闡述了今后氨法脫硫裝置設(shè)計(jì)以及運(yùn)營(yíng)優(yōu)化方面的建議。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫；運(yùn)行調(diào)整；在線除灰渣

鑒于國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備和管理水平，燒結(jié)機(jī)后電除塵除塵效果相比常規(guī)電廠有一定的差距，入塔煙氣粉塵含量有時(shí)會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)值，常規(guī)氨法脫硫的除灰渣系統(tǒng)大多采用單一膜式過(guò)濾除灰渣，其優(yōu)點(diǎn)是除灰渣效果良好，資金投入少，長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用較低。但是缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，燒結(jié)機(jī)一旦轉(zhuǎn)換原料品質(zhì)或電除塵運(yùn)行工況變差，大量的偏離膜式除灰渣運(yùn)行工況的粉塵灰渣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，會(huì)直接導(dǎo)致膜式除灰渣系統(tǒng)的堵塞，堵塞后處理工作量大、耗時(shí)耗力且如果處理不當(dāng)，對(duì)環(huán)境將造成嚴(yán)重的污染。

鑒于氨法脫硫常規(guī)除灰渣系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題，持續(xù)運(yùn)行能力差，常規(guī)的膜式過(guò)濾系統(tǒng)出灰渣性能下降后，大量灰渣在濃縮塔以及脫硫塔內(nèi)富集，嚴(yán)重時(shí)堵塞除霧器甚至造成除霧器以及噴淋系統(tǒng)的垮塌，造成整個(gè)脫硫系統(tǒng)癱瘓。

另外，在檢修時(shí)人工清渣不但耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力而且嚴(yán)重影響燒結(jié)生產(chǎn)的同步率。溶液中的灰渣還會(huì)轉(zhuǎn)移至硫銨系統(tǒng)，在溶液蒸發(fā)結(jié)晶工藝過(guò)程中，灰渣將在系統(tǒng)管道內(nèi)壁沉積結(jié)垢，極大的影響換熱效率。

同時(shí)，堅(jiān)硬的垢殼附著在管道內(nèi)壁，減少了管道的通流面積，嚴(yán)重情況下造成管道的堵塞，硫銨系統(tǒng)癱瘓，且堵塞點(diǎn)不易查找，只有進(jìn)行大面積割管排查，極大的影響硫銨系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而且，硫酸銨產(chǎn)品也會(huì)由于灰渣含量高而晶體顏色變深變黑，造成硫銨產(chǎn)品銷售后退貨，給運(yùn)營(yíng)部的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)極大的困擾、麻煩和后果。

都市環(huán)保日鋼運(yùn)營(yíng)部現(xiàn)有系統(tǒng)采用氧化空氣鼓入濃縮塔和脫硫塔曝氣氧化，氧化空氣噴頭在濃縮塔脫硫塔內(nèi)均布性較差，塔內(nèi)湍流流場(chǎng)不理想，故部分區(qū)域灰渣淤積較嚴(yán)重。濃縮塔塔內(nèi)漿液抽至沉淀罐后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)算，靜置沉淀時(shí)間須在24小時(shí)以上才有初步的沉淀效果，且一級(jí)沉淀罐尺寸較小，現(xiàn)有二級(jí)沉淀池只能去除大顆?；以?，一級(jí)沉淀罐二級(jí)沉淀池對(duì)細(xì)顆?；以コЧ睿绊懗善妨蛩徜@的品質(zhì)。日鋼運(yùn)營(yíng)部現(xiàn)有系統(tǒng)塔內(nèi)湍流流場(chǎng)分布不均，沉淀時(shí)間長(zhǎng)，細(xì)顆粒度的灰渣去除效果差，產(chǎn)出的硫銨原料液的量達(dá)不到生產(chǎn)要求，亟待改進(jìn)。

為解決氨法脫硫系統(tǒng)內(nèi)灰渣的富集問(wèn)題，我部在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)各種技術(shù)路線的灰渣去除設(shè)備進(jìn)行考察，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何一種整套設(shè)備和工藝可以完全解決氨法脫硫系統(tǒng)內(nèi)灰渣富集的問(wèn)題，在這個(gè)困擾氨法脫硫大規(guī)模推廣的問(wèn)題上，沒(méi)有任何前人的道路可走，都市環(huán)保日鋼運(yùn)營(yíng)部研發(fā)的此套除灰渣系統(tǒng)以及工藝路線，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上氨法脫硫灰渣處理的先河。

經(jīng)試驗(yàn)，取濃縮塔內(nèi)溶液樣品，由正常肉眼觀察可得出灰渣顆粒的下降引起水流的擾動(dòng)處于層流狀態(tài)，故Re<1，用斯托克斯公式：

通過(guò)沉速可以將一級(jí)沉淀罐的沉淀速度控制在去除效率最高的區(qū)段。

對(duì)于二級(jí)三級(jí)沉淀池可以視為理想沉淀池：由流入?yún)^(qū)、沉降區(qū)、流出區(qū)和污泥區(qū)四部分組成。

在改造中分別選取一級(jí)圓錐形沉淀罐和二級(jí)三級(jí)矩形沉淀池總?cè)コ首罡叩牧魉?，可以將灰渣最大限度的除去?/p>

該燒結(jié)氨法脫硫在線除灰渣系統(tǒng)基于現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行合理化改造，最大限度的減少投資費(fèi)用，采用氧化風(fēng)機(jī)風(fēng)管塔內(nèi)噴槍和循環(huán)反沖噴管的合理化布置，可以使脫硫塔濃縮塔塔內(nèi)灰渣充分?jǐn)噭?dòng)懸浮，紊流狀態(tài)的溶液攜帶灰渣被泵體抽出輸送至灰渣去除系統(tǒng)。

濃縮塔檢修泵將溶液引入一級(jí)沉淀罐，后自流進(jìn)入二級(jí)矩形沉淀箱三級(jí)沉淀池，此種沉降方式可將不同細(xì)度的灰渣顆粒盡可能的多沉降，通過(guò)一級(jí)沉淀罐和二級(jí)沉淀箱底部的輸送管道將灰渣漿液打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓榨，由于兩個(gè)一級(jí)沉淀罐的交替使用，足夠長(zhǎng)的靜置沉淀時(shí)間保證了高效的去除效率。此種設(shè)備布置以及運(yùn)行工藝參數(shù)控制的彈性，從設(shè)備和工藝上提供了一個(gè)隨需應(yīng)變的高可靠性的灰渣去除系統(tǒng)。

都市環(huán)保日鋼運(yùn)營(yíng)部改造的氨法脫硫在線除灰渣系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)對(duì)塔內(nèi)氧化空氣曝氣管以及反沖泵塔內(nèi)管道的優(yōu)化，可以增強(qiáng)塔內(nèi)的湍流效果，防止灰渣顆粒的局部沉積，通過(guò)在一級(jí)沉淀罐以及沉淀池中增加三級(jí)沉淀箱，三級(jí)沉淀箱內(nèi)設(shè)置鐘式斜坡，可以有效的去除細(xì)顆?；以ㄟ^(guò)上述系統(tǒng)和設(shè)備的改造，不但可以有效的除去塔內(nèi)不同細(xì)度的灰渣，同時(shí)，對(duì)進(jìn)入塔內(nèi)的煙塵濃度、煙塵顆粒大小以及燒結(jié)機(jī)電除塵工況有極大的適應(yīng)性。日鋼運(yùn)營(yíng)部此種除渣工藝不但減少塔內(nèi)灰渣的富集，極大的提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性而且隨著塔內(nèi)灰渣含量的降低，同時(shí)也減輕了系統(tǒng)設(shè)備的磨損、檢修時(shí)開(kāi)塔清渣的工作量和清淤維護(hù)費(fèi)用，提高硫銨品質(zhì)和品相。不僅如此，由于溶液細(xì)小灰渣含量的降低，對(duì)困擾氨法脫硫煙囪出口煙氣拖尾現(xiàn)象也有一定程度的改善。

氧化風(fēng)機(jī)風(fēng)管系統(tǒng)塔內(nèi)噴槍布置和循環(huán)反沖噴管布置進(jìn)行優(yōu)化改造，使脫硫塔濃縮塔塔內(nèi)灰渣充分?jǐn)噭?dòng)懸浮，紊流狀態(tài)的溶液攜帶灰渣被泵體抽出輸送至灰渣去除系統(tǒng)，后續(xù)除灰渣可以將含泥渣溶液進(jìn)行閉式循環(huán)，通過(guò)3級(jí)沉淀分離后進(jìn)行壓榨除渣，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，比單一沉淀罐除渣節(jié)省沉淀時(shí)間，除渣效率高。

創(chuàng)新性的在線三級(jí)沉淀壓榨工藝（圖1），在不同的沉淀罐中分除去粒徑不同的灰渣顆粒，將經(jīng)過(guò)凈化循環(huán)的清液返回濃縮塔，濃縮塔抽出高灰渣濃度的漿液返回低灰渣濃度的漿液，達(dá)到減少脫硫塔濃縮塔內(nèi)灰渣富集的效果，由于降低了半成品硫銨溶液的灰渣含量，也可以提高硫銨產(chǎn)品的品質(zhì)。

整個(gè)灰渣去除系統(tǒng)獨(dú)立于脫硫系統(tǒng)和硫銨系統(tǒng)，雙板框設(shè)計(jì)可以大大提高除灰渣系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過(guò)改造后長(zhǎng)期運(yùn)行，整個(gè)除灰渣系統(tǒng)運(yùn)行效果良好。

參考文獻(xiàn)：

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