試析濕式DS系列專利脫硫技術在球團燒結煙氣脫硫的應用

鄒　陽（中冶長天國際工程有限責任公司，長沙　410007）

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試析濕式DS系列專利脫硫技術
在球團燒結煙氣脫硫的應用

鄒陽
（中冶長天國際工程有限責任公司，長沙410007）

摘要：燒結球團生產過程中的二氧化硫煙氣給環(huán)境帶來了較大的威脅，隨著節(jié)能減排理念的提出，國家加強了對二氧化硫煙氣的治理，鋼鐵行業(yè)也加快了對燒結球團脫硫技術的研究，不同的脫硫技術得到應用。本文以濕式脫硫設備為基礎，分析了設備中煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的應用。

關鍵詞：濕式脫硫設備；燒結球團；技術應用

0　引言

隨著國內重工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵產品的需求量逐年上升，燒結球團生產過程中的煙氣量逐年增多，由于技術水平的限制，二氧化硫煙氣不能有效處理，對環(huán)境治理工作帶來了較大的壓力［1］。國家推行“十二五”計劃后，環(huán)保部門辦不了一些環(huán)境治理措施，對鋼鐵生產過程中的脫硫工藝提出了較高的要求。《污染物排放標準》中規(guī)定鋼鐵燒結球團行業(yè)排入大氣中的二氧化硫含量在200mg/Nm3以下，面對嚴格的排放標準，燒結球團行業(yè)為了生存和發(fā)展，必須對脫硫系統(tǒng)進行改造。本文提出的濕式脫硫設備（DS- 多相反應器），具有較高的脫硫效益。

1　濕式脫硫技術的應用原理

在燒結球團煙氣脫硫中應用濕式石灰-石膏法應用過程中，DS-多相反應器為核心設備。DS-多相反應器系統(tǒng)中包含多個吸收單元，不同的單元都有相應的回轉體式結構。反應器頂端流出煙氣和制備好的吸收漿液，在特殊內置結構的作用下，氣、液相的速度和方向將會出現(xiàn)變化。中央回轉體結構保證漿液在流動過程中均勻分布，形成液膜和液幕，液膜和液幕從中央位置向四周擴散。塔壁上的錐環(huán)將散開的漿液向下聚集，形成新的液膜和液幕。液幕與吸收塔中的結構產生沖擊時，擴散成液沫和液滴。由于生產過程中產生的煙氣和漿液之間存在較大的速度差，煙氣穿過液幕時，液幕將會被霧化小直徑的霧滴，此時反應器中將會充滿液膜、液幕和液滴。氣體和液體充分接觸的過程中，煙氣中的二氧化硫氣體將會被有效吸收。

從結構上看，吸收塔內的速度場分為渦流區(qū)域和高速流動區(qū)域，其中渦流區(qū)域可以加快漿液的混合，保證充分接觸，從上到下渦流區(qū)將會被逐漸壓縮；高速流動區(qū)主要實現(xiàn)漿液的分散和霧化，增大漿液的接觸面積，從上到下高速流動區(qū)將會逐漸擴大，漿液的霧化效果逐漸加強［2］。

2　濕式脫硫技術的應用

2.1技術方案和應用流程

濕式石灰-石膏法脫硫過程中，在吸收塔中加裝DS-多相反應器，工況煙氣量設計時每小時處理21萬m3煙氣量，以提高脫硫效率為目標。脫硫工藝中的吸收劑為石灰粉，脫硫后的煙氣會經過除霧器，除霧器除去煙氣中有害霧滴，之后煙氣經過煙囪排放，脫硫產物主要為石膏漿液，可以將料漿泵送到建筑用地。球團廠應用的脫硫系統(tǒng)中包含煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，主要設備為吸收塔、循環(huán)槽、循環(huán)泵、排出泵、氧化設備、除霧器、煙囪、石灰粉存儲設備、給料泵等，其中循環(huán)槽中包括攪拌裝置。工業(yè)生產中的煙氣進入多相反應器，脫硫后的煙氣進入除霧器，除霧器除霧后經過煙囪排放，為了避免酸液對煙囪的腐蝕，可以應用高分子材料制作煙道和煙囪［3］。

一般球團廠煙氣中的二氧化硫濃度高于5000mg/Nm3，為了提高脫硫效率，濕式脫硫工藝應用過程中可以將兩臺多相反應器串聯(lián)使用，不同的多相反應器中包含三個組合單元，反應器的直徑一般為4500mm。不同多相反應器下安裝有循環(huán)槽，循環(huán)槽上部側面接裝煙氣出口通道。針對一級循環(huán)槽而言，其中的脫硫漿液經過排出泵排出。原有的煙氣和吸收漿液從反應器流入，氣體和液體充分混合接觸，之后進入循環(huán)槽，早循環(huán)槽上部分離。煙氣進入吸收塔中與吸收漿液充分混合，煙氣中的大部分二氧化硫被吸收，吸收后的煙氣進入二級吸收塔，之后與吸收劑充分反映，降低二氧化硫的排放濃度。在制漿系統(tǒng)中，重要的工作是要完成石灰漿液制備，漿液制備過程中涉及到漿液的儲存和給料系統(tǒng)設計。石灰原料經過密封罐車運輸?shù)矫摿驁龅?，之后通入適量的壓縮空氣，保證石灰原料可靠儲存。儲存系統(tǒng)中設置有料位測量器和稱重裝置，稱重裝置按照需求量將石灰導入制漿槽中，按照科學的比例加入工藝水混合通過一定時間的攪拌后制成石灰漿液，石灰漿液的固體含量控制在15%以下。制備好的石灰漿液經過吸收劑給料泵進入煙氣吸收系統(tǒng)。脫硫過程中應用的給排水系統(tǒng)包括工藝水給水和脫硫漿液處理系統(tǒng)，廠區(qū)內的工業(yè)水管網可以為生產過程提供工藝水，脫硫石膏可以經過料漿排出泵排出，同時可以將尾礦池內的澄清液回收，用于石灰制漿過程和補充吸收過程。

2.2應用實例

某球團廠應用濕式DS脫硫技術，從2014年運行至今，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硫效率較高，設備運行過程中維護方便，管理費用較低。

應用過程中，煙氣進入一級吸收塔，煙氣與塔中的吸收劑充分反應，70%的二氧化硫被吸收，剩下的二氧化硫會進入到二級吸收塔中與吸收劑反應，將排出的二氧化硫含量降到最低。氣體和液體在吸收塔內形成高速流動區(qū)域，兩者充分 混合，脫硫效率進一步提高。該球團廠脫硫前后的二氧化硫濃度分別為4565000mg/Nm3和48mg/Nm3，二氧化硫的產生量和排放量分別為1445噸和42噸，綜合脫硫效率在98%左右。設備應用過程中發(fā)現(xiàn)，由于沒有應用噴嘴，循環(huán)泵的揚程較小，能耗降低，年費用月40萬元，脫硫成本約300元/噸，與傳統(tǒng)的雙堿法脫硫工藝相比，脫硫成本降低400元/噸。設備運行過程中，吸收塔耐磨耐高溫，維護方便，避免了傳統(tǒng)吸收工藝中塔體滲漏的問題，使用過程中也不必對塔體進行維修，脫硫效率提高的同時運行和維護費用降低。

3　結束語

濕式石灰-石膏法脫硫工藝應用過程中，在吸收塔中加裝DS-多相反應器，與傳統(tǒng)的濕式石灰-石膏法脫硫工藝相比，脫硫效率提高，安裝、運行和維護方便，。鋼鐵行業(yè)面臨環(huán)境壓力的同時，濕式脫硫工藝可以被廣泛應用于燒結球團，改善環(huán)境，加快節(jié)能減排步伐。

參考文獻：

［1］ 楊瑩.濕式DS系列專利脫硫技術在球團燒結煙氣脫硫的應用［J］.華中科技大學，2014，25（04）:171.

［2］ 史漢祥.DS-多相反應器--新型二氧化硫煙氣濕法脫硫吸收設備［J］.電力標準化與計量，2015，13（01）:26.

［3］ 羅龍，杜長堅，林春源等.DS-I催化劑脫硫脫氮技術的實驗研究［J］.電力環(huán)境保護，2001，17（03）:116.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.019