順流噴霧半干法脫硫工藝

王宏偉（北京科技大學科技產(chǎn)業(yè)集團，北京 100083）

順流噴霧半干法脫硫工藝

王宏偉（北京科技大學科技產(chǎn)業(yè)集團，北京 100083）

本文提出了一種順流噴霧半干法脫硫工藝，將石灰消化、煙氣降溫、脫硫反應都在脫硫塔同一反應區(qū)內(nèi)進行，通過在反應區(qū)設計上下多級霧化水噴淋裝置，以經(jīng)濟的運行成本完成脫硫任務，縮短了脫硫工藝流程，脫硫效率高。

順流噴霧；半干法煙氣脫硫

1 背景

煙氣脫硫技術主要分為干/半干法和濕法煙氣脫硫技術。干/半干法煙氣脫硫技術主要包括噴霧旋轉(SDA)、循環(huán)流化床(CFB)、密相干塔等；濕法主要包括：石灰石/石灰-石膏法、氨法、鎂法等。

本文介紹的是一種順流噴霧半干法脫硫工藝，和濕法脫硫相比，優(yōu)勢明顯，沒有系統(tǒng)腐蝕和結垢，煙囪排放沒有霧氣、拖尾、藍煙等現(xiàn)象，沒有石膏雨，沒有廢水二次污染問題，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，適應性強。同時，和常規(guī)的循環(huán)流化床半干法和密相干塔半干法相比，能耗低，投資少。

2 工藝特征

本文介紹的順流噴霧半干法煙氣脫硫方法，其特征在于，脫硫塔外沒有消化和降溫的預處理過程，煙氣降溫、脫硫劑的消化以及脫硫反應的進行均在脫硫塔內(nèi)完成；先將待處理的煙氣與粉狀未消化的脫硫劑自上而下進入脫硫塔內(nèi)混合，再噴以霧化水，使霧化水、煙氣和脫硫劑充分接觸，提高氣液固三相的接觸表面積，使脫硫劑得以消化，完成脫硫反應，脫硫后的煙氣經(jīng)除塵凈化處理后排放。

3 工藝描述

該半干法脫硫工藝是煙氣從上至下進入脫硫塔，同時細粉狀脫硫劑經(jīng)過輸送布料系統(tǒng)也從上至下送入脫硫塔內(nèi)，二者順流而下在塔內(nèi)充分混合，待流場穩(wěn)定后，進入脫硫塔內(nèi)反應區(qū)，脫硫塔反應區(qū)內(nèi)對稱布置N級霧化噴槍，在反應區(qū)經(jīng)過溫度和濕度調(diào)節(jié)，可以形成理想的脫硫反應區(qū)域。反應后的煙氣進入布袋除塵器，除塵凈化后的潔凈煙氣經(jīng)脫硫引風機送到煙囪外排。除塵器收集的脫硫劑和脫硫塔底的脫硫劑匯合后，經(jīng)斗提提升到脫硫塔頂部，經(jīng)布料器再次進入脫硫塔循環(huán)利用。

在脫硫塔的反應區(qū)沿著煙氣流向設置上下多級霧化水噴淋裝置。上級的霧化水用于降溫，當待處理煙氣溫度高于140℃時，調(diào)整霧化水噴淋水量以降低待處理的煙氣與粉狀未消化的脫硫劑的混合物溫度至最佳脫硫反應溫度區(qū)間130～140℃，同時完成部分脫硫劑的消化；下級霧化水用于消化脫硫劑進行脫硫反應，同時控制脫硫后的煙氣溫度接近100℃且在露點以上。

在脫硫塔內(nèi)，脫硫劑與SO2具有很好的反應活性，反應速度快。脫硫塔內(nèi)攪拌裝置強力破碎脫硫劑顆粒，使其不斷裸露出新表面，提高反應活性，脫硫效率可高達95%以上，同時可以去除HCl、HF和部分氮氧化物等。

脫硫劑為石灰或消石灰，脫硫劑加濕的水量適中，物料不結塊，流動性好；操作溫度高于露點，沒有腐蝕或冷凝現(xiàn)象，無廢水產(chǎn)生。

本工藝的工藝水控制采用三級控制的方式，通過準確的定量加水控制，再加上調(diào)試階段根據(jù)現(xiàn)場裝置摸索出來的水灰比，可以防止加水量過大而造成團聚現(xiàn)象，同時也可以保證最優(yōu)的脫硫效果。

工藝水噴頭采用霧化噴槍，安裝位置設置在脫硫塔中部，采用帶有保護裝置的雙流體霧化噴頭。另外在噴頭處設置有壓縮空氣防堵噴吹裝置，可以防止系統(tǒng)檢修停機期間工藝水噴頭的粘結堵塞。噴頭的安裝采用套管法蘭的連接方式，可以方便的拆卸及維修。

4 項目實施

此順流噴霧半干法脫硫工藝于2015年5月在某鋼鐵有限公司對燒結機2#脫硫系統(tǒng)進行了脫硫升級改造。

具體方案如下：需要處理的煙氣經(jīng)原有電除塵后進入脫硫系統(tǒng)入口煙道。煙氣入口設計在脫硫塔的頂部，脫硫塔頂部安裝有循環(huán)灰布料機，同時在煙氣入口處裝有的脫硫塔鏈式攪拌器，經(jīng)過定量布料活化后的循環(huán)灰順著煙氣并流而下，在脫硫塔內(nèi)的反應區(qū)域對稱布置有2個霧化噴槍，經(jīng)過進一步的加濕活化，達到理想的脫硫反應條件，部分循環(huán)灰經(jīng)過鏈式攪拌器的破碎，可以防止循環(huán)灰的團聚。攜帶脫硫劑的煙氣在脫硫塔內(nèi)自上而下流動，在運動過程中生石灰與水、SO2進行系列反應，生成CaSO3和CaSO4等副產(chǎn)物。反應后的脫硫灰隨煙氣進入布袋除塵器，經(jīng)布袋除塵器捕捉，沉積在除塵器底部的灰斗內(nèi)。除塵器收集的循環(huán)灰經(jīng)過刮板機輸送至斗提，而后提至塔頂進入循環(huán)灰布料器，然后隨煙氣進入脫硫塔，最終完成整個脫硫循環(huán)灰系統(tǒng)的循環(huán)利用。

凈化后的煙氣由原有脫硫系統(tǒng)引風機送至煙囪達標排放。安裝調(diào)試后，168小時運行數(shù)據(jù)表明:脫硫塔入口SO2濃度517.44mg/m3，排放煙氣SO2濃度44.47mg/m3，脫硫率95.07%，出口粉塵濃度13.8mg/m3，報告里的數(shù)據(jù)來自于環(huán)保局CMES實時數(shù)據(jù)采集記錄統(tǒng)計表。經(jīng)過將近兩年的運行，結果證明：脫硫效率高，出口SO2和粉塵含量皆符合國家排放指標，運行穩(wěn)定，調(diào)控方便。

5 結語

由于石灰消化、煙氣降溫、脫硫反應都在脫硫塔同一反應區(qū)內(nèi)進行，對于高溫（高于140℃）煙氣的處理，通過在反應區(qū)設計上下多級霧化水噴淋裝置，上級霧化水降溫并部分消化脫硫劑，下級霧化水主要完成脫硫反應，以比較經(jīng)濟的運行成本完成脫硫任務，縮短了脫硫工藝流程，對煙氣流量、SO2濃度、溫度的變化適應能力強，脫硫效率高。