論石灰石石膏煙氣脫硫設(shè)備在360m²釩鈦礦燒結(jié)機(jī)的優(yōu)化

李哲

摘 要 本文主要介紹了石灰石石膏煙氣脫硫設(shè)備在360m2燒結(jié)機(jī)的應(yīng)用，并根據(jù)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出解決辦法，保證了燒結(jié)機(jī)煙氣外排二氧化硫濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 石灰石濕法脫硫；工藝設(shè)備；問(wèn)題原因；優(yōu)化

前言

河鋼承鋼煉鐵事業(yè)部燒結(jié)機(jī)組采用一種石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝，該工藝脫硫效率可以達(dá)到90%以上，脫硫工藝成熟，脫硫劑資源豐富且費(fèi)用低廉，運(yùn)行成本低，避免了干法煙氣脫硫工藝的缺陷與不足，濕法脫硫逐漸成為鋼鐵行業(yè)煙氣脫硫的主要形式。煉鐵事業(yè)部南山2臺(tái)360m2燒結(jié)機(jī)濕法脫硫系統(tǒng)于2012年12月投入使用，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的摸索與研究，基本解決了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，同時(shí)排放煙氣中各項(xiàng)煙氣成分均達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 石灰石石膏濕法煙氣脫硫原理以及設(shè)備

河鋼承鋼煉鐵事業(yè)部360m2燒結(jié)機(jī)脫硫工藝流程，將燒結(jié)外排煙氣利用風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的增壓風(fēng)機(jī)加壓引入吸收塔內(nèi)，含硫煙氣從吸收塔中部進(jìn)入然后向上運(yùn)行，與塔上部以噴霧式的方式排放的吸收循環(huán)液逆流接觸反應(yīng)。與脫硫漿液充分反應(yīng)后的脫硫凈煙氣繼續(xù)向塔上部運(yùn)行，經(jīng)除霧器除霧后到達(dá)脫硫塔頂部從而進(jìn)入塔頂煙囪排入大氣。脫硫過(guò)程反應(yīng)生成的亞硫酸鈣及亞硫酸氫鈣掉入脫硫塔底部，由空氣壓縮機(jī)送入的氧氣、空氣氧化生成硫酸鈣（石膏）。吸收塔內(nèi)的石膏漿液進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)，首先由工藝樓內(nèi)的石膏輸出泵將吸收塔底部石膏漿液送入石膏水力旋流站進(jìn)行濃縮，再將濃縮后的石膏漿液排至真空皮帶脫水機(jī)，經(jīng)過(guò)真空皮帶脫水機(jī)脫水后的石膏漿液可以脫掉90%以上水分形成固體石膏，完全脫水后的石膏直接掉落到真空皮帶機(jī)下的石膏存儲(chǔ)間存儲(chǔ)由汽車外運(yùn)。

石灰石石膏濕法脫硫工藝主要工藝系統(tǒng)包括燒結(jié)含硫煙氣系統(tǒng)，吸收漿液配置系統(tǒng)、吸收塔脫硫反應(yīng)系統(tǒng)、石膏漿液脫水系統(tǒng)、氧化生成物系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)。

2 脫硫設(shè)備存在問(wèn)題及原因

2.1 設(shè)備的腐蝕與磨損情況及原因

由于燒結(jié)系統(tǒng)需要生產(chǎn)各種燒結(jié)礦，因此所用原料不同自然燃燒溫度也會(huì)變化進(jìn)而導(dǎo)致外排煙氣溫度變化也較大，一般在80℃～180℃之間。石灰石石膏濕法脫硫系統(tǒng)通過(guò)吸收塔內(nèi)特定的溫度與濕度，SO2、氮氧化物及含氯成分等酸性液體與吸收塔內(nèi)的金屬材質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性鹽，因此與這些成分接觸并且發(fā)生了這種金屬化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備及管道就需要進(jìn)行防腐處理。目前河鋼承鋼兩座360m2燒結(jié)機(jī)的濕法脫硫工藝中采用的防腐材料根據(jù)運(yùn)行工藝要求的條件以及設(shè)備存在位置不同采用鱗片樹脂、玻璃鋼等防腐材料。煉鐵事業(yè)部燒結(jié)機(jī)石灰石石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行3年來(lái)，脫硫塔塔體保溫及外罩彩板、脫硫塔煙氣入口護(hù)罩、塔內(nèi)大梁局部以及脫硫系統(tǒng)煙道金屬結(jié)構(gòu)及支撐部分均已腐蝕變形。

造成以上問(wèn)題的原因：漿液密度高且含氣體形成氣泡、漿液泵內(nèi)沉積物質(zhì)較多，因此極易將葉輪排氣孔堵塞使得漿液泵機(jī)封附近空氣不流通設(shè)備局部運(yùn)行過(guò)程中溫度太高燒壞機(jī)器；設(shè)備腐蝕老化排出泵殼體、葉輪、主軸磨損嚴(yán)重，不能進(jìn)行正常沖洗機(jī)封，而且現(xiàn)場(chǎng)對(duì)水源各項(xiàng)要求的監(jiān)管不嚴(yán)，出現(xiàn)水源突然中斷，溫度、流量、水質(zhì)不合格等情況造成脫硫系統(tǒng)漿液泵機(jī)封損壞。

2.2 除霧器堵塞原因

燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)兩座脫硫塔均為噴淋式脫硫塔，塔內(nèi)設(shè)置的除霧器為噴淋式脫硫塔重要的組成部分。石灰濕式濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行3年多以來(lái)除霧器表面積垢進(jìn)而造成堵塞除霧器影響脫硫效率的現(xiàn)象比較明顯，積垢比較嚴(yán)重的部位達(dá)到15cm，如此積垢嚴(yán)重增加了下層噴淋層各設(shè)備運(yùn)行負(fù)擔(dān)。分析脫硫塔內(nèi)除霧器結(jié)垢的原因主要包括由于吸收塔中石膏漿液含有亞硫酸鈣含量偏高，而煙氣從塔中部進(jìn)入塔內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，會(huì)帶走部分亞硫酸鈣穿過(guò)噴淋層進(jìn)入除霧器，從而在除霧器葉片表面上附著并就成軟垢，由于現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)除霧器沖洗時(shí)間間隔制度沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行或者除霧器上下兩層的噴嘴清洗力度不足，造成附著上的結(jié)垢慢慢被氧化、結(jié)晶，由于不斷有新的結(jié)垢附著在除霧器葉面上最終集結(jié)成為難處理的硬垢，逐漸堵塞除霧器；另外煙氣流速過(guò)低時(shí)煙氣對(duì)除霧器板面的碰撞量將減少，部分煙氣脫硫灰飄出除霧器而沒(méi)有達(dá)到除霧效果。通過(guò)除霧器的煙氣霧滴在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中互相碰撞凝結(jié)成大液滴，掉落并黏附在除霧器表面，經(jīng)過(guò)氧化結(jié)晶形成結(jié)塊造成更嚴(yán)重的阻塞。

3 針對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題提出的解決辦法

（1）濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備腐蝕及磨損是最常見(jiàn)的一項(xiàng)設(shè)備問(wèn)題。為盡可能避免出現(xiàn)上述由于系統(tǒng)運(yùn)行操作失誤，各項(xiàng)參數(shù)控制不好等原因而導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕與磨損情況，經(jīng)過(guò)研究應(yīng)該做到下述幾點(diǎn)：首先應(yīng)該對(duì)入口煙氣的SO2濃度，粉塵含量，煙氣流量以及溫度、濕度，氧氣含量等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；例如保證脫硫塔入口含硫煙塵濃度控制在30mg/Nm3以下，防止由于進(jìn)入塔內(nèi)粉塵含量過(guò)多，使塔內(nèi)結(jié)晶物質(zhì)增多，加大系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行功率，造成超負(fù)荷運(yùn)行降低了脫硫效率；其次對(duì)徹底清理石灰石石膏濕法脫硫中各工藝系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)的腐蝕，然后針對(duì)處理過(guò)的部分進(jìn)行加固并及時(shí)進(jìn)行噴涂或者焊接等防腐處理；另外吸收塔漿液的pH值也必須考慮，因?yàn)橛捎趐H值過(guò)低直接導(dǎo)致吸收液體呈酸性腐蝕塔內(nèi)結(jié)構(gòu)；再次為更合理更準(zhǔn)確地控制石灰石漿液濃度，不增加漿液泵運(yùn)行功率，要嚴(yán)格監(jiān)督采選石灰石顆粒粒徑，從而滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）針對(duì)除霧器出現(xiàn)的堵塞現(xiàn)象及原因，為了避免上述情況的發(fā)生燒結(jié)機(jī)煙氣濕法脫硫系統(tǒng)主要采取以下措施：目前經(jīng)過(guò)三年多的實(shí)踐研究，將燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)吸收塔內(nèi)的漿液pH控制在5.4～5.6，這個(gè)范圍既有效提高除霧器工作效率又降低了塔內(nèi)設(shè)備腐蝕情況。另外制定合理且嚴(yán)格執(zhí)行除霧器沖洗時(shí)間間隔，不要過(guò)度頻繁沖洗而增加煙氣濕度加大吸收塔內(nèi)部液位從而影響脫硫效果，但當(dāng)需要脫掉更高含量的二氧化硫時(shí)應(yīng)考慮吸收塔漿液濃度及液位情況來(lái)合理縮短沖洗周期進(jìn)而防止除霧器堵塞。最后應(yīng)在停產(chǎn)檢修期間徹底清洗因長(zhǎng)期得不到?jīng)_洗而附著在除霧器表面的硬垢以保證除霧器正常運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

石灰石石膏濕法脫硫在河鋼承鋼煉鐵部360m2燒結(jié)機(jī)運(yùn)行三年的時(shí)間里，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)與脫硫同步運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程平穩(wěn)，未出現(xiàn)環(huán)保事故，脫硫率在90%以上，排放合格率達(dá)到100%，滿足國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)境管理的日趨嚴(yán)格，作為環(huán)保管理人員需要對(duì)石灰石石膏濕法脫硫工藝進(jìn)行深入了解與應(yīng)用，為河鋼承鋼綠色制造做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。