提高燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫效率的措施

王杰 董善偉

摘 要：目前，燒結(jié)生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO2排放量占鋼鐵企業(yè)年排放量的40%～60%，因此，控制燒結(jié)過(guò)程中的SO2排放是企業(yè)需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。本文重點(diǎn)探討了提高燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫效率的措施。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；煙氣脫硫；措施

鋼鐵企業(yè)是造成大氣污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)類型之一，鋼鐵燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的SO2是主要污染物之一。因此，在燒結(jié)過(guò)程中配備煙氣脫硫裝置是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。

1 燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)及脫硫難點(diǎn)

燒結(jié)煙氣是混合料點(diǎn)火后，隨臺(tái)車運(yùn)行，在高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的含塵廢氣。燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的煙氣中SO2濃度變化大，其頭部和尾部煙氣SO2濃度低中部濃度高。燒結(jié)料中鐵氧化物會(huì)起到催化劑的作用，將部分SO2催化氧化為SO3。礦粉中的一部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)入氣相呈單質(zhì)硫并被氧化，由于燒結(jié)過(guò)程存在溫度不均勻，排出煙氣中還含有H2S和CaS。

此外，混合料中的氯化物也會(huì)在燒結(jié)過(guò)程中生成可揮發(fā)性氯化物進(jìn)入煙氣。燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)決定了燒結(jié)煙氣脫硫的特性和難點(diǎn)，其無(wú)法直接照搬電廠脫硫技術(shù)。否則還會(huì)對(duì)燒結(jié)主工藝產(chǎn)生影響，其結(jié)果直接導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，更無(wú)法簡(jiǎn)單移植國(guó)外的脫硫技術(shù)。因我國(guó)國(guó)產(chǎn)鐵精粉礦含硫率較高，一般為0.2%～0.7%，是進(jìn)口鐵精粉礦含硫率的15～20倍，另外我國(guó)焦炭的含硫也相對(duì)較高，這些是阻礙燒結(jié)煙氣技術(shù)發(fā)展的所在。

2 燒結(jié)機(jī)煙氣二氧化硫控制技術(shù)

1、石灰石/石膏法。它是目前應(yīng)用最廣泛和最成熟的濕法脫硫技術(shù)。石灰石/石膏法是采用石灰或石灰石的漿液在洗滌塔內(nèi)吸收煙氣中的S02并副產(chǎn)石膏的一種方法，由于吸收漿液是循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率高。該脫硫系統(tǒng)主要包括：吸收劑制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水及儲(chǔ)存系統(tǒng)等。其工藝原理是用石灰或石灰石漿液吸收煙氣中的S02，分為吸收和氧化兩個(gè)階段。先吸收生成CaS03，然后將CaS03氧化成CaS04即石膏。其技術(shù)成熟；系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；為氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快；脫硫效率高；脫硫劑價(jià)格較低；適應(yīng)面廣等優(yōu)點(diǎn)。

2、氨法。氨法脫硫技術(shù)是采用氨（NH3）作為吸收劑除去煙氣中的S02工藝。因氨的價(jià)格較高，因此氨法必然是回收法。氨法脫硫系統(tǒng)主要包括：氨水制備及貯存系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、硫銨分離及儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)等。其工作原理是吸收液進(jìn)入換熱器進(jìn)行降溫，再通過(guò)循環(huán)泵從塔的吸收段進(jìn)入脫硫塔，煙氣從下部進(jìn)入脫硫塔，與噴淋出的吸收液液氨反應(yīng)后，再經(jīng)除霧器除霧后進(jìn)入煙囪排空。吸收液循環(huán)吸收到一定濃度，經(jīng)過(guò)強(qiáng)制氧化，制得脫硫副產(chǎn)物-硫酸銨。它有著脫硫效率高；副產(chǎn)物利用前景好等優(yōu)點(diǎn)。

3、ENS半干法。該方法是采用一定粒徑要求的Ca/Mg（OH）2粉料作為吸附劑，通過(guò)輸送系統(tǒng)和投加器進(jìn)入煙氣管道，由煙氣帶入反應(yīng)塔。在反應(yīng)塔內(nèi)與霧化系統(tǒng)的水霧接觸，使堿性干粉表面濕潤(rùn)，煙氣中F-、SO2等酸性氣體同時(shí)濕潤(rùn)，附著并與濕潤(rùn)堿性物發(fā)生反應(yīng)，生成鈣/鎂鹽等化合物；反應(yīng)后的煙氣及鹽粒在反應(yīng)塔下部被煙氣的余熱干燥，進(jìn)入除塵器，煙塵被除塵器收集，凈化后的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送到煙囪排放。除塵器的一部分收集塵返回反應(yīng)塔管道，強(qiáng)化反應(yīng)和再利用，使其達(dá)到飽和利用。

4、活性焦吸附法。它是用活性焦進(jìn)行煙氣的同時(shí)脫硫脫硝。SO2是通過(guò)活性焦的微孔催化吸附作用，儲(chǔ)存于焦碳微孔內(nèi)，通過(guò)熱再生，生成總量雖少但SO2濃度很高氣體，根據(jù)需要再去轉(zhuǎn)換成各種有價(jià)值的副產(chǎn)品，如液態(tài)SO2、濃硫酸等。NOx是在加氨的條件下，經(jīng)活性焦的催化作用生成水和氮?dú)庠倥湃氪髿?。其具有很高的脫硫率；能除去濕法難以除去的SO3；能回收副產(chǎn)品，高純硫磺或濃硫酸或高純液態(tài)SO2，其中任選一副產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。

3 影響脫硫效果的因素

燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的因素及影響如表1所示。

4 提高燒結(jié)煙氣脫硫效率的措施

1、對(duì)放灰前準(zhǔn)備工作和放灰量提出要求。除塵灰放灰前由放灰人員與燒結(jié)中控聯(lián)系，燒結(jié)中控負(fù)責(zé)通知相關(guān)生產(chǎn)崗位做好放灰準(zhǔn)備工作，具備放灰條件后，燒結(jié)中控通知放灰人員開(kāi)始放灰。放灰期間灰量必須保持穩(wěn)定，除塵灰下料量保持不超過(guò)2kg/s，不得出現(xiàn)大灰量或斷灰現(xiàn)象。更換電場(chǎng)時(shí)由放灰人員及時(shí)通知燒結(jié)中控，做好生產(chǎn)提示，否則燒結(jié)車間有權(quán)停止放灰作業(yè)。

2、制定參數(shù)，統(tǒng)一操作。燒結(jié)操作參數(shù)的合理控制是穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程的重要因素。由技術(shù)人員根據(jù)每堆混勻礦的配礦結(jié)構(gòu)，結(jié)合燒結(jié)機(jī)的特點(diǎn)，制定出混合料水分、配碳、大煙道溫度等工藝參數(shù)控制范圍，并對(duì)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)。技術(shù)人員每天對(duì)各班的參數(shù)控制情況進(jìn)行檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的參數(shù)超標(biāo)和不按操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作的問(wèn)題，組織專人分析并按規(guī)定進(jìn)行考核。明確的參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)細(xì)的檢查，促進(jìn)了看火工自我約束能力的加強(qiáng)，使操作更加統(tǒng)一，從基本上消除了混勻礦換堆和交接班時(shí)生產(chǎn)波動(dòng)的問(wèn)題，燒結(jié)過(guò)程更加穩(wěn)定。此外，車間強(qiáng)化“室外盯崗、掛牌”制度，當(dāng)班操作燒結(jié)機(jī)的看火工必須掛牌，并在室外盯崗，每小時(shí)測(cè)一次混合料溫度，隨時(shí)觀察布料情況、點(diǎn)火狀況及出點(diǎn)火爐后的燒結(jié)反心情況，結(jié)合配料窒所反饋的生石灰消化溫度，及時(shí)預(yù)判生產(chǎn)過(guò)程并果斷做出調(diào)整，進(jìn)而確保生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定。

3、合理控制燒結(jié)終點(diǎn)溫度。燒結(jié)機(jī)大煙道溫度對(duì)煙氣脫硫效果的影響至關(guān)重要，適宜的大煙道溫度有利于脫硫劑在密相塔頂加溫后活性增加，有利于霧化水分均勻地分布在脫硫劑顆粒表面，使脫硫劑與SO2反應(yīng)更快更充分。在低于適宜溫度時(shí)，脫硫劑不能加水，達(dá)不到脫硫效果，甚至還可能導(dǎo)致脫硫劑結(jié)塊，體密度增加，造成提升機(jī)電流增加等不利情況。有時(shí)使燒結(jié)廢氣中的水蒸汽在脫硫過(guò)程中因溫降結(jié)露而使灰塵粘附在脫硫布袋除塵器的布袋上，造成壓差升高脫硫困難。大煙道溫度高會(huì)造成脫硫塔內(nèi)部生石灰脫硫劑中的水分過(guò)快蒸發(fā)，使脫硫反應(yīng)時(shí)間變短，從而影響脫硫效果。

比如在實(shí)踐中，燒結(jié)廢氣在脫硫系統(tǒng)中100℃以上時(shí)，廢氣中的水分基本上不會(huì)結(jié)露析出，但廢氣溫度超過(guò)120℃又會(huì)使脫硫效率變差。燒結(jié)機(jī)廢氣從大煙道到脫硫系統(tǒng)基本上有20℃溫降。因此，大煙道溫度宜控制在120～140℃較為合適，當(dāng)燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)溫度在340～380℃時(shí)，大煙道溫度基本符合要求，該措施能提高脫硫效率約3%。

4、正常生產(chǎn)時(shí)。正常生產(chǎn)時(shí)，為了確保燒結(jié)出口煙氣壓力不超出-1500～+500Pa脫硫系統(tǒng)最優(yōu)壓力范圍，燒結(jié)中控調(diào)整主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門前提前通知脫硫中控，待征得脫硫中控的允許后，再進(jìn)行主抽風(fēng)門的調(diào)整，調(diào)整幅度不超5%間隔不小于3min，并記錄好風(fēng)門調(diào)整前后的出口煙氣壓力。脫硫增壓風(fēng)機(jī)調(diào)整導(dǎo)葉開(kāi)度≥5%時(shí)，脫硫中控通知燒結(jié)中控。燒結(jié)中控和脫硫中控正常生產(chǎn)時(shí)精細(xì)化配合，能提高脫硫效率約3%。

5、脫硫系統(tǒng)突發(fā)故障時(shí)的聯(lián)系配合。在脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，如：脫硫增壓風(fēng)機(jī)停機(jī)、主排出口壓力出現(xiàn)正壓。燒結(jié)中控接到脫硫中控通知要求關(guān)閉主排風(fēng)門或進(jìn)行其他操作時(shí)，燒結(jié)中控必須馬上執(zhí)行，防止出現(xiàn)脫硫塔頂噴灰等環(huán)保事故，該措施能杜絕脫硫塔頂噴灰的惡性事故。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)因SO2排放而形成的酸雨危害日益嚴(yán)重，SO2及酸雨污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的SO2排放量約占鋼鐵企業(yè)年排放量的40%～60%，所以控制燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程SO2的排放，是鋼鐵企業(yè)SO2排放控制的重點(diǎn)。

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