簡述幾種（半）干法工藝原理及特點

宋連禎

摘 要：近年，干（半干）法脫硫技術(shù)憑借其工藝簡單、節(jié)水、總體投資較少等優(yōu)勢在燒結(jié)脫硫市場中占有一定份額。以下就目前有被應(yīng)用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的幾種干（半干）法技術(shù)特點及應(yīng)用應(yīng)注意問題簡述如下。

關(guān)鍵詞：簡述;工藝;原理;特點

1.1 ENS干法

ENS法是從德國引進(jìn)的一種半干法煙氣脫硫技術(shù)，吸收劑采用一定粒度的氫氧化鈣、氫氧化鎂干粉，同時具有脫氟作用。脫硫反應(yīng)器采用圓型煙道型式，吸收劑的增濕由反應(yīng)器頂部的十二只雙流體噴嘴噴水實現(xiàn)。

該法占地面積小、無廢水處理、水耗和電耗低。但由于沒有物料循環(huán)，反應(yīng)器內(nèi)物料濃度低（<10g/m3），無法達(dá)到高的脫硫效率（通常<70%）。吸收劑的耗量大、利用率低，噴入的水由于缺少載體而不能充分蒸發(fā)，造成物料過濕，系統(tǒng)易產(chǎn)生腐蝕。另外，固定投資巨大、副產(chǎn)物難以利用。

采用了ENS法除氟脫硫技術(shù)，但從運行情況來看存在著問題較多，國內(nèi)暫無其他應(yīng)用情況。

1.2密相干塔法

密相干塔煙氣脫硫主要原理是利用干粉狀的鈣基脫硫劑，與干塔底部及布袋除塵器除下的循環(huán)灰（利用斗式提升機(jī)）一起進(jìn)入加濕器內(nèi)進(jìn)行增濕消化，使混合灰的水分含量保持在3 %～5 %之間。由提升機(jī)提升到密相塔頂部加入，待處理的煙氣也由塔頂部進(jìn)入，與物料一起向下流動發(fā)生反應(yīng)，在塔內(nèi)設(shè)置鏈?zhǔn)綌嚢杵鬟M(jìn)行攪拌促進(jìn)。脫硫后煙氣進(jìn)入下游除塵器進(jìn)一步進(jìn)化。

該技術(shù)具有吸收劑廉價易得、投資低、布置緊湊、占地小等特點。

1.3 NID技術(shù)

NID工藝以煙道作為反應(yīng)器，原煙氣在煙道中與加入經(jīng)增濕的CaO或Ca（OH）2進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到脫除 SO2目的。夾帶著脫硫后產(chǎn)物及剩余吸收劑的煙氣進(jìn)入除塵器，凈化后煙氣經(jīng)煙囪排放，除塵器收集的脫硫灰除部分外排至脫硫灰倉外，大部分經(jīng)增濕器隨新鮮吸收劑返回反應(yīng)器中，提高了吸收劑的利率。

NID是移動輸送床技術(shù)，是一種簡易的采用煙道作為反應(yīng)器的煙氣脫硫工藝，混合了水的消石灰、脫硫灰在煙道反應(yīng)器內(nèi)的停留時間只有1秒左右，因此，脫硫效率較低（一般低于70%）。但由于NID工藝具有系統(tǒng)阻力小、占用空間小、設(shè)備簡單、能耗低等優(yōu)點，國內(nèi)在含硫量較低的電廠鍋爐煙氣脫硫中得到應(yīng)用。

1.4循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝（CFB-FGD）

循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝主要由脫硫反應(yīng)塔系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和物料循環(huán)系統(tǒng)組成，吸收劑采用鋼廠來源豐富的CaO，但脫硫系統(tǒng)必須配有專門的石灰消灰器，以獲得脫硫用的高活性的消石灰。循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝具有投資及運行成本低，占地面積小，副產(chǎn)物為干態(tài)等優(yōu)點，目前在燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫治理中應(yīng)用較多。代表的有濟(jì)南鋼鐵廠采用的內(nèi)外雙循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝和福建三鋼采用的LJS-FGD燒結(jié)機(jī)干法脫硫工藝，雖然上述兩種工藝均采用循環(huán)流化床反應(yīng)塔，但是兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。

1.4.1內(nèi)外雙循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝

工藝系統(tǒng)主要包括：脫硫反應(yīng)塔、一級慣性分離器、二級旋風(fēng)分離器、脫硫灰回送及添加機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)。脫硫灰采用螺旋給料機(jī)輸送，物料返回在脫硫反應(yīng)塔低溫段，塔后必須設(shè)有旋風(fēng)除塵器和靜電除塵器，采用雙流體水噴嘴。利用循環(huán)流化床噴水可將床溫控制在最佳反應(yīng)溫度下，通過物料的循環(huán)使脫硫劑的停留時間增加，大大提高鈣利用率和反應(yīng)器的脫硫效率。

但該技術(shù)存在流化不穩(wěn)定、系統(tǒng)容易堵塞、出口粉塵濃度高、副產(chǎn)物綜合利用等問題。特別是對于燒結(jié)煙氣特殊的工況條件，系統(tǒng)無法靈活調(diào)節(jié)，整體穩(wěn)定性差，影響燒結(jié)機(jī)運行。

1.4.2 LJS干法

LJS干法是以循環(huán)流化床干法脫硫（CFB-FGD）工藝為原型、針對燒結(jié)機(jī)開發(fā)的燒結(jié)煙氣干法脫硫技術(shù)。以生石灰為原料，采用干式石灰消化器消化成高活性的干粉狀消石灰作為脫硫吸收劑。為了提高脫硫效率和吸收劑的利用率，吸收塔下游布袋除塵器收集下來的、未反應(yīng)完全的大量脫硫灰，循環(huán)回吸收塔繼續(xù)反應(yīng)。由于物料的大量循環(huán)，吸收塔內(nèi)的物料平均濃度高達(dá)2000g/m3。同時，在吸收塔設(shè)置一套高壓回流式水噴嘴，根據(jù)煙氣溫度調(diào)整噴入吸收塔的水量，達(dá)到增濕物料的目的。

該工藝?yán)脙?yōu)化設(shè)計的流化床內(nèi)所具有的高度湍流機(jī)制，使物料表面均勻覆蓋的水分得到完全蒸發(fā)，脫硫灰含水率在1%以下，脫硫系統(tǒng)的脫硫率達(dá)到90%以上，并可多組分脫除SO3、HCl、HF等。根據(jù)煙氣負(fù)荷易波動的特點，LJS設(shè)置了清潔煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，保證進(jìn)入吸收塔的煙氣量在任何工況下都在設(shè)計煙氣量范圍之內(nèi)。清潔煙氣再循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)實際煙氣負(fù)荷自動調(diào)整脫硫系統(tǒng)循環(huán)的煙氣量，再結(jié)合吸收劑給料量的自動調(diào)整（根據(jù)SO2濃度）和噴水量的自動調(diào)整（根據(jù)煙氣溫度），實現(xiàn)對任何燒結(jié)工況的良好適應(yīng)性。

1.5 LEC法

LEC（Limestone Emission Control）是引進(jìn)的美國博愛科環(huán)保公司的技術(shù)，它是以12～15mm的石灰石顆粒為吸收劑，從方形脫硫反應(yīng)器頂部加入，同時在頂部噴水增濕石灰石表面。石灰石顆粒依靠重力在反應(yīng)器內(nèi)下落，并與水平流向的煙氣接觸并發(fā)生反應(yīng)達(dá)到脫除SO2的目的。落到反應(yīng)器底部的石灰石顆粒由螺旋輸送機(jī)輸送至篩分器篩分，經(jīng)篩分后由提升機(jī)提升到反應(yīng)器頂部進(jìn)料口重新參與反應(yīng)，螺旋輸送機(jī)的另一重要作用是使石灰石表面的亞硫酸鈣和硫酸鈣脫落，從而暴露出新的未反應(yīng)的石灰石。

由于反應(yīng)器內(nèi)石灰石粗顆粒自由下落，噴入增濕的水無法均勻覆蓋在石灰石表面，只能是局部過濕、局部完全沒有增濕，而且，石灰石顆粒在反應(yīng)器內(nèi)與煙氣的接觸時間非常短。這種情況下，脫硫反應(yīng)很難進(jìn)行，噴入的水亦不容易被煙氣完全蒸發(fā)，SO2的脫除效果差，且存在腐蝕的問題。另外，依靠螺旋輸送機(jī)實現(xiàn)脫硫副產(chǎn)物與石灰石的剝離與分離，效果并不顯著。