摘要: 與傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)比較，ENS半干法脫硫技術(shù)具有脫硫效率高、工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。本文對(duì)ENS半干法脫硫技術(shù)的研究應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞: 燒結(jié)煙氣;ENS半干法脫硫技術(shù)

1工藝原理

德國(guó)ENS半干法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。

SO2與Ca(OH)2的反應(yīng)單從化學(xué)反應(yīng)方程式看是簡(jiǎn)單的酸堿中和反應(yīng)，但從整個(gè)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)上分析，反應(yīng)速度與煙氣中水的含量有很大關(guān)系。氣相中SO2生成SO2-3的反應(yīng)大致經(jīng)過(guò)以下過(guò)程:水蒸汽的氣體SO2進(jìn)入液相狀態(tài)，相互結(jié)合與堿反應(yīng)后，脫出水分子，并生成HSO-3，再進(jìn)一步與堿反應(yīng)，生成SO2-3和水分子。

酸性氣體與Ca(OH)2的反應(yīng)活性順序?yàn)?SO3>HF> HCl> SO2>CO2。

從氣液兩相平衡及動(dòng)力學(xué)角度分析，堿性反應(yīng)物表面的含水量與氣相的含水量-相對(duì)濕度相關(guān)，系統(tǒng)中酸堿反應(yīng)的機(jī)率與酸性組分的含量和堿性物質(zhì)的總表面積相關(guān)。

2工藝過(guò)程及組成

采用的半干法脫硫工藝，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭產(chǎn)生的含有氟化物、SO2及含鐵粉塵的煙氣經(jīng)大煙道出燒結(jié)室，進(jìn)入電除塵器進(jìn)行預(yù)除塵，回收燒結(jié)煙塵，返回?zé)Y(jié)配料室做燒結(jié)礦原料。預(yù)除塵后的煙氣由裝有加料裝置的管道進(jìn)入反應(yīng)塔，Ca(OH)2堿性粉料從貯料倉(cāng)經(jīng)增濕機(jī)加濕后通過(guò)加料裝置噴入煙道進(jìn)入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)霧化系統(tǒng)根據(jù)概念設(shè)計(jì)數(shù)字模型，調(diào)整煙氣溫度、濕度，使氣態(tài)硫化物、氟化物與堿性粉料充分反應(yīng)，形成固態(tài)鹽-粉塵與脫硫煙氣，經(jīng)管道進(jìn)入主抽風(fēng)機(jī)前的除塵器，使含氟、SO2的固態(tài)粉塵與氣體分離，煙氣達(dá)標(biāo)經(jīng)主抽風(fēng)機(jī)至煙囪排放。主除塵器的作用是把吸附了氟和硫的粉塵捕集下來(lái)，除下來(lái)的粉塵主要是硫酸鈣、氟化鈣等廢渣和沒(méi)有參與吸收反應(yīng)的氫氧化鈣等，其中20%~30%的除塵灰循環(huán)使用，用倉(cāng)式泵加壓噴入主除塵器的煙氣入口中，繼續(xù)參與反應(yīng)和吸收。

3應(yīng)用實(shí)例

ENS半干法脫硫工藝針對(duì)燒結(jié)工藝的特點(diǎn)， 在工業(yè)性試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)完成了2臺(tái)180 m2燒結(jié)機(jī)頭煙氣凈化工藝的改造。

3#8226;1凈化效果

由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果得知:機(jī)頭煙氣含塵3 000 mg/m3，含SO2472#8226;5 mg/m3，含氟化物109#8226;4 mg/m3。對(duì)燒結(jié)機(jī)頭煙氣排放濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)監(jiān)測(cè)表明煙氣中氟化物排放質(zhì)量濃度

2#8226;98~ 3#8226;47 mg/m3， SO2排放質(zhì)量濃度89#8226;6 ~94#8226;5 mg/m3，煙塵排放質(zhì)量濃度20#8226;8~22#8226;4 mg/m3，均低于《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)新污染源大氣污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算得到效率>95%，SO2去除率>80%，凈化效果等于或好于設(shè)計(jì)指標(biāo)。

3#8226;2工藝可靠性分析

半干法煙氣脫硫工藝在國(guó)外已是成熟的技術(shù)，可有效去除煙氣中SO2、HCl、HF等酸性氣體，達(dá)到環(huán)保要求。半干法作為一種成熟和高效的去除酸性氣體的工藝，具有去除效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)設(shè)備、管道無(wú)腐蝕、不產(chǎn)生排放水蒸汽后冷凝降雨等優(yōu)點(diǎn)，明顯優(yōu)于濕法凈化工藝。因此2臺(tái)180 m2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)煙氣凈化改造采用半干法煙氣脫硫工藝。

工程投產(chǎn)后的驗(yàn)收及實(shí)際運(yùn)行測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)霧化系統(tǒng)正常工作時(shí)，燒結(jié)機(jī)頭煙氣中各種污染物的排放濃度完全能夠滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)的要求。半干法煙氣脫硫工藝成熟可靠，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上來(lái)看都是可行的，能夠達(dá)到預(yù)定的凈化效果，污染物排放濃度能夠穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

3#8226;3NS半干法脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分析

3#8226;3#8226;1原濕法工藝

原濕法工藝針對(duì)180 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣。煙氣經(jīng)抽風(fēng)機(jī)引進(jìn)114 m2電除塵器后，進(jìn)入空心洗滌塔，洗滌去和二氧化硫及煙塵等有害成分，凈化后的煙氣經(jīng)由120 m煙囪排放。洗滌煙氣后的酸性廢液經(jīng)中和器用輕燒白云石乳液進(jìn)行中和，然后進(jìn)入澄清器，澄清液流入澄清液受槽，用循環(huán)泵汲至洗滌塔循環(huán)使用，沉淀污泥進(jìn)入泥漿受槽由泥漿泵送至選礦廠尾礦庫(kù)集中處理。

該工藝存在的主要問(wèn)題:

(1)燒結(jié)泥漿水排入尾礦庫(kù)對(duì)尾礦水質(zhì)造成了不利的影響，影響選礦生產(chǎn)。

(2)煙氣凈化系統(tǒng)凈化效果不好，造成澄清器，凈環(huán)泵站溢流大。

(3)每年用于凈化系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和檢修費(fèi)用較高，泥漿水排入尾礦庫(kù)量大，浪費(fèi)水資源嚴(yán)重。

(4)凈化系統(tǒng)設(shè)備存在腐蝕問(wèn)題，而且結(jié)垢堵塞嚴(yán)重，影響凈化系統(tǒng)的作業(yè)率。

3#8226;3#8226;2污染物排放比較

改造工程投入生產(chǎn)后，無(wú)廢水排放，廢渣可用于冶金渣制磚生產(chǎn)線進(jìn)行綜合利用，污染物的排放全部有所消減，項(xiàng)目建成前后的污染物排放情況及污染物變化情況見(jiàn)表2。

由表2可知，項(xiàng)目建成后各污染物的排放量全部有所消減。其中煙塵消減1 155#8226;86 t/a， SO2消減1 826#8226;20 t/a，氟化物消減169#8226;94 t/a;廢水排放量消減2 298 384 t/a，廢水中氟化物消減52#8226;27 t/a，SS消減734#8226;04 t/a;固體廢棄物排放量減少7 119#8226;09 t/a。本項(xiàng)目采用脫硫效果好、技術(shù)先進(jìn)的半干法脫硫技術(shù)工藝。半干法作為一種高效的去除酸性氣體的工藝，具有去除效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、對(duì)設(shè)備、管道無(wú)腐蝕，不產(chǎn)生酸雨等優(yōu)點(diǎn)。

3#8226;3#8226;3能源消耗比較

本項(xiàng)目年消耗壓縮空氣量95 135 040 m3，約1 200 m3/h;年消耗氮?dú)? 320 000 m3，約545 m3/h，氮?dú)鈴霓D(zhuǎn)爐密封用氮?dú)夤艿兰盀R渣氮?dú)夤艿澜映觥０葱碌墓?jié)能降耗指標(biāo)計(jì)算方法，采用的半干法脫硫工藝與濕法凈化工藝能源及材料對(duì)比情況見(jiàn)表3。

根據(jù)表3可知，本項(xiàng)目投產(chǎn)后，年用電量減少23 820 437 kWh;年用水減少2 851 200 m3;堿性粉料減少8 160 t/a。

3#8226;3#8226;4運(yùn)行費(fèi)用比較

原系統(tǒng)(濕法)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，維護(hù)工作量大，費(fèi)用高，每年用于凈化系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和檢修費(fèi)用達(dá)2 200萬(wàn)元，而且每小時(shí)有300 m3泥漿水排入尾礦庫(kù)，浪費(fèi)水資源嚴(yán)重，也對(duì)凈化系統(tǒng)設(shè)備造成腐蝕問(wèn)題，而且結(jié)垢堵塞嚴(yán)重，影響凈化系統(tǒng)的作業(yè)率。改造后的煙氣凈化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)排放都達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。煙氣凈化系統(tǒng)全年運(yùn)行和檢修費(fèi)用1 300萬(wàn)元。與原有濕法凈化相比，半干法煙氣脫硫工藝處于干相，不存在飽和、過(guò)飽和液相腐蝕問(wèn)題，維護(hù)費(fèi)用低，該技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行和檢修費(fèi)用低，年降低運(yùn)行費(fèi)用和檢修費(fèi)用達(dá)900萬(wàn)元。

4結(jié)論

半干法煙氣脫硫工藝在國(guó)外已是成熟的技術(shù)，可有效去除煙氣中SO2、HCl、HF等酸性氣體，達(dá)到環(huán)保要求。半干法作為一種成熟和高效的去除酸性氣體的工藝，具有去除效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、對(duì)設(shè)備、管道無(wú)腐蝕、不產(chǎn)生排放水蒸汽后冷凝降雨等優(yōu)點(diǎn)，明顯優(yōu)于濕法凈化工藝，在工程實(shí)踐應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)越性與可行性，將是未來(lái)煙氣脫硫研究的重點(diǎn)。半干法煙氣脫硫工藝在燒結(jié)煙氣脫硫上的應(yīng)用具有技術(shù)先進(jìn)性、環(huán)保實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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