張賾 姜秀玲

1.大連環(huán)資科技有限公司，遼寧 大連 116021

2.大連容大資源循環(huán)利用咨詢設計有限公司，遼寧 大連 116021

1. 概述

控制燒結機二氧化硫排放，已經成為鋼鐵企業(yè)控制污染的重點。“十二五”時期，鋼鐵行業(yè)全面推行燒結脫硫設備已經箭在弦上。目前，我國大型鋼廠已經逐步上馬了一系列脫硫設備，有石灰石—石膏法、鎂法、循環(huán)流化床法、氨法、密相干塔法、純堿法、活性炭法、離子液法等10余種燒結煙氣脫硫技術在鋼鐵企業(yè)得到應用[1-6]。主要問題包括：缺乏成熟燒結脫硫技術；副產物存在二次污染隱患；噸燒結礦脫硫運營成本高等。尋找適合不同燒結工藝和條件的脫硫技術，成為各鋼鐵企業(yè)關注的重點。

本文通過設計一種氣固循環(huán)吸收（GSCA）循環(huán)流化床干法脫硫的實現(xiàn)工藝，并應用在攀鋼360m2燒結機的煙氣脫硫中，該工藝的成功運行表明，此工藝適合高含硫煙氣的脫硫、除塵。

2. 項目設計

攀枝花新鋼釩股份有限公司煉鐵廠新建360m2燒結機配套脫硫裝置，采用GSCA循環(huán)流化床干法煙氣脫硫工藝，根據(jù)業(yè)主方提供的燒結機的煙氣數(shù)據(jù)，結合工程實際采取對含SO2濃度較高的一半煙氣進行選擇性脫硫處理。

3. 工藝原理

燒結煙氣從脫硫塔底部進入，在文丘里管處被加速，在該處與三流體噴槍噴入壓縮空氣、水和熟石灰漿液，大量霧化的漿滴與高濃度的循環(huán)固體顆粒碰撞結合，形成激烈的湍動狀態(tài)，顆粒反應界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強化了氣固間的傳熱、傳質，霧化水濕潤顆粒表面，煙氣冷卻到最佳的化學反應溫度。同時，隨煙氣從脫硫塔頂部排出的固體顆粒中，含有大量未反應的具有活性的脫硫劑，在旋風分離器內被分離后經回料裝置返回脫硫塔繼續(xù)參加反應，基本上干態(tài)副產物和脫硫劑在系統(tǒng)排出前大約循環(huán)50～100次[7]，大大提高了脫硫劑的利用率。煙氣中的SO2和幾乎全部的SO3、HCl、HF等酸性成分幾乎全部被去除。經脫硫除塵后的清潔煙氣通過增壓風機引入煙囪排放。

4. 設計條件

4.1 煙氣參數(shù)

表1 攀鋼360燒結機煙氣脫硫系統(tǒng)設計參數(shù)

4.2 工藝系統(tǒng)及組成

1）吸收劑制備及供給系統(tǒng)

吸收劑品質要求為粒狀生石灰，粒徑≤3mm，其中CaO含量≥80%。工藝保證值點的石灰活性符合國家標準在4.5分鐘內熟化反應溫度從20℃升高到60℃。原料生石灰由罐車運至脫硫島泵送至料倉內，由螺旋輸送機輸送到熟化機中，熟化后的石灰漿液自流入除砂機，除砂凈化后的漿液流入漿液罐中儲存。由漿液泵泵送到脫硫塔的三流體噴槍。

2）吸收及固粒循環(huán)系統(tǒng)

脫硫塔為空塔結構，內部無任何支撐結構，是整個脫硫系統(tǒng)的核心。熟化的石灰漿液、壓縮空氣和水分別進入三流體噴槍，漿液被壓縮空氣霧化，在文丘里處的高速氣流中進一步粉碎與煙氣良好混合，同時與從回料機返回的大量固粒接觸，增強氣固液三相之間的充分混合。煙氣被冷卻的同時，水和漿液迅速蒸發(fā)，在液滴附膜中的吸收劑最大程度地吸附SO2等酸性氣體。煙氣溫度控制在高出露點溫度15℃～20℃以上。

回料機可根據(jù)固粒再循環(huán)要求，精確控制加入脫硫塔的循環(huán)量。

3）布袋除塵器系統(tǒng)

經旋風分離器的預除塵后，煙氣中粉塵濃度仍然很高。采用布袋除塵器進一步去除粉塵。

4）工藝水系統(tǒng)

工藝用水包括脫硫塔用水和石灰熟化用水。前者由工藝水泵通過三流體噴槍注入脫硫塔內。石灰消耗用水采用變頻泵根據(jù)生石灰的加入量進行控制。

5）壓縮空氣系統(tǒng)

本工程由業(yè)主提供壓縮空氣供脫硫塔三套噴槍的霧化空氣、灰料的氣力輸送用空氣、除塵設備脈沖氣和儀表氣源。

5、 調試與運行情況

由于攀鋼360m2燒結機煙氣實際含硫量為7000mg/Nm3左右，遠高于設計值（4896mg/Nm3），性能考核按93%的脫硫效率進行考核，同時脫硫后電除塵器出口粉塵排放在20～50mg/Nm3之間，滿足環(huán)保要求。(見表2）

6、 結語

攀鋼360m2燒結機燒結煙氣GSCA循環(huán)流化床干法脫硫系統(tǒng)目前已成功投運，床體穩(wěn)定，脫硫效果理想。通過運行證明，適當提高鈣硫比，GSCA循環(huán)流化床干法脫硫工藝可以滿足含硫濃度高的煙氣脫硫、除塵的需要，不僅脫硫率可達到90%以上，而且脫硫除塵器出口粉塵排放也能滿足50mg/Nm3的環(huán)保要求。GSCA脫硫工藝為循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術在處理燒結煙氣脫硫中應用提供了經驗、奠定了的基礎，同時也增加了干法脫硫比選工藝。

表2 運行參數(shù)考核結果

[1]程仕勇，王彬．氨-硫銨法和石灰-石膏法燒結煙氣脫硫工藝的應用對比[J]．燒結球團，2012，37(5)：65-67．

[2]江榮才，徐海軍，林春源等．三鋼2號燒結機機頭煙氣脫硫方案的選擇及論證[J]．燒結球團，2007，32(4)：18-21．

[3]張曉剛，宋存義，王亮等．密相干塔技術在燒結煙氣脫硫中的應用[J]．鋼鐵，2007，42(7)：79-82．

[4]孫輝．雙堿法脫硫技術在燒結機上的應用[J]．山東冶金，2009，31(6)：20-21．

[5]左海濱，張濤，張建良等．活性炭脫硫技術在燒結煙氣脫硫中的應用[J]．冶金能源，2012，31(3)：56-59．

[6]王睿，裴家煒．離子液循環(huán)吸收煙氣脫硫技術及其應用前景[J]．燒結球團，2009，34(2)：5-10．

[7]王金柱．循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫技術在鋼鐵廠的應用[J]．科技資訊，2009，(1)：118-119

[8]林春源．大型火電廠煙氣循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)的設計和應用[J]．能源與環(huán)境，2005，(2)：43-45．