鄒　陽（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，長沙　410007）

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試析濕式DS系列專利脫硫技術(shù)
在球團(tuán)燒結(jié)煙氣脫硫的應(yīng)用

鄒陽
（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，長沙410007）

摘要：燒結(jié)球團(tuán)生產(chǎn)過程中的二氧化硫煙氣給環(huán)境帶來了較大的威脅，隨著節(jié)能減排理念的提出，國家加強(qiáng)了對(duì)二氧化硫煙氣的治理，鋼鐵行業(yè)也加快了對(duì)燒結(jié)球團(tuán)脫硫技術(shù)的研究，不同的脫硫技術(shù)得到應(yīng)用。本文以濕式脫硫設(shè)備為基礎(chǔ)，分析了設(shè)備中煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：濕式脫硫設(shè)備；燒結(jié)球團(tuán)；技術(shù)應(yīng)用

0　引言

隨著國內(nèi)重工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)品的需求量逐年上升，燒結(jié)球團(tuán)生產(chǎn)過程中的煙氣量逐年增多，由于技術(shù)水平的限制，二氧化硫煙氣不能有效處理，對(duì)環(huán)境治理工作帶來了較大的壓力［1］。國家推行“十二五”計(jì)劃后，環(huán)保部門辦不了一些環(huán)境治理措施，對(duì)鋼鐵生產(chǎn)過程中的脫硫工藝提出了較高的要求?！段廴疚锱欧艠?biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)行業(yè)排入大氣中的二氧化硫含量在200mg/Nm3以下，面對(duì)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，燒結(jié)球團(tuán)行業(yè)為了生存和發(fā)展，必須對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造。本文提出的濕式脫硫設(shè)備（DS- 多相反應(yīng)器），具有較高的脫硫效益。

1　濕式脫硫技術(shù)的應(yīng)用原理

在燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫中應(yīng)用濕式石灰-石膏法應(yīng)用過程中，DS-多相反應(yīng)器為核心設(shè)備。DS-多相反應(yīng)器系統(tǒng)中包含多個(gè)吸收單元，不同的單元都有相應(yīng)的回轉(zhuǎn)體式結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器頂端流出煙氣和制備好的吸收漿液，在特殊內(nèi)置結(jié)構(gòu)的作用下，氣、液相的速度和方向?qū)?huì)出現(xiàn)變化。中央回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)保證漿液在流動(dòng)過程中均勻分布，形成液膜和液幕，液膜和液幕從中央位置向四周擴(kuò)散。塔壁上的錐環(huán)將散開的漿液向下聚集，形成新的液膜和液幕。液幕與吸收塔中的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊時(shí)，擴(kuò)散成液沫和液滴。由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣和漿液之間存在較大的速度差，煙氣穿過液幕時(shí)，液幕將會(huì)被霧化小直徑的霧滴，此時(shí)反應(yīng)器中將會(huì)充滿液膜、液幕和液滴。氣體和液體充分接觸的過程中，煙氣中的二氧化硫氣體將會(huì)被有效吸收。

從結(jié)構(gòu)上看，吸收塔內(nèi)的速度場分為渦流區(qū)域和高速流動(dòng)區(qū)域，其中渦流區(qū)域可以加快漿液的混合，保證充分接觸，從上到下渦流區(qū)將會(huì)被逐漸壓縮；高速流動(dòng)區(qū)主要實(shí)現(xiàn)漿液的分散和霧化，增大漿液的接觸面積，從上到下高速流動(dòng)區(qū)將會(huì)逐漸擴(kuò)大，漿液的霧化效果逐漸加強(qiáng)［2］。

2　濕式脫硫技術(shù)的應(yīng)用

2.1技術(shù)方案和應(yīng)用流程

濕式石灰-石膏法脫硫過程中，在吸收塔中加裝DS-多相反應(yīng)器，工況煙氣量設(shè)計(jì)時(shí)每小時(shí)處理21萬m3煙氣量，以提高脫硫效率為目標(biāo)。脫硫工藝中的吸收劑為石灰粉，脫硫后的煙氣會(huì)經(jīng)過除霧器，除霧器除去煙氣中有害霧滴，之后煙氣經(jīng)過煙囪排放，脫硫產(chǎn)物主要為石膏漿液，可以將料漿泵送到建筑用地。球團(tuán)廠應(yīng)用的脫硫系統(tǒng)中包含煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，主要設(shè)備為吸收塔、循環(huán)槽、循環(huán)泵、排出泵、氧化設(shè)備、除霧器、煙囪、石灰粉存儲(chǔ)設(shè)備、給料泵等，其中循環(huán)槽中包括攪拌裝置。工業(yè)生產(chǎn)中的煙氣進(jìn)入多相反應(yīng)器，脫硫后的煙氣進(jìn)入除霧器，除霧器除霧后經(jīng)過煙囪排放，為了避免酸液對(duì)煙囪的腐蝕，可以應(yīng)用高分子材料制作煙道和煙囪［3］。

一般球團(tuán)廠煙氣中的二氧化硫濃度高于5000mg/Nm3，為了提高脫硫效率，濕式脫硫工藝應(yīng)用過程中可以將兩臺(tái)多相反應(yīng)器串聯(lián)使用，不同的多相反應(yīng)器中包含三個(gè)組合單元，反應(yīng)器的直徑一般為4500mm。不同多相反應(yīng)器下安裝有循環(huán)槽，循環(huán)槽上部側(cè)面接裝煙氣出口通道。針對(duì)一級(jí)循環(huán)槽而言，其中的脫硫漿液經(jīng)過排出泵排出。原有的煙氣和吸收漿液從反應(yīng)器流入，氣體和液體充分混合接觸，之后進(jìn)入循環(huán)槽，早循環(huán)槽上部分離。煙氣進(jìn)入吸收塔中與吸收漿液充分混合，煙氣中的大部分二氧化硫被吸收，吸收后的煙氣進(jìn)入二級(jí)吸收塔，之后與吸收劑充分反映，降低二氧化硫的排放濃度。在制漿系統(tǒng)中，重要的工作是要完成石灰漿液制備，漿液制備過程中涉及到漿液的儲(chǔ)存和給料系統(tǒng)設(shè)計(jì)。石灰原料經(jīng)過密封罐車運(yùn)輸?shù)矫摿驁龅?，之后通入適量的壓縮空氣，保證石灰原料可靠儲(chǔ)存。儲(chǔ)存系統(tǒng)中設(shè)置有料位測量器和稱重裝置，稱重裝置按照需求量將石灰導(dǎo)入制漿槽中，按照科學(xué)的比例加入工藝水混合通過一定時(shí)間的攪拌后制成石灰漿液，石灰漿液的固體含量控制在15%以下。制備好的石灰漿液經(jīng)過吸收劑給料泵進(jìn)入煙氣吸收系統(tǒng)。脫硫過程中應(yīng)用的給排水系統(tǒng)包括工藝水給水和脫硫漿液處理系統(tǒng)，廠區(qū)內(nèi)的工業(yè)水管網(wǎng)可以為生產(chǎn)過程提供工藝水，脫硫石膏可以經(jīng)過料漿排出泵排出，同時(shí)可以將尾礦池內(nèi)的澄清液回收，用于石灰制漿過程和補(bǔ)充吸收過程。

2.2應(yīng)用實(shí)例

某球團(tuán)廠應(yīng)用濕式DS脫硫技術(shù)，從2014年運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，脫硫效率較高，設(shè)備運(yùn)行過程中維護(hù)方便，管理費(fèi)用較低。

應(yīng)用過程中，煙氣進(jìn)入一級(jí)吸收塔，煙氣與塔中的吸收劑充分反應(yīng)，70%的二氧化硫被吸收，剩下的二氧化硫會(huì)進(jìn)入到二級(jí)吸收塔中與吸收劑反應(yīng)，將排出的二氧化硫含量降到最低。氣體和液體在吸收塔內(nèi)形成高速流動(dòng)區(qū)域，兩者充分 混合，脫硫效率進(jìn)一步提高。該球團(tuán)廠脫硫前后的二氧化硫濃度分別為4565000mg/Nm3和48mg/Nm3，二氧化硫的產(chǎn)生量和排放量分別為1445噸和42噸，綜合脫硫效率在98%左右。設(shè)備應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，由于沒有應(yīng)用噴嘴，循環(huán)泵的揚(yáng)程較小，能耗降低，年費(fèi)用月40萬元，脫硫成本約300元/噸，與傳統(tǒng)的雙堿法脫硫工藝相比，脫硫成本降低400元/噸。設(shè)備運(yùn)行過程中，吸收塔耐磨耐高溫，維護(hù)方便，避免了傳統(tǒng)吸收工藝中塔體滲漏的問題，使用過程中也不必對(duì)塔體進(jìn)行維修，脫硫效率提高的同時(shí)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用降低。

3　結(jié)束語

濕式石灰-石膏法脫硫工藝應(yīng)用過程中，在吸收塔中加裝DS-多相反應(yīng)器，與傳統(tǒng)的濕式石灰-石膏法脫硫工藝相比，脫硫效率提高，安裝、運(yùn)行和維護(hù)方便，。鋼鐵行業(yè)面臨環(huán)境壓力的同時(shí)，濕式脫硫工藝可以被廣泛應(yīng)用于燒結(jié)球團(tuán)，改善環(huán)境，加快節(jié)能減排步伐。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 楊瑩.濕式DS系列專利脫硫技術(shù)在球團(tuán)燒結(jié)煙氣脫硫的應(yīng)用［J］.華中科技大學(xué)，2014，25（04）:171.

［2］ 史漢祥.DS-多相反應(yīng)器--新型二氧化硫煙氣濕法脫硫吸收設(shè)備［J］.電力標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量，2015，13（01）:26.

［3］ 羅龍，杜長堅(jiān)，林春源等.DS-I催化劑脫硫脫氮技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2001，17（03）:116.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.019