SDA脫硫技術在400 m2燒結機的應用

李玉信

（山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101）

節能減排

SDA脫硫技術在400 m2燒結機的應用

李玉信

（山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101）

濟鋼400 m2燒結機選用SDA脫硫技術進行煙氣脫硫，該技術系統主要包括脫硫及除塵系統，脫硫劑貯存、制漿及輸送供給系統，循環灰貯存、制漿及輸送供給系統，脫硫灰、除塵灰輸送貯存及外排系統。應用實踐證明，SDA脫硫技術運行穩定，脫硫效率高，且顆粒物排放濃度低，煙塵排放濃度小于20 mg/m3，二氧化硫和顆粒物同時達到排放標準。

燒結；脫硫技術；噴霧；顆粒物

1 前言

燒結過程中SO2排放量占鋼鐵企業排放總量的40%～80%,實施燒結煙氣脫硫，減排SO2，是鋼鐵工業環境治理急需解決的重要問題。

濟鋼400 m2燒結機建于2009年，建設時未配備煙氣脫硫設施。隨著國家和地方環保標準的日益嚴格和防治大氣污染措施的不斷完善，燒結煙氣SO2排放問題已受到社會高度關注。為嚴格執行國家和地方環境保護法規、標準，從源頭上控制污染物的排放，減少SO2污染，實現可持續發展，濟鋼在2010年啟動了400 m2燒結機脫硫裝置建設工作。

2 脫硫技術方案的選擇與確定

燒結煙氣脫硫工藝和技術有多種，按脫硫劑分類大致有鈣法、鎂法、鈣納法、氨法、活性炭吸附還原法等；按脫硫工藝投入產出物分類有干法、半干法、濕法等，這些方法各有優勢和局限性。燒結煙氣脫硫是一個系統工程，抉擇需重點考慮以下幾個方面：1）一次性投資少，運行成本低。2）脫硫效率高，滿足排放SO2標準要求。3）脫硫工藝安全可靠，能長期穩定運行。4）能夠同時具有除塵功能，實現顆粒物同時達到嚴格的排放標準。5）發展循環經濟，脫硫副產物能高效利用。6）脫硫劑資源豐富，價格和運輸成本低等。

濟鋼綜合考慮各種因素，400 m2燒結機燒結煙氣脫硫裝置選用SDA脫硫技術（高速旋轉噴霧脫硫技術），該脫硫技術有如下特點：

1）可滿足大煙氣量脫硫，煙氣溫度100～150℃時，SO2排放濃度≤200 mg/Nm3；具備煙氣SO2排放濃度≤100 mg/Nm3的能力。2）系統設備結構簡單、操作靈活、易停易開，適應燒結工況風量變化的特點；裝置占地面積小，系統阻力小、投資少。3）脫硫效率高，脫硫效率最高可達95%，同時可脫除煙氣中的SO3、HCl、HF。4）合理而均勻的氣流分布，吸收塔頂部及塔內中央設有煙氣分配器，使煙氣和霧化的液滴充分混合，有助于煙氣與液滴之間質量和熱量傳遞，使反應和干燥的條件達到最佳。5）可利用石灰除塵灰或冶金渣做復合脫硫劑，以廢治廢，降低脫硫成本。6）副產物利用率高。脫硫副產物可加入礦渣微粉繼續使用，實現副產物的資源化，并具有間接減排CO2的環境效益。7）水耗低，水質適應性強，系統無污水排放。8）漿液量可根據煙氣流量、溫度及SO2濃度自動調節，確保脫硫效率不受影響。9）脫硫系統建有高效布袋除塵器，能達到最新燒結煙氣顆粒物30 mg/m3排放標準。10）可預留活性炭噴入裝置，最終實現脫除二惡英和重金屬等。

3 SDA脫硫技術工藝

3.1 工藝及反應原理

生石灰加水配置成石灰漿液，生石灰與水反應生成Ca（OH）2，漿液通過霧化器霧化成50 μm的霧滴，在脫硫塔內與煙氣中及氟化物等迅速反應，吸收SO2，使之達標排放，實現脫硫的目的。在脫硫的同時，霧化的液滴被干燥，凈化后煙氣經布袋除塵器由新制鋼煙囪排放。除塵器的脫硫產物一是循環使用，另外也可綜合利用。

SO2被霧滴吸收化學反應：

部分SO2完成如下反應：

與其他酸性物質（如SO3、HF、HCl）的反應：

3.2 脫硫工藝流程

用管道將煙氣由主抽風機出口煙道頂部垂直引出，經原煙氣旁路擋板和脫硫系統入口擋板切換后，煙氣被分為兩股煙氣流送入旋轉噴霧干燥（SDA）脫硫塔，上支路煙氣由脫硫塔頂部煙氣分配器進入塔內，下支路煙氣由脫硫塔中心煙氣分配器直接進入塔內；脫硫劑漿液由漿液貯罐經漿液泵輸送到塔頂的頂罐，再從頂罐中自流入霧化器被霧化成50 μm的霧滴，與脫硫塔內煙氣接觸反應吸收二氧化硫等酸性物質，反應生成的CaSO3、CaSO4等在脫硫塔內干燥形成脫硫灰隨煙氣進入布袋除塵器中進行凈化及進一步的脫硫反應，實現氣固分離，出口煙氣粉塵濃度≤30 mg/Nm3,凈煙氣由增壓風機經出口煙道至新制煙囪排入大氣，達標排放。脫硫塔收集的脫硫灰直接外排或綜合利用，除塵器分離下來的除塵灰輸送至脫硫灰倉中，一部分被送到循環灰混合罐中循環利用，剩余脫硫副產物直接排出裝車。布袋除塵器入口煙道上預留添加活性炭設置位置，如增設活性炭噴入裝置，可進一步脫除二惡英、Hg等有害物。400 m2燒結煙氣脫硫工藝流程見圖1。

圖1 400 m2燒結煙氣脫硫工藝流程

3.3 脫硫劑制備流程

將脫硫劑定量加入消化罐并加水配制成一定含固率的漿液，脫硫劑漿液經振動篩篩分后自流入漿液罐，配制成適當濃度的脫硫劑漿液，根據煙氣SO2濃度由漿液泵定量送入脫硫塔頂部的漿液頂罐，頂罐內漿液自流入脫硫塔頂部霧化器，漿液經霧化器霧化成50 μm的霧滴由脫硫塔頂部噴入，與脫硫塔內煙氣接觸迅速完成吸收SO2的反應過程。由于脫硫劑漿液為極細小的霧滴，增大了脫硫劑與SO2接觸的比表面積，保證煙氣SO2濃度達標排放。

為提高脫硫劑的利用率和脫硫效率，除塵器收集的脫硫灰部分循環利用，定量加入循環灰混合罐并加水配制成一定含固率的漿液，配入漿液罐循環利用，達到高效、經濟的脫硫目的。

3.4 脫硫副產物及處理

脫硫副產物為硫酸鈣、亞硫酸鈣、氯化鈣、氟化鈣等組成的干態粉料，將其與高爐渣混合后通過磨機制作微粉，實現綜合利用，解決了燒結脫硫副產物堆存的環境污染問題。

4 高速旋轉噴霧脫硫系統組成

1）脫硫及除塵系統。脫硫系統主要由旁路擋板、進口擋板、旋轉噴霧脫硫塔、布袋除塵器、增壓風機、新制煙囪、野風閥、非金屬補償器和煙氣管路等組成。

系統的關鍵設備為脫硫塔內高速旋轉霧化器，其作用是能將脫硫劑漿液霧化成極細小的液滴（50 μm），加大脫硫劑與燒結煙氣的接觸面積，達到充分吸收SO2的目的，工作原理見圖2。

圖2 霧化器工作原理圖

選用丹麥GEA/Niro公司生產的霧化器，其耐磨噴嘴的使用壽命可達12 000 h，設備在振動、耐磨、噪音、能比功耗方面優于同類產品。布袋除塵器入口預留活性炭添加接口，保留未來實現一體化脫硝、脫除重金屬和二惡英的能力。除塵器入口煙道上設置野風閥，當除塵器入口煙溫超標時手動啟動野風閥，保護布袋除塵器的正常運行。

布袋除塵器收集的脫硫灰采用機械輸送方式，經除塵器灰斗下部星形卸灰閥卸至切出刮板輸送機、集合刮板輸送機、斗式提升機送至脫硫灰倉。

2）脫硫劑貯存、制漿及輸送供給系統。主要由脫硫劑貯倉、星型卸灰閥、稱重螺旋給料機、消化罐（攪拌器）、振動篩、漿液罐（攪拌器）、漿液泵及漿液管道和閥門等組成。

脫硫劑用氣力泵輸送至脫硫劑貯倉，再經星型卸灰閥、稱重螺旋給料機輸送至消化罐消化，經振動篩送至漿液罐制備成氫氧化鈣漿液，經漿液泵及漿液管道送入塔頂漿液罐使用。

3）循環灰貯存、制漿及輸送供給系統。該系統由稱重螺旋給料機、斗式提升機、循環灰混合罐（攪拌器）、振動篩、循環灰漿液罐（攪拌器）、漿液泵、循環灰漿液管道和閥門等組成。由布袋除塵器收集的脫硫灰由斗式提升機送入脫硫灰倉后，大部分脫硫灰經斗式提升機送入循環灰混合罐制成適當濃度的漿液，經過振動篩篩分后進入循環灰漿液罐，由循環灰漿液泵（2臺，1用1備）送入脫硫塔循環利用，提高脫硫劑的利用率。

4）脫硫灰、除塵灰輸送貯存及外排系統。主要由切除刮板機、集合刮板機、斗式提升機、脫硫灰倉等組成。由布袋除塵器收集的除塵灰由除塵器下部星型卸灰閥卸至切除刮板機、集合刮板機、斗式提升機送入脫硫灰倉。脫硫灰倉下設兩路出灰，一路定期外排進行綜合利用；一路供循環利用，同時考慮設緊急排灰口。脫硫塔灰倉設事故排灰口及對應的排灰管路。

5 結語

濟鋼400 m2燒結機脫硫裝置于2012年1月建成投用，投用后效果良好，SO2濃度一般在150 mg/m3以下，達到了山東省鋼鐵工業污染物排放標準（DB 37/ 990-2013）；適應性強，滿足大煙氣量燒結機脫硫；脫硫副產物配入水渣，一起制備成礦渣微粉，用作水泥原料，實現了副產物的資源化；脫硫系統建有高效布袋除塵器，煙塵排放濃度小于20 mg/m3，達到最新燒結煙氣顆粒物30 mg/m3排放標準；耗水量低，系統無污水排放；一次投資少，運行成本較低，有較好的推廣應用價值。

Application of SDA Desulfurization Techniquein 400m2Sintering Machine

LI Yuxin

（Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

400 m2sintering machine in Jinan Steel chose SDA desulfurization technique to take off sulphur from smoke.The technical system mainly includes desulfurization and dedusting system,desulfurizer store and making slurry and transporting supply system, circulating ash store and making slurry and transporting supply system,transporting and discharging system of desulfurization ash and dedusting ash.The practice proved that SDA desulfurization technology have excellent operation stability,high efficiency of desulfurization,low emission density of particles,small than 20 mg/m3in discharging smoke and dust density,and has reached to emission standard of sulphur dioxide and particle.

sintering;desulfurization technique;atomizing;particles

X701.3

B

1004-4620（2014）03-0051-03

2014-03-25

李玉信，男，1964年生，2004年畢業于西安建筑科技大學環境工程專業，工程碩士。現為山東鋼鐵股份有限公司濟南分公司能源環保部環保科科長，高級工程師，從事環保技術和環保管理工作。