活性焦尾氣脫硫系統的改進

吳錦龍，周志宏

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

1 引言

為響應國家節能減排政策的號召，江西銅業集團貴溪冶煉廠先后建成四套活性焦干法脫硫裝置，該裝置具有自動化程度高，適用范圍廣，運行過程中不產生二次污染等優點［2］，但投入使用以來，卻存在脫硫效率偏低、物料循環系統故障率高等諸多問題，影響脫硫系統的效率和作業率。

2 活性焦脫硫工藝流程［3］

制酸尾氣經增濕塔增濕后自脫硫塔底部兩個進氣煙道分別進入兩組脫硫塔內，通過塔中間的布氣室橫向進入吸附層，吸附層中的活性焦與煙氣進行錯流接觸，從而達到脫除煙氣中煙塵和SO2的目的［4］。凈化后的煙氣經兩側集氣室排入煙道系統。吸附了SO2的活性焦經下部錐斗由下料器控制排出。從脫硫塔排出的已吸附SO2的活性焦，通過鏈斗機輸送到再生塔頂部，經振動篩篩分除去碎焦后，進入再生塔再生。進入再生塔的活性焦經加熱再生、冷卻后連續不斷的由排料段排出，進入脫硫塔繼續吸附SO2。再生氣由再生風機經抽氣段設置的抽氣管板抽出，富含高濃度SO2的再生氣送往制酸裝置回收利用［5］。損耗的活性焦，可通過電動葫蘆將活性焦加入料倉中獲得補充，見圖1。

圖1 脫硫系統工藝流程圖

3 存在問題及原因分析

3.1 影響脫硫作業率的主要因素除再生風機出口煙道腐蝕外［6］，還有物料循環系統故障

以2011年1季度為例，脫硫系統停車2643分鐘，其中因再生風機出口煙道腐蝕泄露原因停車檢修989分鐘，因物料循環系統故障原因停車1124分鐘。兩者占總停車時間的79%。

設計方上?？肆颦h?？萍脊煞萦邢薰緸楸鞠到y設計一整套物料循環DCS自動控制系統。各卸料器的啟動/停止主要是靠脫硫塔內活性焦料位來控制的，例如脫硫塔頂部四個卸料器聯鎖條件是:

啟動條件:

(1)該下料器所對應的脫硫塔低料位報警;

(2)該下料器所對用的脫硫塔高料位報警信號消失時間已持續t分鐘。

停止條件:

(1)該下料器所對應的脫硫塔高料位報警;

(2)若有3臺卸料器已經停止，而第4臺卸料器對應高料位報警，則此卸料器仍維持啟動狀態。

但從實際運行情況來看，效果很不理想，頻繁出現某臺脫硫塔內活性焦滿料，卡死鏈斗機，而另外的脫硫塔內卻嚴重缺料，使得煙氣走短路，系統脫硫效率異常下降。

3.2 影響脫硫效率的主要原因有:增濕效果差、氣體偏流［7］等

3.2.1 增濕效果差原因分析

在活性焦吸附SO2過程中，需要一定的水分。而硫酸尾氣經過干吸工序后，幾乎沒有水分，所以需要對其增濕。原設計采用的增濕方式主要是通過循環泵對煙氣進行噴淋，但由于液態水沒有進行充分的霧化，使得煙氣增濕效果不均勻，同時還有大量水份被直接帶入活性焦內，嚴重影響系統的脫硫效率。而再生塔內在存在大量水份的情況下，不但難以控制再生氣溫度及壓力，還會造成底部焦粉結塊，堵塞下料口，見圖2。

圖2 增濕塔改造前

3.2.2 氣體偏流原因分析

由于脫硫塔R401與R402煙氣進口煙道的走向不同，同時頻繁出現的脫硫塔內活性焦缺料引起的煙氣走短路現象，使得脫硫塔R401與R402所通過的煙氣量不一致，經測算，R402的通氣量明顯大于R401。從而導致兩組脫硫塔內的脫硫效率不一致，嚴重影響了系統總脫硫效率的提升。

4 改造方案

4.1 物料循環DCS自動控制系統的改造

通過修改脫硫塔進料、排料控制程序，由以前單一的料位控制，改為料位和時間雙控制方式，使得2個脫硫塔之間的物料循環量趨于一致，有利于提高脫硫效率，見圖3。

圖3 脫硫塔頂下料器高報啟動聯鎖

4.2 增濕塔的改造

改造煙氣增濕裝置，分別在增濕塔的東、南、西三個方向增設了一個霧化水噴嘴。通過調節進噴嘴的水壓和壓縮空氣壓，使凈化水充分霧化，從而給煙氣增濕降溫。同時進一步增大蒸汽用量，提高進氣溫度，以提高脫硫效率，見圖4。

圖4 增濕塔改造后

4.3 對氣體偏流的改造

將R402的出口煙道閥門由通斷式改為可調節式。分別在兩組脫硫塔的出口煙道上裝設了一組玻璃管壓力表，根據壓力表在熔煉車間進行兩臺轉爐同時停爐、一臺轉爐停爐、兩臺轉爐同時送風時測量的實際值，來確定出口煙道閥門的有效開度，改變R402的阻力降，使得煙氣均勻通過兩個脫硫塔，提高系統脫硫效率，見表1、表2。

表1 改造之前數據

表2 改造之后數據

自2012年5月各改造項目的相繼完成，脫硫系統的作業率和脫硫效率都在逐步提高并趨于穩定。

5 結論

(1)活性焦脫硫技術應用于硫酸尾氣脫硫工藝是可行的。

(2)再生氣體降溫后用玻璃鋼管輸送不易發生泄漏;通過DCS控制，可以優化物料系統的循環。

(3)控制煙氣濕度有利于提高脫硫效率;通過DCS控制，可以調節氣體分布，提高脫硫效率。參考文獻:

［1］ 劉靜，翟尚鵬，岑祖望，等.活性焦吸附法硫酸尾氣脫硫裝置的設計與運行［J］.硫酸工業，2010(3):28－31.

［2］ 楊毅，岑祖望.可資源化活性焦煙氣脫硫技術簡介［J］.硫酸工業，2007，(1):46 －49.

［3］ 高繼賢，劉靜，翟尚鵬，等.活性焦脫硫技術在有色冶金行業的應用與研究［J］.有色冶金設計與研究，2012(1):24－28.

［4］ 胡滔.貴溪冶煉廠硫酸尾氣脫硫實踐［J］.銅業工程，2011(4):31－33.

［5］ 喬彥強，江紅衛.貴冶硫酸兩套尾氣脫硫裝置工藝及比較［J］.銅業工程，2010(2):47－49.

［6］ 付圣江.活性焦脫硫系統再生氣低溫輸送管道改造［J］.銅業工程，2012(6):9－11.

［7］ 郭東明.脫硫工程技術與設備［M］.化學工業出版社，2007.