鉛鉍冶煉廢氣脫硫系統的改進

巢 沖

(江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

鼓風爐，反射爐在火法冶煉生產鉛，鉍金屬的同時，會有大量的煙塵、氣產生，其中煙塵的主要成分為含Pb、Bi 的化合物，煙氣的主要成分為SO2。含Pb、Bi化合物的煙塵通過一系列收塵裝置回收重新利用［1］，車間針對SO2的吸收處理，增設了一套脫硫裝置。然而，在脫硫過程中，存在著一系列的設備，工藝方面的問題，造成了脫硫系統經常非正常運行。針對上述問題，通過對噴淋設備的改進，以及摸索完善了相關的配套設施，制定了更為科學嚴格的操作規程，保證了脫硫系統正常運行，達到了良好的脫硫效果［2］。

2 脫硫的過程和原理

2.1 收集煙塵

鼓風爐和反射爐產生的煙塵、氣在進入脫硫塔之前，通過水冷、沉降、布袋收塵回收絕大部分的煙塵后，匯聚在空塔里面，再經過動力波的水噴淋吸收，煙塵基本回收，剩下的煙氣主要含SO2氣體。

圖1 脫硫的過程示意圖

2.2 脫硫

含有SO2的氣體從脫硫塔底部進入，由下而上流動。脫硫塔內部，依次設有5 層噴淋裝置，每層有18 個各種型號的噴嘴。以CaO 的水溶液為介質，對含硫煙氣進行噴淋，高速，霧狀的噴淋液與煙氣逆向接觸，進行著劇烈的化學反應。其化學方程式如下:

噴淋液由脫硫塔底部匯入循環槽中，再由砂漿泵將其輸送至噴嘴反復循環噴淋。脫硫循環槽配有漿液制備槽，里面為配置好的石灰水溶液。當脫硫槽里面的石灰被SO2消耗的從而使循環液的pH 值下降到設定數值的時候，漿液制備槽與脫硫循環槽之間的閥門將自動打開，往脫硫槽里面補新鮮石灰水。當循環液的濃度或者液位過高時，將部分循環液轉入陶瓷過濾機機進行固液分離，轉換成固態的CaSO3［3］。

煙氣經過脫硫后，通過50m 高煙囪排入大氣。

3 脫硫過程中遇到的問題

3.1 噴嘴、管路堵塞嚴重

工藝設計時為保證脫硫的效果，將脫硫塔里的噴嘴布局為“小多密廣”，即噴嘴的直徑小(分4mm和7mm 兩種)，噴嘴多(每層18 個)，它們在塔里面分布密集且廣泛，此設計確保了噴淋出來的CaO 水溶液與SO2氣體充分接觸，但相應管路的直徑很小且彎頭很多，在脫硫循環液濃度較高，或者液里面有較大的顆粒異物的情況下，細小的噴嘴和彎曲的管路極易發生堵塞，嚴重的影響了脫硫的效果［4］。

3.2 噴嘴、管路易脫落

噴嘴，管路均為塑料制品，在長期受到高溫，高壓的環境里，容易發生斷裂脫落。而脫落的部分又會隨著噴淋液循環到別的地方，從而引起新的堵塞。

表1 噴淋設施損耗情況

3.3 儀器、設備易腐蝕損壞

管路的堵塞，導致一些檢測流量，壓力的儀器長期無法正常工作而損壞。脫落的物件，對噴淋塔內部造成了沖擊損傷。而這些東西在進入循環系統后，又會危害到砂漿泵、減速機的正常運行。

3.4 檢修時間頻繁

由于存在著堵塞、脫落以及腐蝕等問題，要經常打開脫硫塔，對其內部進行全面的檢修，更換堵塞和脫落的噴嘴和管路。耗費大量的人力和物力，影響了鼓風爐，反射爐的正常生產。

表2 2010年噴淋塔維修情況

4 改進及其效果

4.1 對噴嘴、管路進行改進

在保證脫硫效果的前提下，每層用一個直徑12mm 的A2型號的鈦制噴嘴，代替原來的18 個24NPT1/2型噴嘴，與之相配套的，將原來的支干噴淋改為主干噴林，這樣，噴嘴的直徑變大了許多，強度也增大了，從源頭消除了噴頭、管道堵塞脫落的現象。

4.2 在循環液回流處增加攔截裝置

為了徹底將大顆粒的物體從循環系統中清除，在循環液回流處，增設一個截流箱，里面設置一攔網。所有直徑大于1cm 的物體都將在這里被攔截。定期對攔網進行清理。

4.3 使用新的脫硫介質

針對原來95%，320 目的CaO 粉在投加的時候釋放大量的熱量，易揚灰，容易傷害操作人員。經過對比，選擇了85%，200 目的CaO 粉作為替代品。新的CaO 在投加的時候，釋放的熱量大大的減少了，現場的CaO 粉塵也相應少了許多，保證了人員的安全和現場環境的質量，且費用也大大的下降了［5］。

4.4 科學地調節循環液的pH 值和濃度

為了保證脫硫的效果，循環液的pH 值需控制在4.5～5.5 之間。在此范圍內，pH 值設置較高時，脫硫效果好，循環液濃度低，但石灰利用率不高。pH 值設置較低時，石灰利用率高，但脫硫效果相對而言較差，且循環液濃度也較高。綜合考慮后，采取了如下的措施:平時運行時，循環液pH 值設置較高，當快要向陶瓷過濾機轉液進行處理的時候，提前將pH 值降低。轉液結束后，將pH 值恢復較高值。這樣，即保證了脫硫效果，又提高了石灰的利用率。且轉出的循環液濃度較高，便于后續處理［6］。

5 效果

通過上述改進后，使得整套脫硫系統得以順利運行，從而保障了鉛鉍主線得以正常進行生產。

圖2 技改前一年與技改后一年生產正常運行率對比

在保證整個系統能正常運行的基礎上，脫硫效果也得到了保證，排放值達到國家標準(SO2的含量低于400mg/m3)。

表3 改進后的煙氣脫硫效果SO2的含量(mg/m3)

6 結束語

通過上述一系列的改進，在提高了設備的正常運行率，降低了成本和費用的基礎上，保證了脫硫的效果達到或超過國家的標準，也使得在鉛鉍冶煉以及脫硫系統的現場工作人員有了較好的工作環境。在環保要求日益嚴格的今天，有著很現實的意義。而通過改進的一系列的技術，也對其它的廢氣的脫硫處理工藝有一定的借鑒意義。

［1］丁中浩，翁達.固體和氣體廢棄物再生與利用［M］.北京:國防工業出版社，2006:12 -14.

［2］威廉斯.采礦選礦冶金工業廢物的產生與處理［M］.唐建文，譯.北京:冶金工業出版社，1995:34 -36.

［3］歐陽建友.石灰-石膏濕法脫硫工藝淺談［J］.科普知識，2007(1):16 -17.

［4］肖文德，劉泉.二氧化硫的脫出與回收［M］.北京:化學工藝出版社，2001:3 -6.

［5］蔡霞.淺談石灰石礦深加工及其綜合利用［J］.金屬礦山，1993(11):33 -34.

［6］許濤，余秀麗，劉暢.淺議脫硫副產物的處理［J］.山東山大華特環保工程有限公司，2006:6 -8.