燒結球團煙氣脫硫工藝概述

張進知

（中冶長天國際工程有限責任公司 湖南長沙 410007）

燒結球團煙氣脫硫工藝概述

張進知

（中冶長天國際工程有限責任公司 湖南長沙 410007）

燒結球團煙氣能夠造成嚴重的空氣污染，其中最為主要的污染物有顆粒、NOx、二噁英、氟化物、氯化物及重金屬等等。其中，硫化物占污染物總排放量的60%以上，是燒結球團煙氣最為主要的污染物。對此，本文首先介紹了燒結球團煙氣的特點，然后對典型燒球團結煙氣脫硫技術進行了分析，最后根據實例詳細探究了燒結球團煙氣脫硫工藝。

燒結煙氣；脫硫；應用

1 引言

社會各個行業的快速發展帶來很多環境問題，隨著國家對于環保要求越來越高，很多企業因為環境問題而被要求整改，出現嚴重的虧損。因此，對燒結球團煙氣進行綜合治理已經成為各個行業十分關注的問題，探究燒結球團煙氣的綜合治理技術刻不容緩。

2 燒結球團煙氣的特點

燒結球團煙氣指的是各種工業原料、燃料、熔劑的混合物在高溫燃燒過程中所產生的含塵廢氣，含有大量的、種類較多的有害氣體，具有以下特點：①煙氣量巨大。每生產1t燒結礦，就會產生4000～6000m3的煙氣。②含氧量、含水量較高。為了提高燒結混合料的透氣性，在混合料燒結前，應該加入適量的水，提高煙氣含水量。③煙氣溫度較高。煙氣溫度一般在120～180℃之間。④含有害氣體。煙氣中含有一定量的HCl、HF、SO2和NO2等等。⑤煙氣粉塵濃度高。粉塵的主要成分是化合物，由于原料的不同，粉塵中可能含有微量重金屬元素。⑥穩定性差。燒結工藝穩定性較差，因此煙氣流量、溫度、SO2等物質的濃度等會發生大頻率變化。

3 典型燒球團結煙氣脫硫技術

3.1 濕法脫硫技術

3.1.1 氨法

將氨水作為脫硫吸收劑，氨水可以進入吸收塔，并且與煙氣充分接觸并混合，煙氣中的SO2能夠和氨水發生反應，從而形成亞硫酸銨，然后發生氧化反應，生成硫酸銨溶液，通過離心機脫水以及干燥處理后，即可得到化學肥料硫酸銨。

3.1.2 石灰石-石膏法

石灰石-石膏法是目前應用最廣泛和最成熟的脫硫工藝，主要是以石灰石漿液作為吸收劑，通過石灰石漿液在吸收塔內對煙氣進行洗滌，發生反應，從而除二氧化硫，反應產生亞硫酸鈣通過強制氧化生成石膏，脫硫后的煙氣從煙囪排放。

3.2 干法脫硫技術

3.2.1 MEROS法

MEROS方法是一種新型的干法脫硫技術，其脫硫劑為小蘇打，即NaHCO3，通過逆流噴射系統，可以將NaHCO3噴入至煙道中；然后碳酸氫鈉和煙氣充分混合發生反應，在混合反應過程一直延續到后續除塵器。反應結束后，還需要將反應生成物以及沒有完全發生反應的NaHCO3過濾除塵，經過過濾作用所剩下的灰塵大部分循環到袋式除塵器入口，然后再進行循環反應。該技術工藝簡單，投資省，運行安全可靠，對煙氣溫度變化適應范圍廣，脫硫效率達到90%以上。但存在CO2排放問題。

3.2.2 活性焦吸附法

活性焦吸附法脫硫工藝一般分為三個過程：①煙氣進入吸收塔，煙氣中的SO2、O2和水蒸氣吸附在活性焦的表面。②在活性焦表面活性點的催化作用下SO2被氧化成SO3。③SO3與水蒸氣反應生成H2SO4，吸附在活性焦的表面。吸附飽和的活性焦需排出再生，同時補充新活性焦。該法是一項一體化的先進煙氣凈化技術，被廣泛應用于很多國外企業中。

3.2.3 SDA工藝介紹

旋轉噴霧干燥（SDA）煙氣脫硫技術，于20世紀70年早期由丹麥Niro公司研制開發的，其脫硫過程是生石灰加水配置成含固率20～25%的石灰（Ca（OH）2）漿液，通過霧化器霧化成30～80μm的霧滴噴入吸收塔內，塔內石灰漿霧滴（吸收劑）瞬速吸收煙氣中的SO2，達到脫除SO2及其他酸性介質的目的。同時，燒結機頭廢氣熱量瞬速干燥噴入塔內的液滴，形成干固體粉狀料，由袋式除塵器捕集。針對燒結煙氣的變化，只需簡單的一個漿液調節閥自動調節給漿量，即可輕松實現自動跟蹤煙氣負荷變化，同時保證整個脫硫系統在干態下運行，溫度大于酸露點溫度15℃以上，避免系統結露。該工藝技術已成熟，脫硫工藝流程簡單。

4 燒結球團煙氣脫硫工藝實例

4.1 燒結球團脫硫工藝實例分析

本文將以某鋼鐵企業為研究實例，2004年10月建成投運的循環流化床半干法（ENS法），2011年12月建成氣噴旋沖石灰石—石膏濕法（XPB法）。

4.2 工程應用

（1）循環流化床（ENS）燒結煙氣脫硫干法工程應用：某大型鋼鐵企業265m燒結機脫硫，2004年10月正式投入運行；脫硫率為70～90%，SO2排放濃度為 300～600mg/m3。

（2）氣噴旋沖（XPB）石灰石-石膏脫硫濕法工程應用：某大型鋼鐵企業2臺265m燒結機脫硫，2011年l2月正式投入運行，脫硫率98%，SO2排放濃度小于等于30mg/m3。

4.3 技術特點分析

（1）XPB濕法

XPB濕法在實際應用中具有很多優點，不僅具有較高的脫硫效率，而且對于吸收劑可以使用廉價的石灰石泥餅。但是，XPB濕法在實際應用中也有一定的缺點，會造成嚴重的管道堵塞和磨損問題；對于設備、煙囪需要進行防腐處理，一般系統需要一年半安排一次大修；脫硫廢水的成分比較復雜，處理難度高；煙氣會存在二次污染，從煙囪中排出大量白煙，煙囪雨中一般含有大量的細微重金屬顆粒和硫酸霧滴。

（2）ENS干法

ENS干法不僅能夠脫除SO2，而且還可以脫除HF，HCl、重金屬和細微顆粒物等等，而且系統的擴展性較好，可增加活性炭投加設施，有利于去除二噁英。但是，在實際應用中，ENS干法也有一定的缺陷，SO2的去除效率比較低；脫硫劑可以通過泵輸送至吸收塔中，在此過程中固體顆粒會對管道造成磨損；系統對于保溫性能的要求比較高，因此需要嚴格控制塔內水分，避免管道堵塞。

4.4 工程技術經濟性分析

以某大型鋼鐵企業2臺265m燒結機為例，技術經濟比較結果見表1。

表1 工程技術經濟性對比表

4.5 綜合評價

XPB濕法和ENS干法兩種工藝的綜合評價如表2所示，通過綜合評定得出，XPB濕法與ENS半干法相比，更加適用于燒結煙氣脫硫工藝中。XPB法具有除氟效率高的特點，本文研究的燒結煙氣中NOx的排放濃度在1150～320mg/m3之間，因此基本能夠符合標準要求。在設計方面，可以在除塵器前預留活性炭投加裝置，并且根據國家規定有效去除二噁英。

表2 綜合評價表

5 結語

（1）如果燒結工藝所使用的原材料中，硫含量較高，煙氣中SO2初始濃度也比較高，對此，可以使用XPB脫硫工藝。如果在燒結球團煙氣中，SO2的濃度比較高，則脫硫效率就會比較高，由此可見濕法脫硫工藝穩定，有利于有害物質排放。

（2）如果燒結工藝所使用的原材料中，硫含量較低，煙氣中SO2初始濃度也比較低，對此，可以使用半干法脫硫工藝。該方法脫硫效率比較高，該方法脫硫效率較高，一次投資、運行成本相對于濕法工藝經可降低1/4左右。

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X701.3

A

1004-7344（2016）07-0243-02

2016-2-20

張進知（1973-），男，工程師，本科，主要從事礦物加工工程工作。