天鐵360 m2燒結機干法脫硫工藝的優勢

董 蓓

（天津天鐵冶金集團有限公司煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

隨著國家對環保越來越重視，新的《鋼鐵工業大氣污染物排放標準》已經頒布，將從2019年開始執行超低排放標準，這將嚴重限制鋼鐵企業的發展。為了滿足國家環保要求，必須處理燒結生產過程中主要污染物二氧化硫，未脫硫的燒結煙氣中二氧化硫排放濃度一般為400～1 500 mg/Nm3，有的甚至可以達到3 000 mg/Nm3左右。現在的《標準》對燒結新建裝備要求二氧化硫排放濃度為不超過160 mg/Nm3，而從明年開始將執行超低排放標準為35 mg/Nm3。因此，二氧化硫的排放作為重要內容，要求鋼鐵企業的燒結工序配備高效煙氣脫硫除塵裝置。

為積極響應國家環保要求，天津天鐵冶金集團煉鐵廠在2015年1月新建360 m2燒結機煙氣脫硫除塵裝置。本項目煙氣脫硫除塵工程采用福建龍凈“LJS燒結煙氣干法脫硫劑多污染物協同凈化工藝”。系統按照一機一塔全煙氣脫硫方案配置，共一套脫硫裝置，布置在預留的脫硫場地，從燒結主抽風機出口煙道引出到脫硫裝置入口，脫硫后的凈化煙氣引回燒結機煙囪。具體煙氣流程為“燒結機→機頭電除塵器→主抽風機→脫硫吸收塔→布袋除塵器→脫硫引風機→煙囪排放”。

1 技術原理

干法脫硫系統由預電除塵器、吸收劑制備及供應、脫硫塔、物料再循環、工藝水系統、脫硫后除塵器以及儀表控制系統等組成，其工藝流程見圖1。

圖1 脫硫工藝流程示意圖

首先，從燒結過來的煙氣從底部進入吸收塔，高溫煙氣與吸收劑、循環脫硫灰充分預混合，進行初步的脫硫反應，之后煙氣通過脫硫塔進入循環流化床床體；物料在循環流化床里，產生激烈的湍動與混合，充分接觸，SO2充分反應。這種循環流化床內氣固兩相流機制，極大地強化了氣固間的傳質與傳熱，為實現高脫硫率提供了根本的保證。

在脫硫塔內設有噴水裝置，噴入的霧化水用以降低煙氣的溫度，使煙溫降至高于煙氣露點20℃左右，從而使得SO2與Ca（OH）2的反應更加充分。吸收劑、循環脫硫灰在文丘里段以上的塔內進行第二步的充分反應，生成副產物CaSO3·1/2H2O。煙氣在上升過程中，顆粒一部分隨煙氣被帶出脫硫塔，一部分因自重重新回流到循環流化床內，進一步增加了流化床的床層顆粒濃度和延長吸收劑的反應時間。

2 干法脫硫工藝優勢

采用LJS燒結煙氣干法脫硫及多污染物協同凈化工藝，具有以下主要優勢：

2.1 工藝布置

LJS布置占地面積小，可最大限度利用現有場地進行靈活布置。LJS干法脫硫工藝布置占地面積僅為2 500 m2，可最大限度利用現有場地進行布置，節約用地。一燒屬于老廠新建改造項目，場地十分狹窄，采用LJS干法脫硫才能滿足項目的場地要求。

2.2 對燒結煙氣SO2濃度波動大具有良好的適應性

LJS干法脫硫系統適應入口SO2變化，調節靈敏，反應快，在高濃度時只要增加吸收劑的加入量即可滿足提高脫硫效率的要求，因此在變化范圍中，脫硫系統的SO2排放穩定小于100 mg/Nm3，甚至達到30 mg/Nm3。

2.3 采用清潔煙氣再循環自補償措施。

我廠360 m2燒結機的煙氣量波動很大，采用清潔煙氣再循環自補償措施，煙氣量大范圍變化上有良好的操作彈性，特別適合煙氣負荷變化大的燒結工況。在實際使用中，即使煙氣量差別很大，脫硫系統運行十分穩定，由于設有清潔煙氣再循環自補償措施，因此沒有出現任何塌床的情況。說明脫硫系統在煙氣量大范圍變化上具有良好的操作彈性，特別適合煙氣負荷變化大的燒結、球團工況。

2.4 整個吸收塔反應器的空塔結構維護簡單

干法脫硫反應的核心是吸收塔，龍凈干法吸收塔的反應機理為循環流化床，塔內部無任何構件和積灰面，內部不需要任何檢修，運行維護的工作量和工作強度很小，有利于生產運行。

2.5 反應時間長，系統可靠性高

塔內煙氣流速約5 m/s，煙氣與脫硫劑的接觸時間大于8 s以上，有利于保證脫硫效率和脫硫灰水分的充分蒸發，提高整個系統的可靠性。另外，長達8 s的接觸時間為高脫硫率提供了保證。

2.6 脫硫系統具有協同脫硫多組份煙氣污染物的能力

LJS工藝配置為反應器+布袋除塵系統，在脫除SO2的同時，可同步幾乎100%高效脫硫SO3、HCL HF、重金屬、RSF等物質，同時還預留了可同時脫除二噁英、NOx的能力，因此無需考慮今后由于環保要求提高，脫硫系統需要面臨二次投資和改造的問題。

2.7 系統無需防腐，排煙無需再熱

LJS工藝可以脫除幾乎全部的SO3、HCL、HF，酸露點溫度得到有效降低，而且反應溫度及排煙溫度均高于露點溫度15℃以上，系統及下游的煙道、煙囪無需防腐，不存在脫硫系統內部或煙囪內部出現結構安全隱患，且排煙溫度高，排煙溫度一般不低于75℃，無需煙氣再熱。可利用現有新建煙囪排放排煙也可以得到很好地擴散。

2.8 脫硫系統性能指標高、排煙透明、污染物排放濃度很小

目前，脫硫系統的排放指標優于國家的最新環保標準，通過肉眼無法看到煙囪出口排放煙，因此整個系統視覺效果很好，社會公眾的認可度高。

2.9 應用工藝水隨熱煙氣蒸發原理

LJS干法脫硫沒有廢水產生，所有物料輸送過程均為密封，而且對外排灰塵點都設置獨立的布袋除塵系統，沒有二次污染的問題。

2.10 脫硫副產物

LJS干法脫硫副產物為干粉狀，方便在灰倉內儲存，用普通的白灰罐車即可進行運輸。LJS干法脫硫副產物為干粉狀，呈現堿性，可以很好地固化重金屬等污染物，通常可以用于鋪路、礦井回填等，同時也可以與制磚、制陶粒等較高經濟價值進行綜合利用。

2.11 采用專門的石灰消化器，系統簡潔

LJS干法脫硫采用專門的石灰消化器，消化生成的消石灰直接喂入到脫硫塔內，中間環節少、系統簡潔。消化器運動部件少，維修較方便。

2.12 干法與濕法脫硫技術的對比

脫硫工藝消耗品參數以含硫量1.2%煤，2×300 MW機組為例，見表1。

表1 干法與濕法脫硫技術的對比

3 結束語

天津天鐵冶金集團煉鐵廠360 m2燒結機煙氣脫硫除塵裝置于2014年4月20日建設，2015年1月25日投產，經過3年多的連續穩定運行，與燒結機的同步率達100%。其脫硫及除塵效果良好，經過脫硫后排放的煙氣SO2濃度在20 mg/Nm3以內，脫硫效率達到97%以上，出口粉塵排放濃度在10 mg/Nm3以內。與350 m2燒結機濕法煙氣脫硫相比，本脫硫裝置具有同步率高、自動化水平高、脫硫效率高及穩定性高等優點，年經濟效益達到823.9萬元。目前，由于煙氣循環流化床干法脫硫技術的現場改造適應性較強，現已在鋼鐵燒結、球團、電廠鍋爐、玻璃窯爐、炭黑等領域得到了廣泛的應用。