富硫氣管道凈化排水裝置改造

摘 要：介紹了燒結生產過程中產生大量煙氣，煙氣通過脫硫脫硝工序中吸附塔內的活性炭吸附，活性炭在解析塔里進行解析，產生富含SO2的混合氣體，混合氣體通過管道和風機輸送至制酸系統，在混合氣體輸送過程，煙氣溫度下降，輸送富硫氣在管道內產生冷凝水。管道內冷凝水會與富硫氣中SO2和SO3形成稀酸，加劇富硫氣管道與冷凝水外排系統腐蝕，降低設備使用壽命，產生漏酸漏氣等安全事故，影響正常生產過程，所以管道內冷凝水需要定期外排。通過實施改造方案，解決生產過程中存在的問題，該方案結構簡單、使用方便，利用大氣環境與富硫氣管道內壓差，實現了無動力排水，且在正常生產過程中排水一直在自動持續進行，極大程度減少稀酸帶來的危害，避免人工定期排水存在的勞動強度大、工作環境差及安全健康隱患，大大提高了排水的效率和效果。

關鍵詞：富硫氣管道；冷凝水；無動力排水；改造；壓差

Abstract：The paper introduces a large amount of flue gas produced in the sintering production process， the flue gas is adsorbed by activated carbon in the adsorption tower in the desulfurization and denitrification process， and the activated carbon is analyzed in the analysis tower to produce the mixed gas rich in SO2， and the mixed gas is transported to the acid production system through the pipeline and fan. During the mixed gas transportation process， the temperature of the flue gas drops， and the transportation of sulfur-rich gas will produce condensate in the pipeline. The condensate water in the pipeline will form dilute acid with SO2 and SO3 in the sulfur-rich gas， which will aggravate the corrosion of the sulfur-rich gas pipeline and the condensate drainage system， reduce the service life of the equipment， and cause acid and gas leakage and other safety accidents， affecting the normal production process. Therefore， the condensate water in the pipeline needs to be drained regularly. This paper describes a transformation scheme to completely solve the problems in the production process. The scheme is simple in structure and easy to use. It makes use of the atmospheric environment and the pressure difference in the sulfur-rich gas pipeline to realize no power drainage. It also avoids the labor intensity， poor working environment and safety and health hazards existing in manual regular drainage， and greatly improves the efficiency and effect of drainage.

Key words： sulfur-rich gas pipeline; condensate water; no power drainage; transform; differential pressure

0 前 言

在鋼鐵生產中，燒結工序產生大量煙氣，需要對生產中產生的煙氣進行凈化，避免污染環境，同時對煙氣中的各種有用物質進行收集，以達到綜合利用，降低生產成本。在凈化過程中，煙氣通過脫硫脫硝工序中吸附塔內的活性炭吸附，活性炭在解析塔里進行解析后，產生富含SO2的混合氣體，富含SO2混合氣體輸送至副產品系統。輸送過程中需對富硫氣體進行凈化，一般采用流程為“煙氣預除塵高溫袋濾器→兩級動力波洗滌器填料塔→兩級電除霧器”的絕熱蒸發稀酸洗滌工藝流程，整體過程中富硫氣管道為負壓。

解析后煙氣約400 ℃左右，含塵20 g/Nm3的高溫煙氣首先進入煙氣預除塵高溫袋濾器除去95%左右的煙塵，然后進入第一動力波洗滌器與循環液相接觸，洗去其中的大部分HF、HCl等雜質后，經過氣液分離，爐氣溫度降至約83 ℃左右，出第一動力波洗滌器的進入第二動力波洗滌器進一步洗滌煙氣中的等有害雜質，出第二動力波洗滌器的煙氣絕大部分雜質已被清除后再進填料洗滌塔進行進一步洗滌、降溫[1]。

1 存在問題

在實際生產過程中，富硫氣在洗滌后濕度提升，煙氣溫度下降，輸送富硫氣會在管道內產生冷凝水。管道內冷凝水會與富硫氣中SO2和SO3形成稀酸，稀酸的產生會造成副產品產量下降，同時會加劇富硫氣管道與冷凝水外排系統腐蝕，降低設備使用壽命，產生漏酸漏氣等安全事故，影響正常生產過程，所以管道內冷凝水需要定期外排。目前，外排冷凝水的方法為降低管道內負壓，員工在現場開閥門放水，這種解決方法過程復雜，破壞穩定生產節奏，參與調整設備多，解決問題效果差，過分依賴人工，員工勞動強度大，作業較為危險，且定期操作管道內會積攢冷凝水，不利于設備長周期運行，成為生產中長期沒有得到解決的問題，亟待技術人員進行有效解決。

2 分析問題解決方案

鑒于以上生產過程中存在的問題，要解決的技術問題是提供一種煙氣凈化的富硫氣管道排水裝置，這種排水裝置可以對富硫氣管道中的冷凝水進行自動排放，避免富硫氣與冷凝水形成的酸液對管道的腐蝕，延長設備使用壽命，保證設備的長期穩定運行，節省生產成本，同時不用人工操作，減輕了員工勞動強度和對健康的不利影響。

煙氣凈化的富硫氣管道排水裝置，包括導流器、排水管、閥門、液封槽，導流器為錐形漏斗，導流器的錐形漏斗的上端連接在富硫氣管道的管壁上，導流器的錐形漏斗的下端與排水管的上端相連接，排水管上安裝有閥門，排水管的下方放置液封槽，液封槽為上端面開口的長方形槽體，液封槽內注入水，排水管的下端插入到液封槽的水中。煙氣凈化的富硫氣管道排水裝置，所述液封槽的槽壁上部有溢流口，液封槽的上方安裝有補水管，補水管的出水口與液封槽的上端開口相對。煙氣凈化的富硫氣管道排水裝置中富硫氣管道為負壓狀態，排水管插入液封槽水中后，排水管下端受到的水壓為富硫氣管道的負壓上限1.5倍。

3 問題解決方案實施

圖1顯示，導流器為錐形漏斗，導流器的錐形漏斗的上端連接在富硫氣管道的管壁上，導流器的錐形漏斗的下端與排水管的上端相連接。排水管上安裝有閥門，排水管的下方放置液封槽，液封槽為上端面開口的長方形槽體，液封槽內注入水，排水管的下端插入到液封槽的水中。由于富硫氣管道為負壓狀態，排水管插入液封槽水中后，大氣環境與富硫氣管道的壓差使液封槽的水進入排水管，在排水管內形成液柱，液柱的高度等于大氣與富硫氣管道負壓的差值所對應的液柱水的重量。在實際操作中，可以按照富硫氣管道負壓上限的1.5倍設計液封槽5的蓄水量與排水管3的高度，使排水管3下端受到的水壓為富硫氣管道1的負壓上限1.5倍，同時液封槽5內蓄水量需大于富硫氣管道1負壓在排水管3內形成的水柱水量，液封槽5的槽壁上部有溢流口6，在富硫氣管道1排出的冷凝水過多時，可以從溢流口6排出液封槽5，液封槽5的上方安裝有補水管7，補水管7的出水口與液封槽5的上端開口相對，補水管7可以向液封槽5內補水，可預防排水管3下端露出液封槽5水面，造成空氣從水管3進入富硫氣管道1。

4 問題解決方案具體使用操作過程

在正常生產過程中，富硫氣管道1為負壓生產，閥門4在生產過程中處于常開狀態，由于大氣與富硫氣管道1存在壓差，排水管3內會形成高于液封槽5液面水柱，液封槽5內蓄水量需大于富硫氣管道1負壓在排水管3內形成的水柱水量；當富硫氣管道1產生冷凝水時，冷凝水由導流器2引至排水管3內，根據富硫氣管道1負壓情況，排水管3內水柱高低發生變化，當負壓變低時，排水管3內的水柱變低，多余水流至液封槽5內，當液封槽5內液位高于溢流口6，水由溢流口6流至外排管道，當液封槽5缺水時，開啟補水管7進行補水，富硫氣管道1內冷凝水排出處于動態平衡當中。

5 結 論

該解決方案達到的效果是：排水管上端與富硫氣管道相連接，排水管的下端插入到液封槽的水中，大氣環境與富硫氣管道的壓差使液封槽的水在排水管內形成液柱，對排水管形成液封；富硫氣管道內的冷凝水流至排水管，排水管根據壓差進行自動排水至液封槽，實現對富硫氣管道的冷凝水自動排放；閥門可以控制排水管的關閉和開啟；補水管可以向液封槽內補水，可預防排水管下端露出液封槽水面，造成空氣從排水管進入富硫氣管道。

該解決方案結構簡單、使用方便，利用大氣環境與富硫氣管道內壓差，實現無動力排水，且在正常生產過程中排水一直在自動持續進行，極大程度上減少了稀酸帶來的危害，還避免了人工定期排水存在的勞動強度大、工作環境差及安全健康隱患，大大提高了排水的效率和效果。

參考文獻

[1] 傅文娟. 淺談某燒結機活性焦煙氣脫硫脫硝工程的優化改善[J].山東化工，2022，51（21）：158-159+165.

第一作者：馬煒，男，27歲，助理工程師

收稿日期：2024-08-09