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联合特钢公司烧结烟气脱硫工艺
RSS 打印 复制链接 发布时间:2019-07-15 17:26:51

 随着我国经济不断发展,钢铁企业整体发展水平持续提升,钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术越来越广泛得到关注。本文从阐述烧结烟气中的脱硫技术入手,对联合特钢公司烧结烟气中的脱硫技术工艺进行了分析。

目前,钢铁行业的二氧化硫年排放量居第二位,仅次于燃煤电力,占全国二氧化硫总排放量的10%。烧结、炼焦和动力生产是钢铁生产过程排放的二氧化硫主要来源。

其中,钢铁生产二氧化硫总排放量的60%来源于烧结工序,85%以上产生于在长流程生产工艺中,是钢铁行业SO2的主要排放源。烧结混合料点火后,在高温下烧结成型过程中产生的烧结烟气,成分复杂,烟气量波动大(±40%),温度波动大(120~180℃),含水量大(8%~13%),含氧量高(14%~18%),与燃煤锅炉烟气相比,烧结烟气的治理难度大。烧结烟气脱硫是钢铁行业减排SO2的重点。

随着近年来,我国环保形势的发展,钢铁企业中脱硫技术始终是其生产环节中重要的组成部分,脱硫技术的有效应用需要经过严密的技术选择与工艺分析,对于钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术选择与工艺进行研究与分析就具有极为重要的环保意义和现实意义。

一、烧结烟气的特点

(一)烧结烟气的流量大、温度变化大。相对于火电厂燃煤锅炉封闭式燃烧系统烟气看,钢铁企业烧结过程是在完全开放的环境下进行的,过量的空气透过料层,进入废气集气系统经除尘后排放。由于烧结为敞开式生产,烧结机排放的烟气量明显偏大,吨矿烟气产生量达4000m3—6000m3。

其烟气温度一般在120℃—180℃之间波动,而火电厂烟气温度基本保持在150℃左右。

(二)烧结烟气成分复杂、二氧化硫浓度波动大。烧结烟气是通过燃煤熔融矿粉、熔剂等形成的粉尘、硫化物、氮氧化物等多组分混合物,烟气成分十分复杂,尤其是重金属种类多,原料中硫元素转换为二氧化硫的转换率为60%—90%,烟气中二氧化硫的质量浓度为400mg/m3—1600mg/m3。火电厂燃煤锅炉二氧化硫转换率95%,烟气中二氧化硫的质量浓度仅受煤种影响,波动相对小,稳定在4000mg/m3左右。

(三)烧结烟气水分含量大。烧结过程中,为提高料层透气性加入烧结球团,而球团生产中必须加入适量的水,导致烧结烟气中含水量大,达10%—12%,饱和温度高。而且,由于烟气中含有SO2、HCl、HF等腐蚀性气体,容易造成腐蚀问题。

二、钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术要求

(一)根据脱硫要求进行选择。现今我国大部分钢铁企业执行的排放标准为一级排放标准1430mg/m2,然后二级的标准为2860mg/m3,与此同时三级标准为4300mg/m3。根据相关的调查反映,在我国数十家钢铁企业中有几家排放量最高的企业其二氧化硫排放浓度高于3000mg/m2,而与此形成鲜明对比的是二十家企业的二氧化硫最高排放浓度均在1000mg/m2以下。

1997年以后建成的烧结机,二氧化硫二级排放标准为2000mg/m3,三级排放标准为2860mg/m3。根据脱硫要求进行选择是一种相对现实的技术选择标准。

(二)根据有关规定进行选择。根据有关规定进行选择,主要是在我国现今的环保要求的排放标准下,绝大部分钢铁企业不用安装烟气脱硫装置也能做到达标排放,但是为进一步的提升我国的工业企业的环境保护力度,并且持续改善生态环境,在脱硫技术的选择上,我国钢铁企业应当遵循《钢铁工业大气污染物排放标准》中的有关规定。

以及遵循地方政府有关钢铁行业烧结烟气脱硫工作的指导意见,更好地配合政府全面有效治理烧结工序排放二氧化硫问题。

(三)根据原燃料进行选择。钢铁企业生产过程中使用原料的不同,需要选择不同的脱硫技术。根据原燃料进行选择,主要是由于烧结机机头废气中的二氧化硫主要来自原料和燃料,因此,钢铁企业应当注重尽量选用含硫率低的原料、燃料和熔剂等。

除此之外,在铁矿粉,特别是低硫矿粉来源保持不变的情况下,通过减少碎焦使用量,能够更有效地减少二氧化硫排放量,对同时产生的高浓度的二氧化硫烟气实施更加有效的脱硫。

三、我国钢铁企业烧结烟气脱硫现状

燃煤电厂烟气脱硫已有的成熟技术,钢铁企业烧结烟气脱硫工艺大多借鉴使用这一技术。根据脱硫剂的形态不同,主要有湿法、干法、半干法。湿法工艺主要有石灰石一石膏法、氧化镁法、氨法等;干法、半干法工艺主要包括循环流化床法、密相干塔法、活性炭法等。近年来,迫于环保以及节能减排政策的压力,钢铁企业越来越重视烧结脱硫技术,并实施了一批烧结烟气脱硫项目。

随着脱硫技术应用和推广,我国钢铁企业烧结烟气脱硫技术已达到世界领先水平,但是烧结烟气脱硫设施还存在着运行成本高、副产物难以综合利用等问题,在脱硫剂的制备上,我国依旧处于世界落后水平。目前,从烧结烟气脱硫技术发展和钢铁企业的选择来看,综合改造工程量、工况适应性、项目投资、运行成本、脱硫副产物处置和潜在的二噁英、重金属净化需求的因素,大型钢铁企业更倾向于干法脱硫工艺。

四、钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术工艺分析

(一)密相干塔法技术工艺。SO2的吸收和吸收剂的循环利用是密相干塔法的工艺流程主要包含的两个过程。一是SO2的吸收过程。预除尘后的烟气通过热交换器后,进入干塔,烟气在干塔内进行反应,反应后的烟气进入除尘器除尘,净化后的烟气通过烟囱排入大气,完成脱硫过程。

二是吸收剂的循环利用过程。干塔内的反应副产物、除尘器收集的颗粒物和来自料仓的新吸收剂一起提升到干塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水活化后再次进入干塔与烟气反应,实现吸收剂的循环利用。其技术优势在于,在密相干塔法技术工艺的应用过程中,工作人员可以将其加湿后的大量循环灰。

通过密相干塔上部的布料器重新进入脱硫塔内,含水分的循环灰具有极好的反应活性,能够与塔上部进入的二氧化硫烟气发生反应,脱硫剂不断循环利用,脱硫效率达85%以上,其具有效率高、脱硫利用率高、工作性能稳定等特点。这种技术特别适合在我国推广与使用,社会和经济效益突出。

(二)湿法脱硫技术工艺。湿法脱硫技术工艺主要包括石灰石—石膏湿法、氨—硫铵法以及氧化镁法等不同工艺。在对于湿法脱硫技术工艺主要由烟气系统,浆液制备系统,洗涤吸收系统,脱硫副产物处置系统、事故浆液及排空系统,废水处理系统,供配电系统,工艺水系统及自控系统、其他公辅系统等庞大的系统构成。对其进行应用的过程中工作人员应以脱硫塔部分为关键工艺进行技术应用,在此基础上促进钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术工艺水平有效提升。

(三)循环流化床法技术工艺。循环流化床法技术工艺的应用原理是以循环流化床为平台,通过吸收剂加湿活化后,喷入流化床,最后通过再循环吸收剂使脱硫剂与烟气的充分接触,达到吸收目的。

在循环流化床法技术工艺使用过程中,这一技术能够极大程度提高脱硫效率和脱硫剂的利用率,并且能够回用脱硫剂,因此能够有效的避免孔堵塞造成的脱疏剂活性下降,促进钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术工艺效率持续提升。

结语

随着我国环保意识的不断提升和钢铁企业排放标准的日益严格,钢铁企业烧结烟气中的脱硫技术得到越来越多的重视。钢铁企业应合理选择脱硫技术,并加强技术研究,促进自身烧结烟气中的脱硫技术整体水平提升。

 

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