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3烧结烟气处理工艺
3.1石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺
车间现有的两台烧结机在烟气末端处理工艺采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺技术,整套系统由SO2吸收系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、工艺水系统、事故处理系统、石膏处理系统、废水处理系统、排空系统等子系统组成。
其工作原理:烧结机产生的烟气,通过增压风机升压经冷却除氟装置降温进入脱硫塔。在塔内烟气与脱硫浆液接触,烟气中SO2与浆液中的碳酸钙发生系列化学反应,生成亚硫酸钙,亚硫酸钙经脱硫塔底部鼓入的空气强制氧化后最终结晶为石膏(CaSO4•2H2O),将烟气中的SO2脱除。与此同时,在脱硫浆液的水洗作用下,烟气中残余的粉尘得到进一步的清除。经脱硫和进一步除尘的烟气,经由上升管进入脱硫塔上部,并排出(见图2)。
3.2存在的问题
(1)为进一步降低铁前工艺成本,高炉停止配吃球团矿,这样要求烧结矿的配吃比例由之前的75%提高到80%以上,迫切要求提高两台烧结机的产能水平;
(2)从2014年到2015年,利用大修机会对两台烧结机进行了扩容改造,有效烧结面积由之前的360m2提高到405m2,烧结矿产量提高了10%以上。但脱硫增压风机功率较小的问题越来越突出,脱硫入口增压风机增压太高,主抽风机风门开度不能达到生产最大化要求,对烟气中SO2的脱除可达95%,可以满足烟气中SO2排放限值180mg/nm3的要求;
(3)为达到应对雾霾天气所规定的限值小于100mg/nm3的要求,必须要提高液位。但是增压风机出口压力增加,烧结有效风量降低,烧结过程后移,降低料层厚度并降机速与综合上料量,从而造成烧结矿的产质量水平降低等恶性循环;
(4)没有脱除烟气中NOx的末端处理工艺。为达到环保烟气限值300mg/nm3的要求,只能前移烧结过程终点温度与BPT位置,并长时间开东西两侧冷风阀,对烟气中NOx浓度进行稀释,使烧结有效风量进一步降低,料层从之前可达800mm以上,目前最高到750mm,并且随着BPT位置的前移,环冷机余热发电水平连续下降,日发电量41kwh降低为现在的32kwh,提高了烧结过程的能耗水平。所以近两年来固体燃耗居高不下,由之前48kg/t到现在53kg/t,烧结矿转鼓指数有所降,80.33%降低到现在的79.33%。
4应对措施
4.1优化烧结燃料结构,降低源头物料S、N含量
(1)烧结工序中产生的NOx有90%以上是由燃料燃烧产生的。控制燃料中氮元素含量,最直接有效的方法是选用含氮量较低的焦粉作为烧结燃料。
(2)西区烧结车间烧结用固体燃料由无烟煤、焦粉和焦化除尘灰组成。煤粉与焦粉为单品种配加,根据料场两个品种燃料的库存情况,不定期进行煤和焦粉的切换,单吃一种燃料。
若单配焦粉的情况下,烧结烟气中SO2的排放量过高,出口SO2不易控制;单配煤粉时烧结烟气中NOx排放浓度达不到要求。为了满足环保要求,我厂采取了煤焦分破,并在配料室分仓,各按比例配加的方法。而在破碎的过程中多有煤焦混合,这样造成NOx排放量长期偏高。为解决这个问题,对破碎下料仓进行优化调整,实现了煤焦的有效分离。并且可以根据焦粉库存与NOx排放量情况,调整煤焦的配吃比例,这样有效地控制了含氮高的无烟煤的配入量,也解决了焦粉库存紧张的问题。
改造后如图3所示,根据分叉漏斗的设计特点,坚持焦粉中一定不混入煤粉的原则,将直行漏斗对应配-7机的2#燃料仓用于存放焦粉;将两端分叉漏斗对应的1#然仓用于存放煤粉。这样当配-7皮带机停止后,燃料从两侧进入1#燃仓,保证了焦粉中不会混入煤粉。实现了煤焦粉的分离,从而从源头有降低了NOx的产生量。
(3)注意原料矿粉中硫的含量,在条件许可的情况下尽量少量配加,特别是固体冶金废料的配吃,要做到均匀。并严格控制每次变堆加入量,减少由于这些原料的配加引起烧结烟气中SO2与NOx浓度的突然变化,造成限值超标。
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