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钢铁行业烧结烟气海水脱硫的可行性研究

北极星环保网来源:冶金信息装备网2017/1/4 15:13:46我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:海水脱硫 烟气脱硫 脱硫工艺

北极星环保网讯:烧结是钢铁联合企业中SO2排放大户,鞍钢作为国有特大型企业要承担起社会责任,减少SO2排放。海水烟气脱硫工艺是利用海水吸收烟气中的SO2,具有技术成熟、工艺简单、投资省、运行方便等特点,是其它脱硫工艺无法比拟的。海水烟气脱硫能有效控制烧结烟气SO2的排放,同时削减粉尘的排放量,对改善大气环境质量有着十分重要的意义。

前言

钢铁行业是国家的基础工业,在国民经济中占有重要的地位。同时它又是高能耗、高物耗、重污染的行业。钢铁生产在其加热的过程中产生大量的烟气,随着我国环境质量要求的提高以及总量控制的需要,若不对其进行治理,环保指标将制约其产能的扩张。

烧结是炼铁的一个重要过程,可以改善铁矿石的冶金性能,去除原料中的有害杂质。但是烧结产生的废气量大,其中SO2排放量占整个钢铁行业SO2排放量的50%~60%,对大气的污染十分严重[2]。

1烧结烟气的特点

(1)烟气量大。每生产1t烧结矿,大约产生4000~6000m2烟气。

(2)烟气温度较高。随烧结工况变化,烟气温度一般在120~180℃。

(3)烟气粉尘浓度高。粉尘主要以铁及其化合物为主,由于使用不同的原料还可能含有微量重金属元素。

(4)含湿量大。为了提高烧结料层的透气性,混合料在烧结前加水制粒,按体积比计算,水分含量一般在10%左右。

(5)含有害气体。烟气中含有一定量的SOx、NOx、HCl和HF等,它们遇水后将形成酸雨,腐蚀金属构件。此外,还含有对人体健康危害极大的二噁英。

(6)含SO2浓度较低。随原料硫负荷等因素的变化,国内企业一般在1000~3000mg/m3。

(7)不稳定性。由于烧结工况波动,烟气量、烟气温度、SO2浓度等经常发生变化,阵发性强。

烧结烟气中除SO2外还含有大量的重金属、氟化物、氮氧化物、二噁英以及燃烧过程中产生的大量飞灰等污染物。为减少SO2排放可以采取燃前脱硫、燃中脱硫等方法[3],如使用含硫量低的铁矿石,或减少燃料的消耗,还可以通过调节烧结料的碱度进行处理,但出于各种因素,实际操作作用不大。因此,目前国内外普遍使用的脱硫方法是烟气脱硫。

2海水脱硫工艺流程及特点

按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法三类。海水脱硫法属于湿法。

天然海水中含有大量的可溶盐,其主要成分是氯化物和硫酸盐,还含有一定量的可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性,pH值一般为7.9~8.4,对酸性气体如SO2具有很强的吸收和中和能力。SO2被海水吸收后,最终产物为可溶性硫酸盐,对海洋的影响较小。

海水脱硫工艺就是利用海水洗涤烟气,脱除烟气中的SO2,最终达到烟气净化目的。在脱硫后的酸性海水中加入大量新鲜海水,天然碱性海水与脱硫后酸性海水混合,H+与碳酸盐根离子发生中和反应,pH值提高到约正常值,实现脱硫全过程。

2.1工艺流程

海水脱硫系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、海水供排系统及海水恢复系统等四部分组成。一般1台机组配置1套单元制海水脱硫系统。典型的海水脱硫工艺流程如图1所示。其中吸收塔是海水脱硫的主要装置,是SO2的吸收反应的场所。

脱硫工艺

海水脱硫在国外应用较多,挪威、印度、西班牙、塞浦路斯、印度尼两亚、委内瑞拉和瑞典等国家均有工业装置投入运行。位于印度Bornbay的Tata电力公司Trombay电厂是最早采用海水脱硫技术的火电厂。该电厂2套脱硫装置由ABB公司设计建造,分别于1988年和1995年投入运行,烟气处理量均为445000Nm3/h。

第一套海水脱硫装置利用该技术脱硫效率高的特点,将未处理烟气和处理后烟气混合,提高脱硫后烟气温度,增加烟气的提升力,总体脱硫效率保持在85%以上。在第二套装置中采用了烟气热交换器,因而烟气脱硫效率增加至90%以上。该公司海水脱硫系统多年的运行情况表明,海水脱硫工艺运行稳定,可以满足当地环保要求。

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