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山西通才炼铁厂12㎡竖炉烟气脱硫工程实践

北极星大气网  来源:中国炼铁网  作者:柴增辉 邢建斌等  2021/6/15 15:38:23  我要投稿  

北极星大气网讯:摘要:本文详细介绍了湿法脱硫三塔串联工艺在山西通才炼铁厂12㎡竖炉烟气脱硫改造中的应用实践。为了应对日益严格的竖炉烟气排放要求和能源节约需求,竖炉烟气治理也迫在眉睫。经过实践数据分析,结合矿粉采购指标等因素,得出石灰-石膏湿法脱硫工艺适宜脱除球团矿、烧结烟气中的SO2及烟气中的含尘(浓度),有效控制SO2的排放。

关键词 石膏 湿法脱硫 (脱硫) 烟气 实践

1 引言

球团生产工艺(主要)是一种通过高温气体焙烧过程把均匀磨细的精矿粉(包含粘结剂及辅料)人工制造加工成球团的方法。球团焙烧的的主要设备由带式焙烧机、链篦机—回转窑、竖炉三种。球团烟气中的SO2主要来自矿粉焙烧过程中的原料煤气、铁矿粉及辅料中的硫化物和硫酸盐。通过焙烧,原料中99%以上的硫可以脱除形成气体排出。随着环保监管力度的加大,钢铁企业烟气治理与减排压力日益增加,山西通才根据自身竖炉生产运行情况结合2019年4月28日国家生态环境部发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(环大气[2019]35号),要求烧结机机头球团竖炉(16%的基准含氧量)的SO2和颗粒物排放限值分别为35、10mg-m³,因此选择合适的脱硫工艺有效控制SO2的排放就显得十分重要。

2 污染物参数

2.1 废气(烟气)成分:

烟气中含有较高的氧和高温粉尘,生球水份蒸发和燃烧产生的水蒸气以及焙烧过程中产生的SO2(烟气温度90-140℃,最高可达230℃;烟气中杂质离子,如:氯、氟及金属离子众多)

2.2 高温粉尘颗粒成分:

烟气中富含的粉尘主要原料为原料矿粉,粉尘成分:总Fe占64%左右、FeO占11.4%、SiO3占6.4%、其余为GaO、MgO等等。

3 脱硫方案的选择

选择湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液的脱硫技术,反应速度快,脱硫效率高,是目前技术中最成熟的烟气脱硫技术。结合竖炉的具体情况,工艺技术路线:烟气脱硫系统采用一机三塔串联配置方式;处理烟气量380000 m³/h(工况烟气量)进行设计。烟气自除尘器出来→离心风机→1#湿法脱硫(6层喷淋+托盘)→2#湿法脱硫(2层喷淋)-3#湿法脱硫(2层喷淋+高效除雾器)→烟气补热装置→烟囱。

1.jpg

根据已建成的湿法脱硫装置,烟气经过电除尘器除尘,除尘后的烟气由烟道引入吸收塔,吸收塔脱硫后,进入除雾器除尘除雾,直接进入大气中。竖炉三座吸收塔串联,采用石灰石-石膏湿法脱硫。使用脱硫剂采用石灰(CaO),石灰成分:SiO2:5%,Al2O3:0.6%,MgO:0.5%,CaO:75~80%,粒径200目占90%。活性>230mL,反应速率≤50min。烟气由进气口进入1#吸收塔的吸收区,在上升过程中与雾状浆液逆流接触,处理后的烟气经过烟道(防腐)进入2#吸收到塔,通过二次脱硫后再次进入3#吸收塔,进行精脱硫,精脱硫后的烟气在吸收塔上部的除雾器除去水滴后进入烟囱对空排放。系统采用合理的布置方案,确保整个脱硫系统工艺顺畅,而且场地内交通便利。

吸收塔采用喷淋+托盘的形式,托盘作用:气体分布均匀,塔体内部不会出现真空带,造成局部流速快,从而产生二次夹带,配合管束高效除雾器,在没有湿电除尘的工况下,粉尘同样实现超低排放。1#、2#吸收塔塔体采用2205双相不锈钢,不用防腐,维修量大大降低,提高整个系统的作业率。每个喷淋层对应一台循环泵,配备两台氧化风机,一用一备。石膏排出泵2台,一用一备。石膏脱水系统由8㎡改成采用20㎡真空过滤机。脱硫产生废水,95%返回系统制浆和补充液位用,5%排至公司污水净化处理系统(主要为稀释循环浆液氯离子)。吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,喷淋系统的设计应能均匀分布要求的喷淋流量,流经每个喷淋层的流量应相等,并确保石灰浆液与烟气充分接触和反应。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(FGD)运行特点:

(1) FGD装置应能简单快速地通过冷、热启动程序投入运行,特别是在系统运行时,FGD装置和所有辅助设备投运对主抽风机负荷和主抽风机运行没有干扰,且在主抽风机负荷波动时应有良好的适应特性。而且,装置必须适于污染物浓度在最小值和最大值之间任何值运行,并保证污染物浓度在设计条件下不超过要求的排放值。

(2) 整套FGD系统及辅助装置的设置应能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求。如果某台设备出现故障(例如水泵等),备用设备将自动投入运行,且不会影响装置的运行。

(3)对整套装置运行性能有影响的所有易于损耗,磨蚀或易于出现故障的设备(例如喷嘴、泵、管道等),即使有备用品,其设计和安装也应易于更换、检修和维护。

(4)启停方便,烟气工况适应能力强,对竖炉烟气工况的变化均能快速适应。

(5)模块化集成式设计结构,整个系统高效紧凑,占地面积小,布置灵活,运行及维护费用低。

(6)脱硫副产物为石膏,方便综合利用。竖炉脱硫系统工艺流程图:

2.jpg

4 结语

球团烧结矿烧结烟气脱硫必须选择合适的脱硫工艺,有效控制SO2排放。竖炉脱硫从2019年8月份投产至今已连续运行9个月之久,烟气处理效果良好,脱硫效率达99%以上,最高可达99.8%以上,SO2排放浓度<35mg/Nm³,粉尘排风浓度<10mg/Nm³,满足球团竖炉烟气超低排放要求。通过实践结果表明,石灰(石)-石膏法脱硫工艺是一种适合于处理烧结球团烟气SO2的有效方法,脱硫系统的建成及连续稳定高效运行,为球团稳产和高产奠定了坚实的基础,为通才炼铁厂减排工作发挥了重要作用。

5 参考文献:

[1]丁剑秋.烟气脱硫脱硝技术研究进展[J]贵州化工.2012.

[2]曾庭华.湿法烟气脱硫系统的调试、试验、及运行[M].中国电力出版社.2015.

[3]徐宝东.烟气脱硫工艺手册[M].化学工业出版社.2012

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