不同烧结烟气脱硫工艺应用比较与分析

由图4可知:经过钢渣法净化后230m2烧结机SO2浓度基本保持稳定，平均为26.53mg/m3，最高为57.72mg/m3，可低至10.35mg/m3;脱硫效率在79.9%以上，平均值为92.6%，最高可达97%。存在问题:技术不成熟，运行稳定性较差。

2.2半干法

2.2.1循环流化床法

循环流化床法以Ca(OH)2作为吸收剂，以机械预除尘及电除尘器捕集的脱硫灰为循环灰。烟气通过机械预除尘后，通过布风板整流及文丘里装置加速送至反应器，双流体雾化喷嘴对烟气进行加湿降温，烟气与吸收剂颗粒接触，烟气中的SO2、SO3等酸性气体被Ca(OH)2吸收。

烟气上升时，把一些颗粒从吸收塔带入电除尘器，没有被带走的颗粒再次下落到循环流化床内，增加床层颗粒、使反应时间更充裕，脱硫率稳定。脱硫效率高，运行可靠;占地面积小，投资较低，系统运行维护费用低，吸收剂易得;无废水;设备不需防腐蚀;可高效脱除重金属。

存在问题:副产物利用难度较大，回收方式单一。

2.2.2旋转喷雾法(简称SDA)

SDA旋转喷雾干燥法，将水和生石灰的反应产物Ca(OH)2浆液存于液罐中，并送入顶罐，经高速旋转雾化器的雾化为直径在100μm以下且表面积很大的雾粒，喷入吸收塔内，烟气与雾粒混合充分，进行强烈换热及化学反应净化烧结烟气中酸性气体，净化后烟气需要除尘，收集脱硫灰的同时降低烟气出口粉尘浓度。

能适应不同的温度、流量和烟气成分;能吸收烟气中的酸性成分(HCl/HF/SO2/SO3);工艺简单、布置较灵活，占地面积也较小;投资比湿法低，[10];15%～20%运行成本比湿法低15%设备不需防腐，均可采用普通碳钢;原料可采用低质量生石灰，耗水量小，废水可循环利用。

存在问题:脱硫率不高;钙硫比高，吸收剂消耗快;旋转雾化器易磨损且只能进口，成本增大;吸收浆液在管道内易产生堵塞、结垢等问题;脱硫副产物主要含CaSO3、CaSO4、CaCl2，综合利用价值有限。

2.2.3密相干塔半干法

密相干塔法用干粉态钙基脱硫剂与除尘器捕集的循环灰混合增湿消化，再与烟气反应脱除SO2。该工艺简单，投资低，占地面积较小;运行稳定;不产生废水;吸收剂(熟石灰粉)易得，运行费用低。图5为唐山某大型钢铁企业密相干塔法脱硫前后浓度监测值曲线。

由图5可知:经密相干塔法脱硫后256m2烧结机SO2浓度基本保持稳定，平均值在94.85mg/m3，最高为120.8mg/m3，可低至36.54mg/m3;脱硫效率在68.6%以上，平均值为78.3%，最高可达92.8%。

存在问题:系统工况适应性较差，吸收过程易出现脱硫剂不完全反应现象，存在活性灰外排增加除尘负担的问题;吸收塔内易出现腐蚀、糊袋、挂壁等问题;脱硫灰中亚硫酸钙含量较大，难以回收，易形成二次污染。

2.3干法(活性焦吸收法)

活性焦法基本原理为烟气经除尘后引入移动床吸收塔，在塔内活性焦吸收烟气中SOx、氧气和水，并以硫酸的形式储存在活性焦孔隙内;在脱硫塔入口喷氨，实现高效脱除NOx;通过物理吸附或化学反应去除二恶英、重金属及HF、HCl类酸性气体。吸附了硫酸和铵盐的活性焦送入再生塔，在450℃左右，吸附态的硫酸被活性焦还原成SO2，同时硫酸铵也受热分解出高纯度的SO2。

回收的SO2纯度较高，可用来制作浓度在98%以上的硫酸或纯度在99.9%以上的硫磺。完成再生后，活性焦在冷却段放置到150℃以下，筛选后通过输送系统送回吸收塔进行循环使用。该工艺除SOx外，还可高效脱除氮氧化物、重金属、二恶英及其他酸性气体;副产物为硫酸，应用价值高;SO2脱除率在95%以上;对工况有较强适应性;不消耗水，不产生废水，无二次污染。

存在问题:设备外围系统复杂、占地面积较大，投资高;吸收剂制备要求较高，价格高;吸收剂再生耗能高，运行费用高。

3减排效果及技术经济对比

通过对各种烧结脱硫工艺的实测及运行数据分析(结果如表2所示)，下文开展了各种工艺的节能减排效果及经济性的对比分析。

3.1减排效果

湿法脱硫率均较高。石灰石-石膏法、钢渣法、氧化镁法脱硫率较高，平均在91.2%以上。半干法中密相干塔法效率相对较低，平均在78.3%。干法活性焦吸附法净化效率高，并且能够实现协同处理。

3.2工况适应性及技术稳定性

传统湿法脱硫技术成熟、运行稳定，但钢渣脱硫法稳定性较差;石灰石-石膏法、钢渣法工况适应性较差。半干法运行稳定可靠;密相干塔法工况适应性较差。干法活性焦法稳定性好、工况适应性好。

3.3经济性

湿法投资较高;占地面积大;且湿法中的石灰石-石膏法、氧化镁法、氨-硫胺法运行费用较高。半干法大多数工艺投资较低;系统简单、设备较少、占地面积仅为湿法的1/2;运行费用也较低。干法活性焦法占地面积大、投资高、综合费用高。

3.4副产物利用情况

湿法中的氧化镁法、石灰石-石膏法副产物利用难度较大，氨法控制好副产物中重金属成分可以实现综合利用，双碱法、离子液法可副产浓硫酸，利用价值较高，钢渣法副产物可改善盐碱沙荒地。半干法副产物难以实现综合利用。干法(活性焦法)副产的高浓度硫酸利用价值高。

3.5设备维护及废水处理

湿法中脱硫塔入口与烟道干湿交界处金属壁面易出现腐蚀、堵塞现象;半干法中密相干塔法腐蚀、糊袋、挂壁比较严重，循环流化床法、SDA法设备不需防腐，但SDA法管道易出现结垢、堵塞问题;活性焦法无需防腐，无堵塞现象。石灰石-石膏法、SDA法、活性炭法设备易磨损。

湿法产生大量含氯离子和重金属的废水，处理难度较大;半干法、干法则无废水污染现象。

4总结

由于烧结工艺自身具有不稳定性，烧结烟气SO2浓度大幅度变动，但经以上几种脱硫工艺处理后，烟气SO2浓度均可稳定保持在限值内，并远远优于限值。氧化镁法脱硫率最高，并且运行稳定;石灰石-石膏法净化SO2的效率仅次于氧化镁法，技术成熟稳定。

以上两者虽然脱硫效率高，但投资高，占地面积大，运行费用高，废水难处理，易产生烟囱雨。钢渣脱硫法以废治废，平均脱硫率较高，但运行不稳定，脱硫率浮动较大。密相干塔法脱硫效率相对于湿法并没有优势，工况适应性也较差，但投资低、运行费用低、流程简单、无废水，且运行稳定可靠。

钢铁行业烧结烟气末端治理技术在目前乃至未来一段时间内，仍是减缓环境污染最切实可行的方式之一。目前我国烧结烟气末端脱硫覆盖率还较低，一些脱硫工艺运行效果并不理想，需进一步开发脱硫率高、稳定、经济、可行的工艺，满足国家SO2排放新限值，解决环境问题对经济发展的制约。

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