氨法脫硫?qū)I(yè)技術(shù)在燒結(jié)煙氣治理領(lǐng)域應(yīng)用研究

1、氨法脫硫技術(shù)在燒結(jié)煙氣治理 領(lǐng)域應(yīng)用研究作者:日期:氨法脫硫技術(shù)在燒結(jié)煙氣治理領(lǐng)域應(yīng)用研究來源：環(huán)境工程更新時(shí)間：11-19 10:29作者：冷廷雙時(shí)朝昆廖洪強(qiáng)盧慎敏摘要：LS氨法煙氣脫硫技術(shù)是一種在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的濕法煙氣脫硫技術(shù)。以66m2燒結(jié)機(jī)煙氣治理方案為例，分析LS氨法煙氣脫硫技術(shù)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)該方法脫硫技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行全面分析。通過論述得出結(jié)論，LS氨法煙氣脫硫技術(shù)是一種適合于冶金行業(yè)燒結(jié)機(jī)煙氣治理的一項(xiàng)濕法技術(shù)。關(guān)鍵詞：LS氨法,燒結(jié)煙氣,脫硫1 概述我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的治理主要集中在除塵方面，隨著環(huán)保要求的日益提高，尤其對(duì)二氧化硫的排放濃度與排放總量進(jìn)行了嚴(yán)格

2、控制以后，燒結(jié)煙氣脫硫逐漸引起了企業(yè)的重視。我國(guó)煙氣脫硫的研究與工程應(yīng)用在20世紀(jì)70年代開始，但真正近20年才進(jìn)入了高速發(fā)展期，這期間主要集中在電廠的鍋爐煙氣脫硫。鋼鐵行業(yè)進(jìn)行燒結(jié)機(jī)的煙氣脫硫從2003年后才逐漸走上日程，經(jīng)過5年的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)上馬燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工程的鋼鐵企業(yè)已經(jīng) 有10余家，涉及燒結(jié)機(jī)有20余臺(tái)。從電廠鍋爐應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)來看，成熟的煙氣脫硫技術(shù)主要有干法和濕法兩種。干法的主要代表工藝有循環(huán)流化床工藝、密相干塔工藝、NID工藝;濕法的主要代表工藝有石灰石-石膏法、氨法脫硫工藝、鎂法脫硫工藝。與此相對(duì)應(yīng)的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)也主要以這兩種脫硫工 藝為主，以上提到的兩種工藝均有在國(guó)內(nèi)鋼

3、鐵企業(yè)燒結(jié)機(jī)應(yīng)用的實(shí)例。濕法脫硫、半干法脫 硫工藝技術(shù)參數(shù)見表 1。躡收刑卿CM I D7 :鈣基#廉右*膏卻1 f feM珂、10%)鈣基醍合物循口讖 化嗚干法與濕法兩種脫硫工藝均有比較明顯的優(yōu)缺點(diǎn)：干法脫硫工藝投資小、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低但同時(shí)也有運(yùn)行不穩(wěn)定，脫硫效率不高的特點(diǎn)。濕法脫硫工藝占地面積大、投資大、容易腐蝕但運(yùn)行穩(wěn)定、 脫硫效率高。本文主要針對(duì)濕法煙氣脫硫技術(shù)中LS氨法技術(shù)進(jìn)行介紹。2 LS氨法脫硫技術(shù)特點(diǎn)氨法脫硫技術(shù)從X20世紀(jì)70年代開始投入應(yīng)用，已經(jīng)有了很大的更新，在實(shí)際應(yīng)用過程 中逐步進(jìn)行改進(jìn)。LS氨法脫硫技術(shù)是在不斷的探索之后形成的成熟氨法脫硫技術(shù)，已經(jīng)在鍋爐煙氣的

4、治理中得到了非常廣泛的應(yīng)用。LS氨法脫硫反應(yīng)原理屬于瞬時(shí)反應(yīng)，具有多種功能既能脫硫、脫硝，又能除塵,在系統(tǒng)流 程上采用循環(huán)密閉系統(tǒng)，并設(shè)有防氨泄露安全等有效措施。具體技術(shù)特點(diǎn)：1）脫硫效率高。在脫硫塔內(nèi)，氨水與煙氣充分接觸，屬于氣-液反應(yīng)，瞬時(shí)完成，相同反應(yīng)條 件下，是反應(yīng)速率最快的。2）副產(chǎn)物（硫酸銨）易于回收利用，具有良好應(yīng)用價(jià)值。可以應(yīng)用作農(nóng)業(yè)肥料，用來加工成 復(fù)合化肥，或用作化工企業(yè)的原料。3）同步多功能一體化。具有良好的脫硫和除塵功能，同時(shí)具有一定的脫硝功能。4）液氣比值小。與傳統(tǒng)的石灰石 -石膏法脫硫技術(shù)相比，液氣比值是石灰法的 1P10以 上，可以大大減少自身能耗（水、電消耗），

5、減少設(shè)備總投資與運(yùn)行成本。5）脫硫反應(yīng)溫度區(qū)間可變范圍大。在40180 C反應(yīng)塔內(nèi)，脫硫效率依然能夠達(dá)到95 %以上。液體pH值控制在生成（NH4 ） 2SO3 范圍之內(nèi)，進(jìn)而降低了設(shè)備的腐蝕（已有反 應(yīng)塔使用10年以上的范例）。循環(huán)液的溫度越高，硫銨的溶解度越大，運(yùn)行中一般控制在使 循環(huán)液接近飽和結(jié)晶的濃度以下，使其在塔外結(jié)晶，有效避免堵塞現(xiàn)象。6）適應(yīng)煙氣量和煙氣含硫量的變化。脫硫系統(tǒng)具有較高的可靠性及靈活性，當(dāng)煙氣量發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)及時(shí)進(jìn)行脫硫劑濃度和量調(diào)節(jié)。當(dāng)脫硫劑濃度增加時(shí)，系統(tǒng)采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效防止氣體氨的逃逸。進(jìn)而避免脫硫劑的浪費(fèi)和可能造成的環(huán)境污染問題。7）適應(yīng)煙氣

6、中粉塵含量的變化。系統(tǒng)具有高效除塵功能，煙氣中粉塵在脫硫塔內(nèi)得到有效捕集，同時(shí)，系統(tǒng)中設(shè)置了固液分離裝置，有效實(shí)現(xiàn)粉塵的回收再利用，也避免了系統(tǒng)內(nèi)粉塵 雜質(zhì)沉淀和堵塞。8）系統(tǒng)阻力小。由于LS塔屬于噴射塔，塔本體阻力比 填料塔阻力小，僅為填料塔阻力的 1P3，一般為500800 Pa。經(jīng)過塔本體阻力計(jì)算以及多次實(shí)際應(yīng)用 ，測(cè)試證明LS塔本體 阻力均小于1 000 Pa , 一般在 500800 Pa 。3 方案分析3.1 項(xiàng)目概述某鋼廠66 m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝方案，單臺(tái)燒結(jié)機(jī)的煙氣量為 297 000 m3Ph，煙氣中 二氧化硫含量設(shè)計(jì)值為 2 500 mgPm3 ,煙氣中粉塵含量為 20

7、0 mgPm3 。項(xiàng)目建成后，二氧化硫的排放濃度小于十100 mgPm3 ,粉塵排放濃度小于 50 mgPm3 。每年可以減少二氧化硫 排放7 171 t ,減少粉塵排放448 t ,能夠生產(chǎn)硫銨產(chǎn)品 114萬t。3.2 工藝路線本項(xiàng)目采用LS氨法脫硫工藝。本工藝具有脫硫效率高、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。脫硫效率能夠達(dá)到 95%以上。脫硫除塵后能夠達(dá)到國(guó)家最新的鋼鐵 工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和 清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（鋼鐵行業(yè)），采用單臺(tái)燒結(jié)機(jī)配套一套煙氣脫硫裝置。 具體的工藝過程主要包 括：1）氨水儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)。根據(jù)鋼鐵廠的實(shí)際情況，可以應(yīng)用德勝鋼鐵公司焦化廠的剩余氨水。用量不足的部分，可以進(jìn)行外購(gòu)，用罐車

8、輸送至廠區(qū)氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)中，進(jìn)行調(diào)氨處理以備工藝應(yīng)用。2）煙氣系統(tǒng)。通過新設(shè)增壓風(fēng)機(jī)引出燒結(jié)煙氣 ，煙氣經(jīng)煙道至脫硫塔。 在原有煙囪前和 脫硫塔前分別設(shè)置擋板門，用于燒結(jié)機(jī)運(yùn)行期間脫硫裝置的隔斷和維護(hù)。 FGD配置一臺(tái)用于 克服自身阻力的增壓風(fēng)機(jī)，以保證燒結(jié)機(jī)的正常運(yùn)行。新配置的增壓風(fēng)機(jī)選型要與燒結(jié)系統(tǒng)壓力、流量等參數(shù)相匹配，進(jìn)而保證脫硫系統(tǒng)不影響燒結(jié)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)在燒結(jié)工況發(fā)生變化的情況下，保證脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行和脫硫除塵指標(biāo)的達(dá)標(biāo)。煙道設(shè)置保溫，防止煙氣溫度低于酸露點(diǎn)對(duì)煙道產(chǎn)生腐蝕。3）脫硫吸收系統(tǒng)。調(diào)配一定濃度的氨水，通過噴霧反應(yīng)段，與煙氣中的S02充分反應(yīng)，生 成亞硫酸銨溶液，流

9、入循環(huán)液池。亞硫酸銨溶液氧化風(fēng)機(jī)的不斷充氧氧化為硫酸銨溶液。脫硫吸收塔內(nèi)部有特殊結(jié)構(gòu)設(shè)置 ，用于捕集粉塵、以及可能的逃逸氣溶膠。在脫硫塔底部設(shè)有 循環(huán)泵，用于吸收液的循環(huán) 泵,循環(huán)泵為離心泵,葉輪由防腐耐磨材料制成。4）工藝水及廢水處理系統(tǒng)。從燒結(jié)廠廠區(qū)供水系統(tǒng)引接至FGD ,分別接至工藝水箱及部分用水點(diǎn)。本工藝沒有 廢水排放。氨水需要用水來調(diào)配一定濃度；在脫硫過程中會(huì)由于煙氣的顯熱，焓差使水蒸發(fā)損耗要補(bǔ)充的水；清洗塔內(nèi)設(shè)備工藝水分兩路：一路送到工藝系統(tǒng)，另一 路送到水池補(bǔ)水，所有工藝水不外排，循環(huán)使用，整個(gè)系統(tǒng)中只有補(bǔ)水，沒有排水。所有水量均 由控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。5）脫硫副產(chǎn)物硫酸銨提取系統(tǒng)

10、。從脫硫塔底部洗滌下來的粉塵進(jìn)入洗滌液中，并進(jìn)入沉降池內(nèi)，在沉降池內(nèi)通過泵送,進(jìn)入壓濾機(jī)，壓濾后得到泥餅和清液。泥餅通過汽車運(yùn)輸?shù)綗Y(jié) 原料場(chǎng)，回收用作燒結(jié)原料，以便回收其中的有用金屬；清液通過泵送進(jìn)入循環(huán)池內(nèi)，循環(huán)用于 煙氣脫硫系統(tǒng)。該系統(tǒng)裝置不造成固廢排放和污水排放。從曝氣氧化池中 泵送來的硫酸銨溶液進(jìn)入到脫硫副產(chǎn)物硫酸銨提取系統(tǒng)。鑒于燒結(jié)煙氣中含有重金屬（如As等）可能造成脫硫副產(chǎn)物質(zhì)量的影響，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有 重金屬處理備用系統(tǒng)。以便于應(yīng)對(duì)今后國(guó)家對(duì)燒結(jié)煙氣重金屬處理要求及農(nóng)用化肥中重金屬 含量要求。6）給排水系統(tǒng)。根據(jù)主體工藝的特點(diǎn)，此系統(tǒng)只有給水，沒有排水。給水排水系統(tǒng)的設(shè)置將包括：生

11、活給水系統(tǒng)及排水系統(tǒng)、生產(chǎn)消防給水系統(tǒng)、雨水排放系統(tǒng)。7）采暖、通風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)采暖、通風(fēng)、空調(diào)的要求根據(jù)當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)。有特殊工作條件要求，盡量符合業(yè)主要求，本著節(jié)能、增效進(jìn)行設(shè)計(jì)。燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng) ，有以上分 系統(tǒng)組成，具體的流程如圖1。3.3 治理前后污染物排放對(duì)比目前現(xiàn)場(chǎng)并沒有進(jìn)行煙氣脫硫的治理，該工程建成后將會(huì)大大降低燒結(jié)機(jī)的污染狀況，項(xiàng)目投產(chǎn)前后的污染物排放對(duì)比見表2。投產(chǎn)前百的污染楠磁對(duì)比峻目喊少雖.氧化城尿度M噸uT*2 3001002 400擔(dān)化號(hào)總雖Him 97 4702997詢5$7149刪3.4 成本分析該項(xiàng)目成功達(dá)產(chǎn)后，生產(chǎn)硫氨產(chǎn)品可以外

12、銷，目前硫氨產(chǎn)品在市場(chǎng)屬于緊俏商品。因此項(xiàng) 目投產(chǎn)后，有一定的利潤(rùn)，經(jīng)濟(jì)效益明顯?？赡戤a(chǎn)硫銨14 760 t，則本項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后年?duì)I業(yè)收入 為1 328萬元。另外，該項(xiàng)目投產(chǎn)后，每年可節(jié)約SO2排污費(fèi)450萬元，節(jié)約粉塵排污費(fèi)11 萬元。折算后，該項(xiàng)目可帶來的每年收入為1 791萬元，燒結(jié)廠煙氣脫硫年成本 1 600萬元，每年可盈利190萬元。從以上的分析可以看出 丄S氨法脫硫技術(shù)不同于以往的環(huán)保建設(shè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)減少了二氧化硫的排放又具有明顯的社會(huì)與環(huán)境效益，一舉三得。4 煙氣脫硫工藝選擇依據(jù)鋼鐵企業(yè)進(jìn)行燒結(jié)煙氣脫硫工程勢(shì)在必行，具體選用何種工藝要根據(jù)各自的情況酌情而定,這其中要注意以下幾點(diǎn)參考 ：1）是否有適合的脫硫場(chǎng)地。對(duì)于新建燒結(jié)廠均有比較富裕的脫硫場(chǎng)地，可以同時(shí)滿足干濕兩種脫硫技術(shù)。但對(duì)于老廠改造，就面臨場(chǎng)地緊張，要求布置更加靈活的脫硫工藝。2）吸收劑來源。吸收劑可以主要有石灰（熟石灰）、液氨、碳酸鎂等，鋼鐵企業(yè)要根據(jù)自身的情況而定，同時(shí)也受到地域限制。3）燒結(jié)機(jī)工況條件。燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)工況條件各有不同，從調(diào)研情況看燒結(jié)煙氣中二氧化硫的含量從2005 000 mgPm3范圍內(nèi)波動(dòng)，上下相差比較明顯，也決定了選用何種脫硫工藝。4）脫硫副產(chǎn)物的處置。脫硫副產(chǎn)物如果處理不當(dāng)很容易造成二次污染，因此脫硫副產(chǎn)物的處置至關(guān)重要。5 結(jié)論和建議1）鋼鐵企