8燒結(jié)濕法脫硫中石膏雨的形成機(jī)理分析及解決途徑概述

1、河鋼集團(tuán)石鋼公司 游華章 所謂所謂“石膏雨石膏雨”，就是燒結(jié)系統(tǒng)脫硫塔內(nèi)的，就是燒結(jié)系統(tǒng)脫硫塔內(nèi)的乳白色漿液微粒隨煙氣排出煙囪，在煙囪周邊下乳白色漿液微粒隨煙氣排出煙囪，在煙囪周邊下降到地面。降到地面。 “ “石膏雨石膏雨”形成后，不僅脫硫效率降低，對(duì)周形成后，不僅脫硫效率降低，對(duì)周邊產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染，而且，邊產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染，而且，“石膏雨石膏雨”形成形成時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后，主抽風(fēng)機(jī)出口壓力增加，燒結(jié)機(jī)不時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后，主抽風(fēng)機(jī)出口壓力增加，燒結(jié)機(jī)不能正常生產(chǎn)。能正常生產(chǎn)。一、煙氣脫硫簡(jiǎn)介二、“石膏雨”形成原因及化驗(yàn)分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論四、防治措施 煙氣脫硫是我國(guó)第十二個(gè)五年規(guī)劃中空氣污染控制的重點(diǎn)煙氣

2、脫硫是我國(guó)第十二個(gè)五年規(guī)劃中空氣污染控制的重點(diǎn)項(xiàng)目，現(xiàn)今已成為鋼鐵行業(yè)不可缺少的環(huán)節(jié)。項(xiàng)目，現(xiàn)今已成為鋼鐵行業(yè)不可缺少的環(huán)節(jié)。 在燒結(jié)煙氣脫硫領(lǐng)域，濕法脫硫過(guò)程是最常見(jiàn)的。但大多在燒結(jié)煙氣脫硫領(lǐng)域，濕法脫硫過(guò)程是最常見(jiàn)的。但大多數(shù)的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)是單純采用數(shù)的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)是單純采用生石灰生石灰或或石灰石石灰石作為脫硫作為脫硫劑。劑。 石鋼作為一家負(fù)責(zé)任的國(guó)企，采用了脫硫效率更穩(wěn)定，水石鋼作為一家負(fù)責(zé)任的國(guó)企，采用了脫硫效率更穩(wěn)定，水消耗量更低的脫硫方法消耗量更低的脫硫方法雙堿法，即同時(shí)使用雙堿法，即同時(shí)使用生石灰生石灰、純純堿堿兩種堿性物質(zhì)作為脫硫劑，并于兩種堿性物質(zhì)作為脫硫劑，并于20

3、11年年9 月正式投入使用。月正式投入使用。在脫硫塔內(nèi)吸收在脫硫塔內(nèi)吸收SO2反應(yīng)：反應(yīng)： 2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O Na2SO3+ SO2 +H2O 2NaHSO3 Na2CO3+ SO2 Na2SO3+CO2 置換池中的再生反應(yīng)：置換池中的再生反應(yīng)： CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + Na2SO3 2NaOH+ CaSO3 Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3+ CaSO31/2H2O+1.5 H2O 再生的再生的NaOH 和和Na2SO3等脫硫劑可以循環(huán)使等脫硫劑可以循環(huán)使 用，且由于存在氧氣，還會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：用，且由于存在氧氣，還會(huì)發(fā)

4、生以下反應(yīng)： CaSO31/2H2O + 1/2O2 + 3/2H2O CaSO42H2O Ca(OH)2 + Na2SO4 + 2H2O 2NaOH +CaSO42H2O 石鋼石鋼280m280m2 2燒結(jié)脫硫運(yùn)行幾個(gè)月后，出現(xiàn)了石灰燒結(jié)脫硫運(yùn)行幾個(gè)月后，出現(xiàn)了石灰石石膏法脫硫中常見(jiàn)的問(wèn)題石石膏法脫硫中常見(jiàn)的問(wèn)題“石膏雨石膏雨”，造成，造成污染環(huán)境。污染環(huán)境。 從脫硫工藝來(lái)看，導(dǎo)致“石膏雨”形成的原因有以下三個(gè)因素： a) （包括風(fēng)量、流速）或； b) 。包括風(fēng)量、流速及除霧器的安裝、粘附物等； C) 。 為具體分析“石膏雨”產(chǎn)生的原因，我們將“石膏雨”產(chǎn)生前后的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)情況

5、如表1。項(xiàng)項(xiàng) 目目單位單位正常運(yùn)行期間正常運(yùn)行期間石膏雨期間石膏雨期間煙氣流量煙氣流量萬(wàn)萬(wàn)Nm/h10413294124入口入口SO2濃度濃度/Nm70012007001200出口出口SO2濃度濃度/Nm30180140467煙氣溫度煙氣溫度145145脫硫出口脫硫出口溫度溫度5655除霧器壓差除霧器壓差pa60120142180液氣比液氣比L/m5.15.1表表1 “石膏雨石膏雨”產(chǎn)生前后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生前后的生產(chǎn)數(shù)據(jù) 在表在表1的統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，燒結(jié)并沒(méi)燒結(jié)并沒(méi)有使用新的原料，且系統(tǒng)沒(méi)做大的有使用新的原料，且系統(tǒng)沒(méi)做大的改動(dòng)，故第一個(gè)因素可排除改動(dòng)，故第一個(gè)因素可排除。 出現(xiàn)石膏雨時(shí)

6、，除霧器壓差均出現(xiàn)石膏雨時(shí)，除霧器壓差均增大，初期分析，產(chǎn)生增大，初期分析，產(chǎn)生“石膏雨石膏雨”可能與除霧器堵塞有關(guān)，但沖洗除可能與除霧器堵塞有關(guān)，但沖洗除霧器后，正常運(yùn)行不到霧器后，正常運(yùn)行不到2小時(shí)，又產(chǎn)小時(shí)，又產(chǎn)生了生了“石膏雨石膏雨”，且壓差再次增大，且壓差再次增大，打開(kāi)檢查孔查看，除霧器又被堵塞。打開(kāi)檢查孔查看，除霧器又被堵塞。 因此可以確定，除霧器堵塞只因此可以確定，除霧器堵塞只是是“石膏雨石膏雨”導(dǎo)致的結(jié)果，而不是導(dǎo)致的結(jié)果，而不是根本原因。根本原因。脫硫除霧器堵塞情況脫硫除霧器堵塞情況 用排除法，基本鎖定是第三個(gè)因素用排除法，基本鎖定是第三個(gè)因素脫硫系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)內(nèi)的漿液特性導(dǎo)致

7、內(nèi)的漿液特性導(dǎo)致“石膏雨石膏雨”。 通過(guò)觀察及操作人員的回憶：通過(guò)觀察及操作人員的回憶：“石膏雨石膏雨”產(chǎn)生期產(chǎn)生期間濾液池、澄清池都有豐富的泡沫，大量更換脫硫系間濾液池、澄清池都有豐富的泡沫，大量更換脫硫系統(tǒng)漿液后，泡沫消失，統(tǒng)漿液后，泡沫消失，“石膏雨石膏雨”也消失；當(dāng)泡沫形也消失；當(dāng)泡沫形成一定量后，成一定量后，“石膏雨石膏雨”再次出現(xiàn)。這一規(guī)律也再次再次出現(xiàn)。這一規(guī)律也再次佐證了佐證了“石膏雨石膏雨”是由脫硫系統(tǒng)內(nèi)的漿液特性導(dǎo)致的，是由脫硫系統(tǒng)內(nèi)的漿液特性導(dǎo)致的，且與漿液的泡沫有直接關(guān)系。且與漿液的泡沫有直接關(guān)系。 為了驗(yàn)證我們的推論，也為了避免“石膏雨”現(xiàn)象進(jìn)一步惡化，我們對(duì)脫硫塔的

8、漿液進(jìn)行了再次更換，“石膏雨”果然被遏制。對(duì)“石膏雨”前后的漿液進(jìn)行了取樣化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果如表2 表2 “石膏雨”產(chǎn)生前后的漿液變化項(xiàng)目項(xiàng)目單位單位正常運(yùn)行期間正常運(yùn)行期間石膏雨期間石膏雨期間脫硫塔漿液密度脫硫塔漿液密度Kg/m11501350脫硫塔漿液含固量脫硫塔漿液含固量W%7.224.4脫硫塔脫硫塔上清液上清液Ca2+/L89477653脫硫塔脫硫塔上清液上清液Mg2+/L8964237脫硫塔脫硫塔上清液上清液Na+/L6957464351脫硫塔脫硫塔上清液上清液Cl-/L3547579680脫硫塔脫硫塔上清液油脂類(lèi)上清液油脂類(lèi)/L0.090.26PH值值9.27.6 經(jīng)查閱相關(guān)資料，經(jīng)查

9、閱相關(guān)資料，Mg2+、Cl-、油類(lèi)物質(zhì)油類(lèi)物質(zhì)等三類(lèi)物等三類(lèi)物資均有利于泡沫形成或直接導(dǎo)致泡沫。從表資均有利于泡沫形成或直接導(dǎo)致泡沫。從表2 2中可看出中可看出兩組數(shù)據(jù)差別較大的正好含有以上三項(xiàng)指標(biāo)。兩組數(shù)據(jù)差別較大的正好含有以上三項(xiàng)指標(biāo)。為了使后續(xù)的操作進(jìn)一步數(shù)據(jù)化，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：為了使后續(xù)的操作進(jìn)一步數(shù)據(jù)化，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：水浴溫度在水浴溫度在5555，模擬吸收塔漿液的溫度。將，模擬吸收塔漿液的溫度。將“石膏雨石膏雨”期間期間的的200ml200ml漿液倒入漿液倒入1000ml1000ml量筒，保持溫度量筒，保持溫度15min15min且不?；蝿?dòng)，使?jié){且不?；蝿?dòng)，使?jié){液成分均勻，

10、通入空氣，在液成分均勻，通入空氣，在1min1min后記錄漿液的體積，然后以后記錄漿液的體積，然后以50ml50ml為單位，不斷配加蒸餾水進(jìn)行稀釋?zhuān)瑩u勻后，重復(fù)以上操作。為單位，不斷配加蒸餾水進(jìn)行稀釋?zhuān)瑩u勻后，重復(fù)以上操作。實(shí)驗(yàn)方法如圖實(shí)驗(yàn)方法如圖1，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。13265471、風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 2、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥 3、流量計(jì)流量計(jì) 4、恒溫槽恒溫槽 5、1000ml1000ml量筒量筒 6、氣泡頭氣泡頭 7 7、溫度計(jì)、溫度計(jì)脫硫脫硫漿液漿液起泡性實(shí)驗(yàn)流程圖起泡性實(shí)驗(yàn)流程圖體積體積V0 0（ml）稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)體積體積V1 1(ml)(ml)體積變化倍體積變化倍數(shù)數(shù)2002001

11、 16736733.363.362502501.251.257757753.103.103003001.501.508378372.792.793503501.751.757357352.102.104004002.002.005625621.411.414504502.252.255465461.211.215005002.502.505675671.131.135505502.752.75599.5599.51.091.096006003.003.006366361.061.06 表表3 3 稀釋后起泡能力變化情況稀釋后起泡能力變化情況 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)知道：當(dāng)漿液稀釋到根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)知道：當(dāng)漿

12、液稀釋到2.52.5倍時(shí)，漿液倍時(shí)，漿液的的發(fā)泡能力明顯發(fā)泡能力明顯減弱，幾乎沒(méi)有發(fā)泡能力，且發(fā)泡后減弱，幾乎沒(méi)有發(fā)泡能力，且發(fā)泡后泡沫不穩(wěn)定，靜置泡沫不穩(wěn)定，靜置1414分鐘后，泡沫完全消除。后續(xù)繼分鐘后，泡沫完全消除。后續(xù)繼續(xù)稀釋?zhuān)兓幻黠@。續(xù)稀釋?zhuān)兓幻黠@。 此時(shí)此時(shí)Mg2+、Cl-、油類(lèi)物質(zhì)油類(lèi)物質(zhì)等三項(xiàng)指標(biāo)理論計(jì)等三項(xiàng)指標(biāo)理論計(jì)算，分別為算，分別為1694/L、3187/L、0.1/L。 因三種物質(zhì)均有助于泡沫形成或直接導(dǎo)致泡沫，鑒于因三種物質(zhì)均有助于泡沫形成或直接導(dǎo)致泡沫，鑒于技術(shù)條件，不能確定工況條件下，每一種物質(zhì)對(duì)泡沫形成技術(shù)條件，不能確定工況條件下，每一種物質(zhì)對(duì)泡沫形成的

13、貢獻(xiàn)率，所以目前先對(duì)三種物質(zhì)的引入途徑采用技術(shù)手的貢獻(xiàn)率，所以目前先對(duì)三種物質(zhì)的引入途徑采用技術(shù)手段分別進(jìn)行控制，確保段分別進(jìn)行控制，確保MgMg2+2+、ClCl- -、油類(lèi)物質(zhì)油類(lèi)物質(zhì)等三項(xiàng)指標(biāo)不等三項(xiàng)指標(biāo)不超過(guò)超過(guò)16941694/L/L、31873187/L/L、0.10.1/L/L。 1）定期對(duì)吸收塔漿液、生石灰進(jìn)行化學(xué)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漿）定期對(duì)吸收塔漿液、生石灰進(jìn)行化學(xué)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)出現(xiàn)惡化趨勢(shì)，制定措施。如發(fā)現(xiàn)漿液異樣，可增加化液品質(zhì)出現(xiàn)惡化趨勢(shì)，制定措施。如發(fā)現(xiàn)漿液異樣，可增加化學(xué)分析的試樣；學(xué)分析的試樣；2）降低吸收塔漿液密度，將石膏的壓濾次數(shù)由）降低吸收塔漿液密度，將

14、石膏的壓濾次數(shù)由4次次/日提高到日提高到6次次/日，保證壓濾出的石膏重量是投入石灰重量的日，保證壓濾出的石膏重量是投入石灰重量的6倍以上；倍以上；3）采用）采用MgO含量較低的生石灰；含量較低的生石灰；4）因）因MgSO4溶解度較高，而溶解度較高，而Mg(OH)2幾乎不溶于水，因此幾乎不溶于水，因此有效利用燒結(jié)的檢修時(shí)間，在無(wú)風(fēng)險(xiǎn)情況下，提高漿液有效利用燒結(jié)的檢修時(shí)間，在無(wú)風(fēng)險(xiǎn)情況下，提高漿液PH值，值，促成促成Mg(OH)2形成，再通過(guò)壓濾將其排出，此舉可有效降低形成，再通過(guò)壓濾將其排出，此舉可有效降低Mg2+含量；含量；5）在油類(lèi)物質(zhì)含量高期間，加大揮發(fā)份低的焦沫使用量，）在油類(lèi)物質(zhì)含量高期間，加大揮發(fā)份低的焦沫使用量，減少揮發(fā)份高的無(wú)煙煤使用量，有效降低油類(lèi)物質(zhì)含量；減少揮發(fā)份高的無(wú)煙煤使用量，有效降低油類(lèi)物質(zhì)含量；6）定期將脫硫塔內(nèi)的部分漿液排放到燒結(jié)系統(tǒng)，再補(bǔ)充新）定期將脫硫塔內(nèi)的部分漿液排放到燒結(jié)系統(tǒng)，再補(bǔ)充新水入脫硫系統(tǒng)，是降低水入脫硫系統(tǒng)，是降低Cl-含量的有效措施；含量的有效措施；7）正常情況下，脫硫塔液位控制在）正常情況下，脫硫塔液位控制在4.0m以下；以下；在在特殊情況特殊情況下，為降低風(fēng)險(xiǎn)，將液位控制在下，為降低風(fēng)險(xiǎn)，將