简易烟气脱硫生产实践

简易烟气脱硫生产实践

常全海  贾晓勇

(山西太钢不锈钢股份有限公司炼铁厂)

摘  要：公司拟以新建项目替换目前的100m²烧结机，100m²烧结机属公司计划淘汰项目，因此100m²烧结机运行时间最多只有2年。根据太钢实际情况需要选择一种投资少，占地小，工艺流程简单运行管理方便，能够快速实施的技术。

关键词：湿法脱硫  药剂  熟成

1  概述

烧结生产工序的SO₂排放总量占到钢铁行业排放总量的50％。目前烧结行业采用了多种烧结烟气脱硫技术，因为投资、脱硫效率、运行成本、副产物处理等一系列问题，目前烧结行业脱硫还没有形成主流技术，仍处于探讨和研究阶段。

为提倡“建设资源节约型，环境友好型社会”，太原市对位于郊区的太钢烧结生产废气排放提出严格要求(50mg以下)，因此对烧结烟气进行处理成为企业迫在眉睫的大事。

2  太钢100m²烧结机现状及脱硫技术选择

2.1  现状分析

l00m²烧结机设计利用系数1.25，目前利用系数1.4左右，单台烧结机烟气量为3.1×10⁵Nm³／h，烟气温度110—120℃，年排SO₂量1628t。公司拟以新建项目替换目前的100m²烧结机，100m²烧结机属公司计划淘汰项目，因此100m²烧结机运行时间最多只有2年。

    l00m²烧结机的烟气没有经过循环富集，排放系统不具备选择性脱硫的工艺条件。同时现场狭小，因此需要根据太钢特殊情况选择适当的脱硫工艺。

2.2  技术选择

根据太钢实际情况需要选择一种投资少，占地小，工艺流程简单运行管理方便，能够快速实施的技术。

根据要求我们选择了简易湿法脱硫技术。用MgOH作为吸收剂简易湿法脱硫工艺。

3  脱硫工艺及特点介绍

3.1  系统构成

烟气脱硫工程系统由以下几个系统构成：分成氢氧化镁浆液制造系统、SO₂吸收系统、电气仪表控制系统等。

3.2  氢氧化镁浆液制造系统

脱硫剂为纯度90%，粒度为300目的氧化镁粉末，每一袋为一吨。MgO粉末通过单轨吊注入浆液罐，同时往浆液罐注入进水，氧化镁与进水的混合比例为8%，充分混合后通入低压蒸汽（P=0.5-0.6Mpa，T=190℃）将氢氧化镁浆液热到90℃左右，熟成1个小时后利用氢氧化镁浆液泵输送至烟道与烟气进行反应脱硫。

3.3  SO₂吸收系统

熟成后的氢氧化镁浆液通过浆液泵输送至烟道，通过喷嘴将浆液雾化，使药剂与烟气充分接触，与烟气中的SO₂反应进行脱硫。

3.4  电气仪表控制系统

脱硫系统电气仪表控制系统包括，液位控制系统、温度控制系统、压力控制系统以及变频器调整的流量控制系统，监控画面、系统报警等。

3.5  设备组成

1、氢氧化镁浆液罐（2台）

直径：4.5m

体积：80m3

液位计：1个

温度计：1个

2、单轨吊(1台)

电葫芦：2吨

3、蒸气阀(2个)

型号：J41H一16C

形式：截止阀

材料：304

P=1.6MPa，DNl00

东方锅炉(集团)有限公司

4、进水阀(2个)

P=1.6MPa，DNl00

5、浆液搅拌泵(2台)

型号：4PWF

流量：190 m3／h

扬程：25.5m

轴功率：60KW

配用功率：30KW

制造厂家：保定享通泵业制造有限公司

配套电机

型号：Y一200L一4

功率：30KW

电流：56.8A

转速：1470r／min

IP=44

LW=84(dB)

制造厂家：山东鲁宏电机厂

6、浆液泵(2台)

型号：80UHB—ZK一50—30

流量：50m3／h

扬程：30m

转速：2900r／min

功率：11KW

制造厂家：江苏南方泵业制造有限公司

配套三相异步电动机：

型号：Y160M1—2

功率：11KW

电流：21.8

转速：2940r／min

LW=87dB(A)

制造厂家：山东鲁宏电机厂

7、平行式双闸板闸阀

P=1.0MPa

制造厂：河北远大阀门集团有限公司

8、浆液流量计(2台)

9、流量表(2台)

10、变频器(1台)

1l、操作电脑(1台)

3.6反应原理

氧化镁浆液制造系统：

MgO+H₂O→Mg(OH)₂

SO₂吸收反应：

SO₂+Mg(OH)₂→MgSO₃+H₂O

SO₂+MgSO₃+H₂O→Mg(HSO₃)₂

Mg(HSO₃)₂+Mg(OH)₂→2MgSO₃+2H₂O

4  工艺流程图

5  应用及效果

使用过程中发现设计存在不足，为避免压头损失，对反应室结构过于简化，使气-液接触时间不充分，造成脱硫效率低，达不到设计要求。使用脱硫数据如下：

6  原因分析

6.1  在配加MgO时，当浓度大于10%时，受溶解度限制，以及MgO药剂中杂物太多，会造成管道、喷头堵塞。致使溶液不能雾化，大大缩短气-液接触时间，造成溶液浓度高，脱流效率反而下降。针对杂物多，在加药时增加过滤网，以及管道增加反吹水系统。针对溶解度低增加熟化温度。

6.2  由于系统设计过于简单，MgO作为药剂，在反应时间及反应动力不能满足系统要求。

7  整改措施

脱流工程由于设计匆忙，施工紧张，整体工艺存在诸多问题，投产后针对一系列问题，我们进行改造。

7.1  在配加MgO时，当浓度大于10%时，会造成管道、喷头堵塞。针对这一问题，我们对管道走向、倾角进行重新布置。并增加了反吹水系统。

7.2  烟道出现积水问题。针对这一问题，在请示厂后，经厂研究对大烟囱相关部位进行防腐处理。

7.3  对自动控制系统进行完善。

7.4  对外部管道进行保温处理，保证冬季能够正常运行。

7.5  针对气—液接触时间短，增加烟道内喷头个数，由单排增加到双排。形成水幕增加气—液接触时间。

7.6  用NaOH作为药剂替换MgO，提高反应速率。

7.7  增车架号循环泵，只脱硫后回流液体实现重复利用，杜绝外排，减少浪费。

8  结论及改造后效果

通过系列改造，并以NaOH作为药剂替换MgO，在NaOH溶液浓度达到10%时进行测量，SO₂排放浓度达到50mg以下，脱硫效率达到90%以上。满足生产及设计要求。

该系统改造后运行平稳，满足太钢要求，投资少，占地小，工艺流程简单运行管理方便，能够快速实施的技术。缺点时运行成本高昂，不适合新建项目建设。