宝钢烧结烟气脱硫技术探讨.doc

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1、冶金之家网站宝钢烧结烟气脱硫技术探讨张永忠，曹雄(宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海200941)摘要：宝钢股份三台大型烧结机采用了循环流化床半干法和石灰石—石膏湿法两类烧结烟气脱硫技术，本文简要介绍了这两类技术在宝钢的成功应用，并着重探讨了二者之间的差异。关键词：烧结烟气；循环流化床；石灰石―石膏；脱硫1前言我国钢铁行业的二氧化硫排放量仅次于燃煤发电行业，而生产过程中的烧结工序所产生的二氧化硫排放占钢铁企业总排放量的40％～80％[1—3]。控制烧结烟气中二氧化硫的排放，已经成为钢铁企业控制污染的重点[3,4]。国内大小钢厂正在陆续上马脱硫装置

2、，然而我国钢铁行业的多数烧结脱硫技术还停留在对火电等脱硫的粗糙模仿、照搬阶段。目前，烧结机脱硫存在的问题主要是脱硫设备价格偏高、技术不成熟、脱硫副产物二次利用复杂等[5,6]。宝钢目前正致力于这方面的研究工作，以不断改进并完善现有的烧结烟气脱硫技术，为国内外同行业提供成功的经验。2宝钢烧结烟气脱硫技术目前国内外烧结烟气脱硫技术有氨法、旋转喷雾干燥吸收(SDA)法、MEROS、活性炭法等等。宝钢股份有三台大型烧结机，其中一号烧结机采用循环流化床半干法脱硫技术，于2010年10月建成投运。二、三号烧结机则采用了具有自主知识产权的宝钢烧结烟气脱硫技术

3、—气喷旋冲塔湿式石灰石—石膏法，核心工艺是宝钢股份研究院的气喷旋冲脱硫技术，并先后于2008年10月、2010年12月建成投运。二号烧结机脱硫技术在三烧结脱硫机组运行的基础上做了进一步的优化。2．1循环流化床半干法脱硫技术循环流化床半干法脱硫技术在解决了物料输送及堵塞等难点后，得到了广泛使用，已先后在宝钢直属厂部、宝钢梅山钢铁、宝钢不锈钢事业部、福建三明钢铁等钢铁企业建成投运。其工艺原理是，烟气从脱硫塔底部进入，经脱硫塔底的文丘里结构加速后与加入的吸收剂(消石灰)、循环灰及水由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触发生反应。在上升的过程中

4、，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，形成类似循环流化床所特有的内循环颗粒流，从而除去烟气中的SOx、HCl、HF、CO2等气体。烟气中夹带的吸收剂和循环灰，在通过脱硫塔下部的文丘里管时，受到气流的加速而呈悬浮状态，形成激烈的湍动，使颗粒与烟气之间的相对滑落速度大，颗粒反应界面在摩擦、碰撞作用下而不断更新，从而极大地强化了气固间的传热、传质。净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出，然后转向向下进入脱硫除尘器。脱硫除尘器则采用的是布袋式。经脱硫除尘器捕集下来的固体颗粒，大部分通过脱硫灰循环系统，返回吸收塔继续参加反

5、应，如此循环可达数百次，多余的少量脱硫灰渣则通过气力输送至脱硫灰仓，再通过罐车或二级输送设备外排。脱硫灰大量循环，脱硫除尘器的入口烟气粉尘浓度为500～1000g／Nm3，带有大量脱硫灰的烟气经布袋除尘器进行除尘，净化后的清洁烟气经增压引风机排入烟囱。宝钢一烧结循环流化床干法脱硫工艺系统主要由烟道系统、吸收塔系统、脱硫除尘器系统、吸收剂制备及供应系统、脱硫灰再循环及排放系统、工艺水系统、以及电气仪控系统等组成。2．2石灰石—石膏湿法脱硫技术石灰石—石膏湿法脱硫技术发展历史较长，对烟气适应范围广，在烧结烟气脱硫技术发展初期备受青睐，目前国内外应用

6、该技术的企业较普遍，特别是对于石膏资源匮乏的日本得到了广泛应用。冶金之家网站该技术工艺原理是，烧结烟气经工艺水及浆液两级冷却后进入吸收塔烟气分配器，分配后烟气通过曝气管喷入吸收塔浆池，并在浆池液面形成稳定的鼓泡层。在鼓泡层中，气相高度分散到液相中，较大的气液接触面积以及较高传热和传质效率为烟气中的SO2与浆液的反应创造了良好的热力学和动力学条件，而且烟气在液体中鼓泡时有类似水膜除尘的效果，尤其对1µm以下的粉尘效果更明显。净烟气则再经过两级除雾器脱除大量雾滴后通过脱硫烟囱排放。湿法脱硫工艺系统主要由烟道系统、冷却系统、吸收塔系统、排空系统、吸收

7、剂制备及供应系统、工艺水系统、以及电气仪控系统等组成。3对比分析3．1原理差异在循环流化床干法脱硫的吸收塔内，消石灰Ca(OH)2与烟气中的SO2和几乎全部的SO3，HCl，HF等完成化学反应，主要化学反应方程式如下：Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1／2H2O+1／2H2O吸收过程CaSO3·1／2H2O+1／2O2=CaSO4·1／2H2O氧化过程Ca(OH)2+SO3=CaSO4·1／2H2O+1／2H2O吸收过程Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O吸收过程2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O(>12

8、0℃)吸收过程Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O吸收过程即，塔内生成的脱硫灰主要成分为CaSO3·1／2H2O、CaSO4·1／2H2O、Ca