沙钢烧结烟气脱硫技术实践
摘要：烧结机烟气由于烟气量、温度、SO2浓度波动大，烟气中重金属和有毒有害物质复杂等特点，决定了烧结机烟气脱硫工艺选择的重要性。沙钢经过长期跟踪调研，决定采用旋转喷雾脱硫工艺，达到系统简捷、运行简单、投资省、运行成本低、副产物不形成二次污染的目的。项目实施后，烟气SO2排放浓度＜100 mg/m3，烟粉尘排放浓度＜30 mg/m3。
关键词：烧结,烟气脱硫,旋转喷雾
1 前言
沙钢集团拥有360 m2及180 m2烧结机多台，烧结原料绝大部分采用进口铁矿石，相对含硫率不高，烧结烟气SO2的浓度只相当于燃煤硫分0.5%左右的锅炉烟气。由于钢铁生产中的SO2主要来自烧结生产过程，其SO2产生量占总排放量60%以上［1］。因此，为进一步净化环境，实施烧结机烟气脱硫。然而，烧结机烟气由于烟气量、温度、SO2浓度波动大和重金属及有毒有害物质成分复杂等因素影响，脱硫工艺的选择十分重要，需要认真考虑，稳妥决策。
2 脱硫技术的选择原则
总结国内一些钢铁企业烧结烟气脱硫实践经验，并结合烧结运行现状，烧结烟气脱硫技术方案的选择应遵循以下原则：1）确定合理的脱硫指标，治理效果满足国家环保（减排）要求。2）装置技术先进、稳定可靠，达到国内先进水平，且不影响烧结生产主工艺。3）贯彻“以废治废、循环经济”的原则，充分利用企业现有资源实施烟气脱硫，脱硫副产品应有较好的销售市场，副产物（废渣、废水）不形成新的二次污染。4）综合考虑脱硫装置的投资、运行成本与收益等因素，选择合理的烟气脱硫工艺技术，与环冷机烟气余热利用节能项目结合实施。
3 烧结烟气脱硫工艺比较及选择
目前有关烧结机烟气脱硫的技术主要有干法、半干法和湿法等脱硫形式。近年来，我国钢铁企业建设了一些不同技术流程的烧结机烟气脱硫项目，各种脱硫技术在钢铁企业都有不同程度的应用。从已经投产的烧结机烟气脱硫项目来看，虽然取得了一定的成果和经验，但并没有完全解决烧结机烟气脱硫技术问题，大多数是以昂贵的投资和运行成本为代价，而且一些脱硫设施运行不稳定、设备腐蚀严重，产生的副产物难以处理，对环境造成二次污染。下面以烧结机烟气脱硫为例，湿法、半干法、干法3 种技术的综合比较见表1。
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沙钢360 m2烧结机气量大，SO2浓度不高，但二者随着生产负荷的变化和矿源的变化，波动较大，其脱硫工艺必须适应其变化，保证脱硫过程必要的反应接触面积和烟气停留时间，以达到高效、经济的SO2减排目的。由表1 可以看出，几种不同脱硫方式各有利弊，综合考虑各种因素，选择旋转喷雾（SDA）半干法脱硫工艺技术。SDA 脱硫工艺主要优势：1）烟气量和SO2 浓度正是SDA 的最适宜范围。2）流程相对于传统湿法较短，操作管理便捷，占地较少，容易加装改造。3）采用全量处理烟气时，一次投资和运行费用比传统湿式工艺减少1/4～1/3。如采用分割烟气流程，有选择的净化高硫系，投资运行费用可降低40%。4）节水节能，无废水处理，无除雾器和GGH，整个系统和烟囱容易达到防腐蚀要
求。5）系统的污染物减排量大大提高，除SO2和颗粒物完全达标排放外，还能利用同一装置去除SO3、重金属和二恶英等，而且副产物也易处理。
4 SDA脱硫工艺流程
烧结烟气SDA 脱硫工艺流程见图1。
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烧结主抽风机后烟道引出的原烟气经挡板切换由烟道进入SDA 脱硫塔，原烟气与塔内经雾化的脱硫剂在SDA 脱硫塔内充分接触，迅速完成物理、化学反应过程（同时进行蒸发干燥与吸收SO2），达到脱除SO2的目的。脱除SO2并干燥的含粉料烟气出吸收塔进入2 台布袋除尘器进行气固分离，实现脱硫灰收集及烟气出口粉尘浓度达标排放。在布袋除尘器入口烟道上预设置活性炭装置提高脱除二恶英、Hg 等有害物的效率。经布袋除尘器处理的净烟气由2 台增压风机增压，克服脱硫系统阻力，净烟气由新增钢制烟囱排入大气。
在脱硫处理过程中沉降在SDA 脱硫塔底部的灰渣和由布袋除尘器收集的脱硫灰一起经斗式提升机至脱硫灰仓。脱硫灰循环使用，定期外排进行综合利用。脱硫灰仓下部设两路出灰，一路外排，一路供循环利用，同时考虑设紧急排灰口。外排灰采用吸引压送罐车外运，脱硫灰仓下部设吸引压送罐车接口。循环脱硫灰经计量提升送至循环灰混合罐混合制浆并在循环灰浆液罐贮存，然后送入顶罐供SDA 脱硫塔使用。
生石灰加水反应形成Ca（OH）2并配置成浆液贮存于石灰浆液罐，然后送入顶罐，自流进入雾化装置，由雾化装置喷入SDA 脱硫塔。亿万个小雾滴在塔内与烟气接触后的化学反应非常迅速，SO2被雾滴吸收，经化学反应后生成硫酸钙。硫酸钙进入沙钢废渣处理系统进行终端处理。
5 总体方案
1）烟气全量处理方案。全量处理烟气方法简捷，不分烟气浓度和温度高低，通过所有风箱抽取全部烟气送往SDA 装置加以净化处理。其优点是烧结机风箱及排气管不作变动，减少改造工程量。
2）1 炉1 塔方案。1 台360 m2 烧结机采用1 个SDA 脱硫塔全量处理来自烧结机的两路烟气，其优点是节省总图位置和一次投资，但配备2 套布袋除尘器及2 套脱硫增压风机，即出脱硫塔的烟气分两路分别进入并列布置的布袋除尘器和脱硫增压风机。1 塔配备双布袋除尘器和双脱硫增压风机的优点，一是运行灵活，便于管理和检修；二是运行更经济，当烟气量处于低位时，可停运一套增压风机，达到节能的目的；三是今后采用选择性脱硫，分割风箱烟气——选择高硫系处理，可停运1 套布袋除尘器和1 套增压风机，节省运行成本40%。
3）净烟气排放方案。脱硫后净烟气采用由新增烟囱排放的方案，可降低脱硫系统的运行阻力。据计算，可降低运行阻力约500 Pa，年降低运行成本约136 万元。
4）二恶英处理。SDA 脱硫工艺对二恶英有50%的脱除效率，在布袋除尘器入口烟道前设有活性炭添加接口，投资代价低，使脱硫系统增加了脱除二恶英能力。
6 技术经济分析
沙钢采用旋转喷雾脱硫技术实施烧结机烟气脱硫后，净烟气排放SO2浓度＜100 mg/m3，颗粒物浓度＜30 mg/m3，烟气脱硫效率90%以上，按进口烟气含SO2 1 330 mg/m3 计，1 台烧结机每年SO2 减排量13 776 t。相对其他脱硫方式，SDA 烟气脱硫方式一次性投资相对较低，运行成本约每吨矿3 元，系统腐蚀性小，排放烟气对周边环境没有影响，脱硫副产物易处理。
参考文献：
［1］ 邱正秋，刘昌林.烧结烟气脱硫技术发展与应用现状［J］.金属世界，2008（专）：229.
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