烧结烟气脱硫技术及其应用现状
目前烧结烟气脱硫技术主要有石灰石/石灰-石膏法、双碱法、氧化镁法、氨- 硫酸铵法等。
1 石灰石/石灰- 石膏法及应用
石灰石/石灰- 石膏法是工业化应用最早的SO2 脱除技术。该法利用石灰石或石灰的浆液作为脱硫剂,在吸收塔内以喷淋的形式与烟气中的SO2反应进行脱硫,反应产物为副产品石膏,经过脱硫的烟气除雾后排出烟囱,其典型的工艺流程见图1。最初因为运行过程生成的CaSO4 ·2H2O等溶解度很低而析出,易使设备结垢、堵塞,影响系统运行。后来通过给系统提供石膏晶种,控制系统浆液中石膏的过饱和度,使结垢、堵塞问题基本得到解决。部分工业化应用见情况表1。
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2 双碱法及应用
双碱法的操作过程分为吸收、再生和固体分离,最初由美国和日本针对石灰石/石灰—石膏法易结垢和堵塞而开发的,有钠钙双碱法、钙- 钙法、碱性硫酸铝- 石膏法、氨- 石膏法等。现以钠钙双碱法使用较多,即吸收塔内用钠碱(Na2CO3 /NaOH)吸收SO2 ,塔外用钙碱[Ca(OH)2]使NaOH再生循环使用, 所产生的副产品石膏纯度较高。该法适于处理SO2 浓度较高的烟气,脱硫率高,但耗电量大。我国广钢2 ×24m2 烧结机应用我国自主开发的双碱法,脱硫效率达84%以上,达到了环保要求。
3 氧化镁法及应用
氧化镁法以MgO为脱硫剂,把MgO原料制成Mg(OH) 2 浆液与烟气中的SO2 反应,主要生成Mg2SO3 等产物。如果把MgSO3 强制氧化生成MgSO4 ,分离干燥后的副产物为固体MgSO4。如果抑制其氧化,不使MgSO3 氧化生成MgSO4 ,最终产物为Mg2SO3 ,经分离、干燥、焙烧,最后还原成氧化镁和一定浓度的SO2 气体,还原后氧化镁返回系统重复利用,SO2 气体被用来制造硫酸。焙烧MgSO3 需要对温度进行控制,系统相当复杂,投资费用高。目前的氧化镁法脱硫多采用生成MgSO4 为最终产物的方式。
氧化镁法最早由美国Chemico2Basic公司开发。日本也对该法进行了研究,但因氧化镁需进口,所以限制了推广,只有新日铁八幡厂、住友金属小仓厂采用该方法。应用情况见表2。
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4 氨- 硫酸铵法及应用
氨- 硫酸铵法以NH3 为吸收剂,NH3 在吸收塔中与SO2 反应生成亚硫酸氢铵和亚硫酸铵。含亚硫酸氢铵的溶液进一步与氨反应生成亚硫酸铵,然后再对亚硫酸铵氧化、结晶,制取质量好而且稳定的硫酸铵。日本JFE京滨厂1#烧结机使用该法脱硫,处理能力为123万m3 /h,脱硫率大于99%。我国柳钢2 ×83m2 烧结机烟气脱硫应用国产化氨法脱硫技术,处理烟气量为65万m3 /h,脱硫率≥95% ,除尘率≥40% ,投资5 000多万元,年产硫酸铵创经济收益500多万元。
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