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火电厂脱硫单耗计算（火电厂脱硫单耗计算方法）

发布时间：2023-03-13 09:59:47 稿源：创意岭阅读： 119 问大家

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于火电厂脱硫单耗计算的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

1、哪些措施可以降低脱硫浆液温度
2、请教火电厂干法，半干法，湿法脱硫的问题
3、请教火电厂干法，半干法，湿法脱硫的问题
4、脱硫的工艺简介

火电厂脱硫单耗计算（火电厂脱硫单耗计算方法）

一、哪些措施可以降低脱硫浆液温度

第十届全燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技术十五烟气脱硫脱氮技术创新与发展交漉－351? 脱硫吸收塔浆液循环泵汽蚀周立（许继联华际环境工程限责任公司北京 100085）摘要循环泵汽蚀湿脱硫工艺经现并没引起重视本文汽蚀原理析循环泵汽蚀极容易发指避免汽蚀现象发些措施石灰石石膏烟气脱硫工艺循环泵工作效率关系吸收塔内浆液喷淋效影响脱硫效率耗电量通循环泵腐蚀磨蚀比较注意循环泵汽蚀现象容易发现没引起足够重视我脱硫作业发现循环泵叶轮叶片现些坑坑点点损坏现象循环泵电流降脱硫效率降低经仔细析认汽蚀作用比较同存腐蚀、磨蚀现象加重循环泵叶轮叶片损坏我必须循环泵汽蚀作认真研究避免或者减轻汽蚀现象发、汽蚀机理汽蚀现象水泵内液体流通水汽化汽泡汽泡再凝结水程水泵流通金属表面破坏种现象称汽蚀或空蚀标准气压水加热100℃沸腾产量气泡容器内压力于标准气压降低定温度水沸腾例水温50℃水面压降12．3 kPa水始汽化沸腾水面压力升于12．3 kPa水停止汽化沸腾所水汽温度定通变化压力互相转化循环泵运转程泵各处流速压力变化巨叶轮进浆处压力低浆液温度50℃浆液压力于或等于12．3 kPa浆液汽化形许细汽泡些汽泡附着叶轮叶片泵壳内壁同溶解浆液SO：、0：、CI等腐蚀性气体压力降低逸些气体腐蚀性极强由于吸收塔内浆液加入量氧化空气所吸收塔内充满量空气汽泡石膏石灰石浆液混合液体进入循环泵前已经充满气体更加利于汽化现象发浆液SO：、0：、CI气体总压力（气体汽体）等于101．33 kPa溶解于lOOg水气体质量：S02：6．47 种强腐蚀性气体循环泵叶轮边缘泵体内压力低高切换点浆液瞬间形许蒸汽气体混合气泡气泡随水流达压力较高区域汽泡急剧凝结消失同汽泡周围浆液高速度填充汽泡空间汽泡产消失间极短估计段间叶轮叶片进口处浆液相速度30m／ S叶轮叶片汽蚀破坏部位与叶片进口边距离3cm汽泡产消失间约0．001S 汽泡短暂间内消失产强水锤压强局部压强达200MPa高瞬冲击压强作用叶轮叶片足使表面微观裂缝处产破坏作用同汽泡SO：、 0：、CI等腐蚀性气体借助汽泡凝结及气体压强产热量加快叶轮叶片表面化腐蚀破坏作用所叶轮叶片表面首先现坑坑点点点蚀损坏现象g；02：0．0031 g；CI：0．459 g浆液s02、cI气体含量于02含量 ?352? 十五烟气脱硫脱氮技术创新与发展交流（2007）二、循环泵产汽蚀现象 2．1循环泵流部件产破坏作用汽蚀破坏严重叶轮及叶轮叶片部件叶轮口环间隙处产汽蚀破坏现象 2．2产噪声振汽蚀发汽泡破灭产各种频率噪声炒豆燥裂声同机组振现象 2．3循环泵效率降循环泵汽蚀严重由于浆液量汽泡实际改变浆液密度叶片表面充满汽泡造脱流造泵实际扬送充满汽体浆液单纯浆液使循环泵功率、扬程效率均迅速降图所示：三、汽蚀界限Pn 3．1、泵汽蚀余量NPSH 泵汽蚀余量Ahr由泵本身特性决定表示泵本身抗汽蚀性能参数与泵本身设计、制造泵使用转速关泵汽蚀余量Ahr越低说明泵抗汽蚀性能越反泵抗汽蚀性能越差 3．2、装置汽蚀余量NPSH：图1Q 装置汽蚀余量由外界吸入装置特性决定汽蚀特性曲线影响表示装置汽蚀性能参数（例吸收塔浆液循环泵吸装置装置汽蚀余量由塔内液面高度及管道系统阻力所决定）装置汽蚀余量越高泵越容易汽蚀反泵越容易汽蚀 3．3、泵产汽蚀界限：泵产汽蚀界限泵汽蚀余量NPSH等于装置汽蚀余量NPSH装置汽蚀余量低等于泵汽蚀余量NPSH泵经始汽蚀换言泵汽蚀余量高等于装置汽蚀余量泵已始汽蚀四、装置汽蚀余量计算使循环泵发汽蚀装置汽蚀余量（NPSH）必须于泵汽蚀余量（NPSH）安全应增加1m安全余量即：NPSH≥NPSH＋1 m 装置汽蚀余量指泵入口处单位重量液体所具高于汽化压力能能量影响循环泵装置汽蚀余量条件：吸收塔内浆液高度与循环泵入口高度差泵lZl管道直径、度、形式、阀门入口管道内壁光洁度绝标高浆液温度及浆液汽体含量汽泡等泵汽蚀余量循环泵结构设计参数所决定由泵厂商泵试验确定装置汽蚀余量计算式： NPSH＝（H砒m—H）／10pp＋Hs 式：H——泵安装点环境压力kPa； H——浆液汽化压力kPa；第十届全燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技术十五烟气脱硫脱氮技术创新与发展交流 ‘353? Hs——泵入口总水m； pp——浆液密度t／m3 泵入口总水计算式：H＝Zl～Hnl—Hii z——循环泵实际提升高度（吸收塔内浆液面与循环泵线差）m； H．——循环泵进口管段沿程水损失m； Hii——循环泵进口管段局部水损失m；Hnl＝f×L／D×V2／29 F——泵进口管内壁摩擦系数； L——泵进口管量度lIl； D——泵进口管内径in； V——泵进口管浆液流速m／s； g——重力加速度g＝9．81m／s2；Hii＝H＾HB—Hc—HD HA——泵进口管滤网水损失in； H——泵进口管蝶阀水损失m； H——泵进I＝I管收缩段水损失m； H——泵进I＝I管与吸收塔接型式水损失m；五、泵汽蚀余量计算泵汽蚀余量计算式：NPSH＝V02／29＋hW02／29 由泵汽蚀余量计算公式看减少泵汽蚀余量提高泵汽蚀性能应该采取措施：降低泵转速采用低转速泵入值采用求导式取值点加叶轮进口直径符合KO值4．5—5．5间高汽蚀余量泵增加叶片进口宽度减VoWo 增加盖板进口部曲率半径采用两段圆弧设计减低Vo值叶片数量少排挤系数叶片进口冲角保证效率情况采用冲角叶片进口采用自流线角度流体阻力加平衡孔设计进口压力平衡减泄流量采用能耐酸腐蚀、耐磨蚀、强度高、韧性金属材料际内通用材料：A49（双相耐磨白口铁）或1．4517、1．4460、1．4539、1．4529等双相钢采用衬胶式均表现比较良耐腐蚀、耐磨损性能六、循环泵汽蚀实例计算某600MW机组脱硫吸收塔循环泵浆液输送量9800m3／h吸收塔浆液面与泵进121差9．6m进口管直径1．2m进121管几何度6．26m石膏浆液比重1．15 t／m3循环泵必需汽蚀余量NPSH＝8．7 m m 根据标高Hatm90 kPaHvap13 kPaPP1．15 t／m3经计算Hs＝9．7 十五烟气脱硫脱氮技术创新与发展交流（2007） NPSH＝（Hatm—Hvap）／10pp＋Hs＝（90—13）／10×1．15＋9．7＝15．7 由于NPSH＋1＝8．7＋1＝9．7m m 该泵装置汽蚀余量于泵汽蚀余量加l米数值满足汽蚀余量要求发汽蚀现象七、循环泵避免汽蚀现象措施改进循环泵内部结构参数循环泵进口管道适加粗减少弯曲变径改进管道与吸收塔接口形式减少循环泵进口管道度调试及产降低吸收塔低液位使用频率保持液位操作保持较高装置汽蚀余量与泵汽蚀余量差值吸收塔内氧化空气管口尽量设计较高位置减少浆液空气含量石灰石进入制浆前设筛或者滤装置提高石灰石纯度减少石灰石SiO：及异物避免进入吸收塔内造循环泵叶轮叶片损坏石膏排放泵口设滤器往塔内输净化石膏浆液减少SiO：及异物浆液循环减少泵损坏脱硫装置始运行严格检查烟道及浆液系统杂质异物使用质量良浆液喷减少破损喷泵损伤八、结论湿脱硫工程循环泵极容易形汽蚀循环浆液充满量氧化空气、浆液温度较高关同浆液量腐蚀性气体加剧循环泵叶轮叶片破坏循环泵外部配置设计应充注意改善各种装置外部条件避免汽蚀发泵产厂商要求浆液泵研制产采取专门防范措施避免汽蚀、腐蚀、磨蚀泵损伤参考文献《选矿设计手册》冶金工业版社《水泵原理、运行维护与泵站管理》化工业版社《锅炉设计手册》机械工业版社《化析手册》化工业版社脱硫吸收塔浆液循环泵汽蚀作者：作者单位：周立许继联华际环境工程限责任公司,北京,100085 相似文献(10条) 1.议论文王乃华.鲁毅石灰石/石膏湿烟气脱硫金属浆液循环泵产化研究及实践 2006 本文介绍襄樊五二五泵业限公司功发烟气脱硫金属浆液循环泵关情况.包括:泵水力模型、结构、机械密封、材料研究,经工业性考核鉴定该泵已达际先进水平,完全实现我火电机组湿脱硫装置各种金属浆液循环泵产化. 2.议论文孙克勤.徐海涛.徐延忠利用自主工艺包实施WFGD核设备产化 2004 本文石灰石-石膏湿烟气脱硫关键设备吸收塔浆液输送及配系统——浆液循环泵及FRP喷林管道进行产化研究及工程实施程进行介绍试验数据表明,由江苏苏源环保工程股份限公司与连云港复连众复合材料集团公司联合发FRP喷淋管道及与石家庄泵业集团限公司联合发流量浆液循环泵完全满足600MW等级火电厂湿烟气脱硫工程需要,部指标已达或接近世界先进水平,两项设备已功应用于太仓港环保发电限公司二期烟气脱硫工程,其功发推我烟气脱硫技术及装备产化产深远意义 3.议论文龙辉.钟明慧影响600MW机组湿烟气脱硫厂用电率主要素析 2005 针影响600MW机组湿式石灰石—石膏脱硫岛厂用电率主要素,煤收基硫高低、烟气量、采用同脱硫设备等脱硫厂用电率影响进行详细析,结论应根据工程具体煤种情况核算硫系统主要6kV设备(增压风机、浆液循环泵、磨粉机、真空泵、氧化风机等)轴功率,初步设计(预设计)阶段能现厂用电率计算,完湿式石灰石—石膏脱硫岛硫部厂用变容量选择. 4.议论文王乃华石灰石(石灰)/石膏湿烟气脱硫装置用泵及其产化 2003 实现石灰石(石灰)/石膏湿烟气脱硫装置用泵产化,满足市场用泵需求,襄樊五二五泵业限公司根据输送浆液腐蚀磨蚀特性,引进技术基础进行量研发工作,并取良应用业绩,实现烟气脱硫装置吸收塔循环泵、各种渣浆泵、轴液泵及搅拌机等种设备产化. 5.议论文朱晨曦.吴志宏烟气脱硫浆液循环泵产化研究 2006 本文介绍湿烟气脱硫装置(WFGD)脱硫浆液循环泵产化研究程转化产品并应用于实际工位达设计参数要求同填补内湿脱硫型石膏浆液循环泵(合金泵)空白突破与掌握脱硫型浆液循环泵创新技术关键技术 6.议论文黄河 FGD浆液循环泵叶轮叶片断裂原析及防范措施 2008 针石灰石-石膏湿脱硫系统浆液循环泵保证寿命期内叶轮叶片断裂现象探讨其断裂素结合断金相组织析、断面能谱扫描电镜析结提该位置断裂原及防范措施 7.期刊论文赵芳.黄魁烟气湿脱硫优化运行讨论 -科技信息2009,""(34) 析烟气湿脱硫系统运行特性发,提合理控制吸收塔内浆液pH值、石膏浆液密度石灰石粉颗粒度,优化浆液循环泵运行,加强烟气、废水系统管理等控制策略.结合脱硫单耗调控、能耗排序优化、入炉煤合理掺混,并结合系统设备改造与完善,终达优化运行目. 8.期刊论文周祖飞.ZHOU Zu-fei 燃煤电厂烟气脱硫系统运行优化 -浙江电力2008,27(5) 介绍燃煤电厂石灰石-石膏湿脱硫系统运行优化研究,主要内容吸收塔浆液pH值控制核脱硫化反应工艺细调,增压风机 GGH等设备及系统运行式调整优化,及循环泵节能组合投运等提高脱硫运行经济性措施. 9.议论文龙辉.于永志影响600MW机组湿烟气脱硫装置厂用电率主要素析 2006 针影响600MW机组湿式石灰石-石膏脱硫岛厂用电率主要素,煤收基硫高低、烟气量、采用同脱硫设备等脱硫厂用电率影响进行详细析,内现设计600MW机组采用湿烟气脱硫工艺,设计煤种高热值,低硫(硫低于0.7％),并且脱硫烟气系统设GGH或设GGH ,脱硫厂用电率1.0％～1.1％;采用低热值,高水设计煤种,脱硫厂用电率1.7％.采用高硫(硫高于4％)、等热值煤种,脱硫厂用电率高达1.98％.应根据工程具体煤种情况核算脱硫系统主要设备(增压风机、浆液循环泵、磨粉机、真空泵、氧化风机等主要设备)轴功率,初步设计阶段核算脱硫部厂用电率,完湿式石灰石-石膏脱硫岛脱硫部厂用变容量选择. 10.位论文杜谦并流序降膜组脱除烟气SO程研究 2004 前湿烟气脱硫技术占主导位喷雾型石灰石—石膏烟气脱硫.喷雾型吸收塔具许优点,存些问题.喷雾要求,循环泵能耗较、喷嘴要求高;雾滴气体包夹,脱水除雾困难,塔内难实现高气速,且烟气带水尾部设备腐蚀较严重等.随着脱硫程深入解 ,吸收塔内化程能控制,结垢问题基本解决.本文针喷雾型吸收塔存问题及塔内结垢问题解决基础,提新型并流序降膜式湿烟气脱硫工艺,旨利用降膜反应器系列优点,塔内降膜能提供充效气液接触反应面,种高效气液反应器;塔内气、液膜互贯通,防止脱硫烟气携带雾滴,省却除雾器,简化系统设备,同减轻尾部设备腐蚀;塔内能实现高气速,缩塔体;塔内气相压降 ,降膜通布液器采用溢流式形,且实现低液气比,系统能耗低等特点,降低脱硫装置投资及运行本;同本文旨利用并流序降膜塔内气、液接触表面积相已知,种良研究脱硫程机理反应器特点,湿式石灰石-石膏脱硫程进行比较准确研究,便更深入解湿脱硫程,合理设计运行脱硫设备提供理论依据.本文新型并流序降膜式湿烟气脱硫程进数值模拟,并模拟结与试验结进行比较析.结表明,模型能较准确并流降膜式湿烟气脱硫程进行模拟,能较准确系统脱硫率、浆液剩余石灰石含量及各离浓度进行预测.

二、请教火电厂干法，半干法，湿法脱硫的问题

半干法兼有湿法和

干法脱硫

的一些特点，指

脱硫剂

在干燥状态下脱硫，在湿状态下再生（如水洗

活性碳

再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的

烟气脱硫

技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有

湿法脱硫

反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水

废酸

排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。

现在国际上使用的脱硫工艺有很多，如：石灰石-石膏

湿法脱硫

、

循环流化床

干法脱硫

、半干法、海水法、氨法（NH3）、双碱法、

氢氧化镁

（MG（OH）2）法、

氢氧化钠

法、（

威尔曼

—洛德法）等

三、请教火电厂干法，半干法，湿法脱硫的问题

目前，全世界投入实用且成熟的烟气脱硫（FGD）技术不下几十种，主要分为湿法、干法、半干法等几大类，其中湿式钙法（石灰石－石膏法）是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的85%，应用的单机容量已超过1000MW。其脱硫副产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法，这主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以及是否有足够的堆放场地等因素。湿式工艺的缺点是腐蚀比较严重、设备投资较大、运行费用较高、占地面积较大，宜用于大中型机组或含硫量高的小型机组；干法、半干法的优点是投资和占地较省，但效率一般低于湿法，对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合。

目前，拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应原理基本类似，主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同，例如填料塔、喷淋空塔、鼓泡塔、液柱塔等。填料塔由于结垢堵塞问题，已较少使用。各种类型的吸收塔各有特点，均有成功的业绩，其中喷淋空塔采用雾化喷嘴，烟气与吸收剂雾滴接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵塞之忧，故使用最为广泛。

崇信发电有限公司采用的脱硫技术，是由武汉凯迪公司采用美国Babcock& Wilcox公司的工艺流程进行设计。采用石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺。脱硫剂为石灰石粉(CaCO3)与水配制的悬浮浆液,石灰石由于其良好的化学活性及低廉的价格因而而成为目前世界上湿法脱硫广泛采用的脱硫剂制备原料。在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石反应后生成亚硫酸钙,并就地强制氧化为石膏，石膏经二级脱水处理可作为副产品外售。

吸收塔采用单回路喷淋塔设计，并将设置有5根喷枪式氧化空气管的浆液池直接布置在吸收塔下部,塔内吸收段设置三层标准喷淋层，每台吸收塔共配3台浆液循环泵。塔上部设置二级除雾器。塔内烟气入口上方设有托盘，保证入塔烟气均匀分布，提高吸收效率。该工艺技术经广泛应用证明是十分成熟可靠的。

本装置采用一炉一塔配置，校核煤种 BMCR工况下全烟气保证脱硫效率为95％。

原烟气从进入烟囱的水平主烟道引出，经增压风机升压进入吸收塔经托盘均布，与来自上部三层喷淋层的浆液逆流接触，进行脱硫吸收反应，脱硫后的净烟气经吸收塔顶部两级除雾器初去携带的液滴通过烟囱排放至大气。

脱硫剂石灰石通过湿式球磨机后制成～30%（wt）浓度的石灰石浆液，通过石灰石浆液供给泵连续补入吸收塔内。

脱硫副产品石膏通过吸收塔排出泵，从吸收塔浆液池抽出，输送至石膏旋流器(一级脱水系统) ，经石膏旋流器脱水后的底流石膏浆液其含水率为50%左右，再送至皮带脱水机(二级脱水系统)进一步脱水。脱水后石膏含水量不大于10％。在二级脱水系统中对石膏滤饼进行冲洗，以使石膏中的Cl－含量小于0.01%，从而保证成品石膏的品质。

1.1 脱硫岛的基本概念

1.1.1 脱硫岛的构成及主要设备

石灰石－石膏湿法脱硫系统是一个完整的工艺系统，主要分成以下几个分系统：烟气系统、SO2吸收系统、氧化空气系统、石灰石浆液制备与供应系统、石膏脱水系统、工艺水和冷却水系统、浆液排放系统、压缩空气系统等。

脱硫岛的主要设备有增压风机、挡板门、吸收塔、浆液循环泵、氧化风机、除雾器、旋流器、真空皮带脱水机、湿式球磨机等。脱硫岛同时配置有电气、热控设备及DCS、消防及火灾报警等辅助系统。

除以上系统之外，石灰石－石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统，对于这些电厂常规系统，不在本教材叙述范围之内。

1.1.2 脱硫岛的原料和产品

电厂烟气脱硫是指：将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫（SO2）的烟气,通过合理的工艺流程和可靠的设备,进行净化处理，除去其中绝大部分SO2,然后再排入大气环境中。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺（湿法工艺）是指：利用石灰石（CaCO3）细粒和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂，与烟气中的SO2反应，降低烟气中SO2的含量，以减少其污染性，同时产生可以综合利用的石膏。

湿法工艺采用的原料为石灰石。先将石灰石和水按照一定的比例混合，用湿式球磨机直接磨成吸收浆液；在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2溶于水，与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔内与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴，净烟气排入烟囱。

湿法工艺的产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。

四、脱硫的工艺简介

钢铁厂烧结烟气脱硫技术

随着近两年钢铁行业和火电厂的大规模建设, 对环保提出了新的挑战。钢铁行业是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。钢铁生产在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物。1996年钢铁工业二氧化硫(SO2) 排放量为97.8万t,占全国工业SO2排放量的7. 5%,仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位。烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%～60%,控制烧结机生产过程O2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点。随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展, 单机废气量和SO2排放量随之增大,控制烧结机烟气SO2污染势在必行。国外已投巨资对此进行治理,甚至关闭了烧结厂。目前我国在烧结烟气SO2脱除方面基本上还处于空白,仅有几个小型烧结厂上了脱硫设施,而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂。因此,对烧结烟气进行脱除处理是满足今后日益严格的环保要求的唯一选择。目前的关键是借鉴国外的先进经验,开发应用适合我国烧结特点的先进脱硫工艺。

1. 烧结烟气SO2主要控制技术

目前,对烧结烟气SO2排放控制的方法有:

1)低硫原料配入法; 2)高烟囱稀释排放; 3)烟气脱硫法。

1. 1 低硫原料配入法

烧结烟气中的SO2的来源主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有机硫、FeS2或FeS)与氧反应产生的,一般认为S 生成SO2的比率可以达到85%～95%. 因此,在确定烧结原料方案时,适当地选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制,是一种简单易行有效的措施。

该法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加。就目前原料短缺的现状来看, 此法难以全面推广应用。

1. 2 高烟囱稀释排放

烧结烟气中SO2的质量浓度一般在1000～3000 mg/m3且烟气量大,若回收在经济上投资较大,故大多数国家仍以高烟囱排放为主,如美国烟囱最高达360m.

我国包钢烧结厂目前采用低含硫原料、燃料,烧结烟气经200m高烟囱排放,SO2最大落地质量浓度在0. 017mg/m3以下。宝钢的烧结厂采用200 m高烟囱稀释排放。这种方法简单易行,又比较经济。从长远来看,高烟囱排放仅是一个过渡。但在当时条件下,采用高烟囱稀释排放作为控制SO2 污染的手段是正确的。

1. 3 烟气脱硫法

低硫原料配入法和高烟囱排放简单易行,又较经济。但我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制,因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行。

烟气脱硫是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法。目前世界上研发的烟气脱硫技术有200多种,进入大规模商业应用的只有10余种,我国也先后引进了不同的脱硫装置主要用于火电厂,而国内用于烧结烟气脱硫的技术进展较慢。国内仅有几个小烧结上了脱硫设施。如广钢2台24平烧结机采用双碱法工艺,临汾钢厂利用烧结烟气处理焦化废水等,因脱硫设施或多或少存在一些问题,所以运行也不正常。

2. 烧结烟气的特点

烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。它与其他环境含尘气体有着明显的区别,其主要特点是:

1) 烟气量大,每生产1t烧结矿大约产生4000～6000m3烟气。

2) 烟气温度较高,随工艺操作状况的变化,烟气温度一般在150 ℃上下。

3) 烟气挟带粉尘多。

4) 含湿量大。为了提高烧结混合料的透气性, 混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以含尘烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在 10 %左右。

5) 含有腐蚀性气体。高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均将产生一定量的SOx,NOx,它们遇水后将形成酸,对金属结构会造成腐蚀。

6) 含SO2浓度较低,根据原料和燃料差异而变化,一般在1000～3000 mg/m3 .

3. 烧结烟气脱硫技术

3. 1 技术现状分析

烧结烟气脱硫的研究,日本居于世界领先地位, 按照严格的环境保护标准,在上世纪70年代建设的大型烧结厂采用了烧结烟气脱硫法,脱硫工艺多为湿式吸收法。80年代以后,主要采用钢渣石膏法、氨硫铵法、活性焦吸附法、电子束照射法等。

钢渣石膏法是利用转炉废渣研磨制成的浆液为脱硫剂,产品为低浓度石膏。该法脱硫效率高、投资省。利用了废渣,但易结垢、产品不能利用。

氨硫铵法脱硫工艺是利用焦化厂产生的氨气, 脱除烧结烟气中的SO2 . 该法脱硫效率高,副产品可利用。但存在氨损、副产物稳定化、副产品品质、副产品的市场化等问题。

活性焦吸附法烟气脱硫在脱除SO2的同时,能不同程度脱除废气中的HCl 、HF等有害气体;装置占地面积较小;副产品经综合加工后可利用。但存在运行成本高、设备庞大且造价高、腐蚀问题突出、硫资源回收处理等外围系统复杂、系统长期运行稳定性差等问题。

电子束法烟气脱硫能同时脱硫脱硝,过程简单, 不产生废水废渣,副产品可用作化肥。但系统的安全性差,运行成本高,电子加速器价格昂贵,脱硫产物难以有效捕集及利用,应用范围受到限制。

3. 2 密相干塔烟气脱硫技术

密相干塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国国情开发的一种先进的半干法烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等优点。在欧洲,已有20多家相当规模的电站锅炉、工业锅炉和工业炉窑工业化应用了该技术。

3. 2. 1工艺过程

该工艺的原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与密相干塔及布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之间,加湿后的循环灰由塔上部进料口进入塔内,工艺流程如图1所示。含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,与由塔上部进入的烟气发生反应。脱硫剂不断循环利用,脱硫效率可达95%。最终脱硫副产物由灰仓溢流出循环系统,通过气力输送装置送入废料仓。

整个工艺流程主要包括:

1) SO2的吸收。预除尘后的烟气由塔上部入口进入,在塔内与高活性的钙基脱硫剂进行SO2 吸收反应,反应后的烟气由塔下部烟道出口排出,经除尘器除尘净化后排入大气。

2) 脱硫剂的循环利用。塔内落下的反应产物、除尘器收集的颗粒物和新吸收剂一起通过输送装置输送到塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水增湿活化后再次进入塔内进行脱硫反应,实现脱硫剂的循环利用。

3) 该过程发生的主要反应式如(1)～(7) 。

CaO + H2O —>Ca (OH) 2 , (1) Ca (OH) 2 + SO2 + 1/ 2H2O—>CaSO3 •1/2H2O + H2O , (2) Ca (O H) 2 + SO3 + H2O—>CaSO4 •2H2O , (3) CaSO3 •1/2H2O + 1/ 2O2 + 3/ 2H2O —>CaSO4 •2H2O , (4) Ca (O H) 2 + CO2 CaCO3 + H2O , (5) Ca (OH) 2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O , (6) Ca (O H) 2 + 2HF CaF2 + 2H2O. (7)

3. 2. 2 工艺特点

1) 脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中的脱硫剂颗粒在搅拌器的破碎作用及烟气强烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹着CaSO3(或CaSO4)外壳的未反应的Ca(OH)2不断裸露出来,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达95%,同时可以去除SO3、HCl、HF等;

2) 耗水量低,脱硫剂通过加湿提高其活性所用的水非常少,通常循环脱硫剂的含水质量比为3%～5%;

3) 塔内的搅拌器强化了传质过程,延长了脱硫反应的时间,保证了系统的运行效果;

4) 系统对不同SO2 浓度的烟气及负荷变化的适应能力极强,这是该技术的显著优点;

5) 脱硫剂在整个脱硫过程中处于干燥状态,操作温度高于露点,没腐蚀或冷凝现象,无废水产生;

6) 塔体用普通钢材制作,无需合金、涂料和橡胶衬里等特殊防腐措施;

7) 烟气无需再加热即可排放。

3. 2. 3 系统的自动控制

整个工艺过程设两个控制回路:通过调节加湿器内加入水量来保证密相干塔中反应的温度及恒定的烟气出口温度;通过对进出口烟气流量和SO2 浓度的连续监测,调整吸收剂的加入量。

4.　建议

目前,烟气脱硫的工艺很多,对于烧结烟气的脱硫处理,要针对烟气特点并结合现场的情况,做出合理的选择。