烧结机湿法脱硫的设计优化

【摘要】本文主要通过在烧结机湿法脱硫中的一些技术优化，探讨和分析湿法脱硫在烧结机应用。

【关键词】湿法脱硫；烧结机

1.项目概况

该钢厂360m2烧结机烟气脱硫工程采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，脱硫率不小于94％。脱硫系统建成后与机组一起运行，年运行小时数为8000小时，FGD装置与烧结机同步运行率大于98%。

工程计划于2011年6月开工建设，2012年3月完成72小时试运行。

1.1烟气脱硫装置（以下简称FGD）入口烟气参数

主抽风机额定风量18000m3/min（单台，烟气温度150℃)；主抽风机出口压力500Pa；年运行作业率≥90.41%。

2.烧结机脱硫应用情况简介

湿法烧结烟气脱硫技术目前工业化应用的主要有9种，除了石灰石-石膏法、气喷旋冲石灰石-石膏法、硫酸铵盐湿法、氨-硫铵法、MgO法、离子液循环法、双碱法-浓碱法、有机胺法、海水脱硫法。

钢铁行业烧结工艺的生产过程、燃烧方式、烟气产生方式与电厂及其他行业的煤粉锅炉不同，主要原因是我国钢铁行业烧结烟气成分复杂，波动性较大，具有以下特点：一是烟气量大，1吨烧结矿产生烟气4000立方米～6000立方米；二是二氧化硫浓度变化大，范围在400毫克/标准立方米到5000毫克/标准立方米之间；三是温度变化大，一般为80℃～180℃；四是流量变化大，变化幅度达到40%以上；五是水分含量大且不稳定，一般为10%～13%；六是含氧量高，一般为15%～18%；七是含有多种污染成分，除含有二氧化硫、粉尘外，还含有重金属、氮氧化物等。这些特点都在一定程度上增加了对钢铁烧结烟气二氧化硫治理的难度。

3.该项目湿法烧结机脱硫的技术优化和创新

3.1工艺方面

3.1.1烟气排放采用湿烟囱

项目初始阶段要求烧结机脱硫后烟气返回原有烧结烟囱。根据现场条件，脱硫后烟气返回烟囱距离较长，烟道及支架量较大，烟气经过净烟道返回烟囱排放阻力较大，加之湿法脱硫后烟气通过原烧结烟囱排放需对烟囱进行整体防腐，工作量较大，烟囱防腐期间需要烧结机停运，给整个项目建设造成较大的影响。

本着降低工程造价，脱硫系统运行经济的目标，经过对该项目的实际情况和脱硫前后污染物落地排放浓度的分析，确定采用湿烟囱排放的技术路线。

3.1.2皮带脱水机采用双气液分离器，取消废水旋流器系统

针对湿法脱硫的特点，脱硫系统必须外排一定的废水，在通常的湿法脱硫中设置有废水旋流器系统或迷宫沉淀器系统，针对废水旋流系统运行稳定性较差，废水旋流器溢流浓度较高，溢流浆液至废水处理系统的浆液含固量较高，对废水处理系统负荷冲击较大等问题。经过在技术上进行了充分的论证和皮带机厂家对设备进行了专门的改进，真空皮带机设置两台气液分离器，第一级气液分离器主要用于抽取石膏旋流器底流下料的石膏浆液中水分（抽取液的氯离子浓度较第二级气液分离器高，降低废水的排放量），第二级气液分离器用于抽取经过冲洗后的皮带脱水机上物料，两级皮带机气液分离器公用一台真空泵，不增加真空泵容量。第一级分离器抽取液经废水收集箱收集后自流进入废水预沉池，多余废水自流进入滤液坑，与第二级气液分离器抽取液一并通过泵送入吸收塔重复利用。该两级分离系统降低了去废水处理系统的废水量和废水的含固量，同时减少了废水旋流器系统，降低工程造价的同时提高了废水处理系统运行的稳定性，降低了废水系统运行时的药剂消耗，提高了整个废水处理系统的可靠性和经济性。

3.1.3湿烟囱内部设置螺旋板，适当提高烟囱的出口流速

由于本工程采用湿烟囱进行烟气排放，烟囱高度为80m，烟气的整体抬升高度较原有烟囱有一定降低，对污染物扩散等造成了一定的不利影响。在烟囱设计时进行了优化设计，在不增加烟气阻力的情况下提高烟气的抬升高度和减少烟气的携带水量。本项目在烟囱内设置有螺旋板，烟气自除雾器上方进入烟囱内筒，螺旋板使烟气在上升过程均匀地旋转，旋转烟气沿内壁向牛角锥尖方向流动，使烟气中的部分含水在撞击中被分离并收集回吸收塔内。同时螺旋线使烟气在烟囱内加速和扰动，提高出烟囱的流速，便于烟气的抬升，降低落地浓度。螺旋线也有利于提高钢制湿烟囱强度。

通过现场实际运行分析，该螺旋线使烟气的排水得到了一定的降低，在运行期间烟囱附近无石膏雨现象，达到原设计要求。

3.1.4取消废水处理污泥脱水机，采用石膏皮带机对污泥进行脱水

针对本工程的特点，经过对废水系统排放污泥的充分分析和计算，取消了污泥的离心脱水机，降低工程投资的同时，提高了废水处理系统部分的可靠性。浓缩池的污泥根据废水系统实时监控污泥的排放。本工程将污泥送入皮带机尾部段，该处石膏脱水已基本完成，真空度保持较好，浓度较低的污泥经过分配器分配至皮带机上石膏层上方，皮带机向后驱动时迅速对污泥进行脱水。已经基本脱水完成的石膏层能够有效隔离污泥中的粘液向下继续渗透，污泥在石膏上层脱水后与石膏混合后外运，从而杜绝了由于污泥转运照成的二次污染。