1 技術(shù)現(xiàn)狀分析
燒結(jié)煙氣脫硫的研究,按照嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),在上世紀(jì)70年代建設(shè)的大型燒結(jié)廠采用了燒結(jié)煙氣脫硫法,脫硫工藝多為濕式吸收法。80年代以后,主要采用鋼渣石膏法、氨硫銨法、活性焦吸附法、電子束照射法等。鋼渣石膏法是利用轉(zhuǎn)爐廢渣研磨制成的漿液為脫硫劑,產(chǎn)品為低濃度石膏。
該法脫硫效率高、投資省。利用了廢渣,但易結(jié)垢、產(chǎn)品不能利用。氨硫銨法脫硫工藝是利用焦化廠產(chǎn)生的氨氣,脫除燒結(jié)煙氣中的SO2。該法脫硫效率高,副產(chǎn)品可利用。但存在氨損副產(chǎn)物穩(wěn)定化、副產(chǎn)品品質(zhì)、副產(chǎn)品的市場化等問題。
活性焦吸附法煙氣脫硫在脫除SO2的同時,能不同程度脫除廢氣中的HCl、HF等有害氣體;裝置占地面積較小;副產(chǎn)品經(jīng)綜合加工后可利用。但存在運(yùn)行成本高、設(shè)備龐大且造價高、腐蝕問題突出、硫資源回收處理等外圍系統(tǒng)復(fù)雜、系統(tǒng)長期運(yùn)行穩(wěn)定性差等問題。
電子束法煙氣脫硫能同時脫硫脫硝,過程簡單,不產(chǎn)生廢水廢渣,副產(chǎn)品可用作化肥。但系統(tǒng)的安全性差,運(yùn)行成本高,電子加速器價格昂貴,脫硫產(chǎn)物難以有效捕集及利用,應(yīng)用范圍受到限制。
2 密相干塔煙氣脫硫技術(shù)
電子束法煙氣脫硫能同時脫硫脫硝,過程簡單,不產(chǎn)生廢水廢渣,副產(chǎn)品可用作化肥。但系統(tǒng)的安全性差,運(yùn)行成本高,電子加速器價格昂貴,脫硫產(chǎn)物難以有效捕集及利用,應(yīng)用范圍受到限制。
3. 密相干塔煙氣脫硫技術(shù)
3.1 工藝過程
該工藝的原理是利用干粉狀的鈣基脫硫劑,與密相干塔及布袋除塵器除下的大量循環(huán)灰一起進(jìn)入加濕器內(nèi)進(jìn)行增濕消化,使混合灰的水分含量保在3%到5%之間,加濕后的循環(huán)灰由塔上部進(jìn)料口進(jìn)入塔內(nèi),工藝流程如圖1所示。含水分的循環(huán)灰有極好的反應(yīng)活性和流動性,與由塔上部進(jìn)入的煙氣發(fā)生反應(yīng)。脫硫劑不斷循環(huán)利用,脫硫效率可達(dá)95%。最終脫硫副產(chǎn)物灰倉溢流出循環(huán)系統(tǒng),通過氣力輸送裝置送入廢料倉。
整個工藝流程主要包括:
1)SO2的吸收。預(yù)除塵后的煙氣由塔上部入口進(jìn)入,在塔內(nèi)與高活性的鈣基脫硫劑進(jìn)行SO2 吸收反應(yīng),反應(yīng)后的煙氣由塔下部煙道出口排出,經(jīng)除塵器除塵凈化后排入大氣。
2)脫硫劑的循環(huán)利用。塔內(nèi)落下的反應(yīng)產(chǎn)物、除塵器收集的顆粒物和新吸收劑一起通過輸送裝置輸送到塔上部的加濕器內(nèi),在加濕器內(nèi)加少量水增濕活化后再次進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng),實現(xiàn)脫硫劑的循環(huán)利用。
3)該過程發(fā)生的主要反應(yīng)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 工藝特點(diǎn)
1) 脫硫劑用量少而且利用率高,循環(huán)過程中的脫硫劑顆粒在攪拌器的破碎作用及煙氣強(qiáng)烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹著CaSO3(或CaSO4)外殼的未反應(yīng)的Ca(OH)2不斷裸露出來,使脫硫反應(yīng)不斷充分地進(jìn)行,脫硫率高達(dá)95%,同時可以去除SO3、HCl、HF等;
2) 耗水量低,脫硫劑通過加濕提高其活性所用的水非常少,通常循環(huán)脫硫劑的含水質(zhì)量比為3%～5%;
3) 塔內(nèi)的攪拌器強(qiáng)化了傳質(zhì)過程,延長了脫硫反應(yīng)的時間,系統(tǒng)的運(yùn)行效果
4) 系統(tǒng)對不同SO2 濃度的煙氣及負(fù)荷變化的適應(yīng)能力極強(qiáng),這是該技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn);
5) 脫硫劑在整個脫硫過程中處于干燥狀態(tài),操作溫度高于露點(diǎn),沒腐蝕或冷凝現(xiàn)象,無廢水產(chǎn)生;
6) 塔體用普通鋼材制作,無需合金、涂料和橡膠襯里等特殊防腐措施;
7) 煙氣無需再加熱即可排放。
3.3 系統(tǒng)的自動控制
整個工藝過程設(shè)兩個控制回路:通過調(diào)節(jié)加濕器內(nèi)加入水量來保證密相干塔中反應(yīng)的溫度及恒定的煙氣出口溫度;通過對進(jìn)出口煙氣流量和SO2濃度的連續(xù)監(jiān)測,調(diào)整吸收劑的加入量。