煙氣脫硫除塵器技術(shù)及工藝

　　1)濕法脫硫技術(shù)

　　濕法脫硫技術(shù)主要是石灰石一石膏濕法、氨——硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、鈉堿法等。濕法脫硫工藝主要有煙氣系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、洗滌吸收系統(tǒng)、脫硫副產(chǎn)物處置系統(tǒng)、事故漿液及排空系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)及自控系統(tǒng)、其他公輔系統(tǒng)等組成。

　　石灰石(石灰)——石膏濕法：脫硫劑為石灰石或石灰，也可用同類性質(zhì)的廢棄物如機(jī)修車間的電石渣和石車間的漿餅等。脫硫塔的類型有很多種，如噴淋塔、液柱塔、填料塔、鼓泡塔等。脫硫副產(chǎn)物為石膏，可用作水泥添加劑或建材。

　　氨——硫銨法：脫硫劑為氨水，或利用焦化廠回收的廢氨水。氨水對(duì)設(shè)備腐蝕性強(qiáng)，和氨水接觸設(shè)備要求質(zhì)量較高。脫硫副產(chǎn)物為硫銨。使用硫銨主要途徑是用作農(nóng)用化肥。采用氨硫銨法脫硫時(shí)會(huì)燒結(jié)機(jī)煙氣中含有的多種重金屬和二噁英類物質(zhì)進(jìn)入副產(chǎn)物硫銨。如果硫銨作為農(nóng)用肥，可能會(huì)造成水體和土壤的污染。因此選擇氨——硫銨法脫硫工藝時(shí)，對(duì)這些待   解決的問(wèn)題應(yīng)特別關(guān)注并禁止用于農(nóng)業(yè)。

　　氧化鎂法：脫硫劑為氫氧化鎂或氧化鎂，脫硫副產(chǎn)物有兩種：回收法裝置產(chǎn)出SO2制酸，加熱   氧化鎂循環(huán)使用，但回收法應(yīng)用實(shí)例比較少；拋棄法產(chǎn)出硫酸鎂廢水外排，目前拋棄法使用較多。

　　濕法脫硫的吸收塔型式有很多類型，目前應(yīng)用   廣泛、技術(shù)   成熟的是噴淋式空塔，其他吸收裝置有液柱塔、噴淋塔、鼓泡塔、篩板塔、文丘里反應(yīng)器、旋流板塔等。原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)引至脫硫塔進(jìn)行洗滌脫硫，處理后的凈煙氣經(jīng)主排氣管排到煙囪入口處。原有的主排風(fēng)管成為脫硫系統(tǒng)的煙氣旁路。濕法脫硫系統(tǒng)布置在燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)與煙囪之間，在   條件下主排氣系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，互不影響，在脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，燒結(jié)煙氣可直接通過(guò)煙囪排放。

　　濕法脫硫工藝具有的特點(diǎn)：脫硫，穩(wěn)定在90%以上，對(duì)于濃度為3000mg/m3的SO2也可控制在200mg/Nm3以下；脫硫劑來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，品質(zhì)要求不高，還可以采用一些鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的堿性廢物(如轉(zhuǎn)爐鋼渣)作為脫硫劑，可采用從焦化廠回收的焦化廢氨水作為脫硫劑，可以達(dá)到“以廢治廢”的目的；脫硫副產(chǎn)物易于處理加工和利用，脫硫石膏可作為建材替代部分   石膏；濕法技術(shù)比較成熟，適用性強(qiáng)，穩(wěn)定性高。

　　但是，濕法脫硫工藝存在許多不足，主要是：濕法脫硫工藝一次性投資大、運(yùn)行成本較高；一次性投資約20~30元/t燒結(jié)礦，脫硫運(yùn)行費(fèi)用約為5~15元/t燒結(jié)礦；占地面積較大；有廢水產(chǎn)生，還需處理；   解決磨損、堵塞、腐蝕、漏泄等問(wèn)題不易，特別是腐蝕和結(jié)垢堵塞問(wèn)題；脫硫副產(chǎn)物量大，利用不多。

　　燒結(jié)煙氣采用濕法脫硫工藝，無(wú)論是否有GGH(煙氣換熱器)，都有   對(duì)煙囪進(jìn)行，這需要正確選用質(zhì)量好的材料和   施工。在現(xiàn)有濕法燒結(jié)煙氣脫硫中，煙囪工作大都沒做，脫硫濕煙氣通過(guò)脫硫塔臨時(shí)煙囪排放。材料的選取既要考慮對(duì)煙囪內(nèi)溫度交變的適應(yīng)性，還要考慮耐溫、耐濕、使用壽命、價(jià)格及施工方便等因素。常用的材料有：套筒內(nèi)襯高鎳合金鋼材料、玻璃鱗片樹脂、硼硅酸泡沫玻璃磚、膠泥、聚脲材料。目前，從性價(jià)比角度進(jìn)行綜合考慮，大多企業(yè)采用硼硅酸泡沫玻璃磚。濕法脫硫工藝排煙溫度較低，一般為50~60℃，對(duì)煙氣抬升擴(kuò)散排放造成影響，會(huì)出現(xiàn)白煙和煙囪雨，廠區(qū)周邊經(jīng)常會(huì)下落白泥點(diǎn)。當(dāng)舊煙囪不能進(jìn)行時(shí)，應(yīng)另建濕煙囪。

　　2)干(半干)法脫硫工藝

　　干(半干)法包括活性炭法(AC)、循環(huán)流化床法(CFB)、密相干塔、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA)、新型一體化技術(shù)(NID)等多種工藝。煙氣系統(tǒng)、脫硫劑制備和投加系統(tǒng)、脫硫除塵系統(tǒng)、脫硫灰貯存及循環(huán)系統(tǒng)、電氣自控系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)及其他公共輔助系統(tǒng)等是干(半干)法脫硫工藝的組成部分。產(chǎn)生的脫硫副產(chǎn)物決定于使用什么脫硫劑，使用石灰脫硫時(shí)其主要成分是亞硫酸鈣、硫酸鈣、氟化鈣、氯化鈣、未   反應(yīng)物及飛灰等，呈干粉狀。鈣基脫硫副產(chǎn)物可用作免燒磚、水泥添加料、垃圾廠防滲、礦井回填材料、修路地基等。活性炭工藝的副產(chǎn)物為液態(tài)SO2或硫酸。

　　活性炭吸附法：以煤為原材料制成活性焦為脫硫劑，活性焦依靠其吸附和催化原理進(jìn)行吸附脫硫；活性焦具有光譜吸附特性，在脫硫的過(guò)程中不消耗水、不排放廢水廢渣，可去除二噁英類污染物。活性炭吸附SO2，對(duì)其加熱回收SO2氣體，同時(shí)回收活性炭，回收的SO2可生產(chǎn)液體SO2、硫磺、硫酸、化肥等產(chǎn)品，具有優(yōu)異的環(huán)保性能，補(bǔ)充我國(guó)硫資源不豐富的問(wèn)題。但是該工藝造價(jià)高且設(shè)備龐大，存在運(yùn)行成本高、腐蝕問(wèn)題突出、硫資源回收處理等問(wèn)題，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性差。

　　循環(huán)流化床(CFB)法：該工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，吸收劑經(jīng)加濕活化后噴入流化床，再通過(guò)多次再循環(huán)吸收劑，使脫硫劑與煙氣的接觸時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30分鐘，地提高了脫硫效率和脫硫劑的利用率。反應(yīng)過(guò)程為半干狀態(tài)，脫硫過(guò)程產(chǎn)生大量飛灰(含脫硫劑)，脫硫塔后端需加收塵設(shè)備進(jìn)行除塵，并回用脫硫劑。高溫?zé)煔庠诹骰矁?nèi)與脫硫劑漿液   很好的混合，二氧化硫被吸收后，反應(yīng)物主要轉(zhuǎn)變成為亞硫酸鹽和少量硫酸鹽，還有未   反應(yīng)的脫硫劑，反應(yīng)后的固體顆粒物從脫硫裝置中排走。高的顆粒循環(huán)倍率以及強(qiáng)烈的湍流狀態(tài)提供了連續(xù)的顆粒接觸動(dòng)力，固體顆粒之間的不停碰撞摩擦使得脫硫劑表面的反應(yīng)副產(chǎn)物不斷被磨損剝落，新的脫硫劑表面連續(xù)地暴露在二氧化硫氣體中，脫硫劑和二氧化硫充分接觸，了床內(nèi)的傳質(zhì)和傳熱，從而避免了孔堵塞造成的脫硫劑活性下降。

　　密相干塔法：該技術(shù)的主要原理為石灰、密相干塔反應(yīng)器下部及后部的布袋除塵器下收集的大量循環(huán)灰一起進(jìn)入加濕器內(nèi)進(jìn)行消化，使混合灰中的水分含量保持在3%左右，加濕后的大量循環(huán)灰通過(guò)密相干塔上部的布料器重新進(jìn)入脫硫塔內(nèi)，含水分的循環(huán)灰具有   的反應(yīng)活性，與塔上部進(jìn)入的二氧化硫煙氣發(fā)生反應(yīng)。塔中設(shè)有多個(gè)攪拌器，增強(qiáng)了攪拌、破碎作用(即流化、傳質(zhì))，將脫硫劑表面生成物打落，使脫硫劑和煙氣充分接觸。脫硫劑不斷循環(huán)利用，脫硫效率可達(dá)90%以上。   終的脫硫副產(chǎn)物通過(guò)灰倉(cāng)排出循環(huán)系統(tǒng)，由輸送裝置送入廢料倉(cāng)。

　　電子束照射法：煙氣經(jīng)電除塵后，用水噴霧進(jìn)行冷卻，到70℃左右時(shí)加入適量氨的煙氣經(jīng)過(guò)電子射線激發(fā)輻射，SO2和NOx被氧化，水合成為硫酸和硝酸，繼續(xù)和氨反應(yīng)，生成粉末狀的硫銨和硝銨(如果選用石灰作為吸收劑，則生成副產(chǎn)物為亞硫酸鈣和硫酸鈣)，通過(guò)其后的過(guò)濾裝置回收后可作為肥料，處理后的清潔煙氣經(jīng)煙囪排放。脫硫脫硝的反應(yīng)機(jī)理是由電子加速器形成大量   電子，在反應(yīng)器內(nèi)與燒結(jié)煙氣中的主要成分O2，H2O，N2等分子沖撞，生成氧化的OH、O、HO2等活性游離基。這些活性游離基能夠氧化煙氣中的SO2和NOx，從而生成硫酸和硝酸，   脫硫脫硝的目的。再與加入煙氣中的氨反應(yīng)，生成細(xì)顆粒狀的硫酸銨和硝酸銨。

　　旋轉(zhuǎn)噴霧干燥(SDA)：該工藝原理為利用噴霧干燥原理，將脫硫劑漿液以霧狀形式噴入吸收塔內(nèi)，脫硫劑漿滴與煙氣中二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中不斷吸收煙氣中的熱量并產(chǎn)生熱量使水分干燥蒸發(fā)。脫硫副產(chǎn)物內(nèi)部還有未   反應(yīng)的脫硫劑石灰，一般通過(guò)脫硫灰渣再循環(huán)，與新鮮的石灰漿液混合來(lái)提高吸收劑的利用率，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫工藝經(jīng)濟(jì)運(yùn)行脫硫效率可達(dá)到90%以上。脫硫副產(chǎn)物以干狀灰渣形式從反應(yīng)器底部排出，脫硫后的煙氣通常還使用除塵設(shè)備(布袋除塵器)進(jìn)行除塵后排放，脫硫副產(chǎn)物通常拋棄處理。

　　脫硫系統(tǒng)的設(shè)置目前主要采用兩種模式：   種為將脫硫裝置裝于燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)與煙囪之間，加設(shè)增壓風(fēng)機(jī)。原燒結(jié)主排風(fēng)管成了脫硫系統(tǒng)的旁路。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是燒結(jié)機(jī)頭排氣系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)之間可相對(duì)獨(dú)立，互不影響，這種模式可成為并聯(lián)布置，但是   加設(shè)增壓風(fēng)機(jī)。   種模式為將脫硫裝置裝在燒結(jié)機(jī)后除塵器之前，與燒結(jié)主排氣系統(tǒng)共用一個(gè)主抽風(fēng)機(jī)，脫硫系統(tǒng)加設(shè)旁路，這種方式簡(jiǎn)稱為串聯(lián)布置。這種方式的優(yōu)點(diǎn)為系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，一次性投資和運(yùn)行成本都有所降低，可是除塵器收集的含鐵粉塵不能夠回用，造成資源的浪費(fèi)。另外脫硫系統(tǒng)因耐壓值加大而要求廠家提高制造水平。并聯(lián)方式多用在現(xiàn)役燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的加裝改造，串聯(lián)布置方式對(duì)新建燒結(jié)企業(yè)適用。

　　干(半干)法脫硫技術(shù)特點(diǎn)：工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)及管理比較方便；一次性投資和運(yùn)行成本相對(duì)于濕法脫硫工藝可降低25%左右；占地面積少，總圖布置容易進(jìn)行，特別有利于現(xiàn)役燒結(jié)機(jī)的脫硫改造工程；脫硫系統(tǒng)可在高于酸露點(diǎn)溫度以上運(yùn)行，系統(tǒng)無(wú)須做或要求不高(活性炭吸附法除外)；無(wú)工藝廢水產(chǎn)生；幾乎能夠100%地脫除SO3、Cl和F等酸性物質(zhì)；若在脫硫后端添加活性炭還能脫除二噁英、Hg等污染物；脫硫副產(chǎn)物可用于免燒磚、水泥添加料、防滲材料、修路路基及礦井回填材料。

　　就干(半干)法脫硫工藝總體來(lái)說(shuō)，脫硫效率略低于濕法脫硫工藝，脫硫副產(chǎn)物利用途徑較少，使用價(jià)值不高，需進(jìn)一步   ，對(duì)脫硫副產(chǎn)物進(jìn)行綜合利用和資源化。河北科技大學(xué)對(duì)脫硫灰進(jìn)行改良配比后，生產(chǎn)生態(tài)建材，脫硫灰綜合利用取得了   進(jìn)展。此外，相對(duì)于濕法脫硫工藝，消耗脫硫劑相對(duì)要多，Ca/S還比較高，脫硫劑利用率較低。操作運(yùn)行的穩(wěn)定性(尤其是循環(huán)流化床)和適應(yīng)性需要加強(qiáng)和改良。干(半干)法脫硫工藝一次性投資約為15~23元/t燒結(jié)礦(活性炭吸附法除外)。運(yùn)行成本會(huì)因不同的脫硫工藝和不同的SO2濃度而不同，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本約為4~7元/t燒結(jié)礦，活性炭吸附法工藝運(yùn)行成本高出很多，約為15元/t燒結(jié)礦。