132m_2烧结机烟气脱硫改造

艺从脱硫除尘效果来看，不需预除尘，脱硫过程不影 响除尘。由于吸收塔的旋风分离器会分离一部分飞 灰，使进入除尘器的粉尘总量降低，因而提高了除尘 效率。
烧结机有关工艺参数和烟气脱硫目标如下： 烧结机/m2： 132 烟气流量/m3/h： 720 000 初始 SO2 浓度/㎎／Nm3： 1 200～1 400 初始含尘浓度/㎎／Nm3：200 初始烟气温度/℃： 75～120 排放 SO2 浓度/㎎／Nm3： ﹤200 烟气湿度/%： 2-4 排放含尘浓度/㎎／Nm3： 50 排放烟气温度/℃： ﹥70 设计除尘效率/%： 99.9 设计脱硫效率/%： 94 2.2 脱硫剂、副产品及质量指标 2.2.1 脱硫剂 本项目烧结机烟气脱硫采用生石灰（CaO）作为脱 硫剂。其质量要求如下： CaO≥85%； 粒径＜6 mm； SiO2、AL2O3、Fe2O3 等杂物＜3%； 反应活性（温升）＞40 ℃； 活性度≥350 ml；
（收稿 2009－9－27 责编 崔建华）
作者简介
参考文献 [1] 李久立,李凯苓，李旦，等.机械制造技术基础 [M].济南：济南出
李庆丰，1993 年毕业于天津大学机电分校模具设计与制造专 业，工程师，现从事技术管理工作。
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※生产工艺研究※
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脱硫剂采用专用石灰罐车运输，气力输送卸料。 2.2.2 脱硫灰
每台旋风分离器下方配一台物料循环给料机，用 来存储和供给循环物料，其底部安装的螺旋计量给料 机可以根据固粒再循环要求，精确控制加入反应塔的 循环量。另一台螺旋送料机则排除多余物料，为后置 除尘器起到了预除尘的作用。 2.4.6 布袋除尘器系统
高压脉冲布袋除尘器具有一般脉冲喷嘴袋除尘 器的结构。一般采用下进风、上排风圆形袋外滤式。根 据现场实际及工艺的需要也可以采用上进风、中部和 底部进风等多种进风方式。
2.4.1 烟道系统
净化烟道系统包括从烧结机出口经 GSCA 反应
塔和旋风分离器出口至布袋除尘器，烟气从除尘器排 出经增压风机排入烟囱，同时从增压风机出口引出循 环烟道构成烟道系统。所有烟道均为钢制，带有外部 加强筋，在适当位置设膨胀节。设有脱硫烟道入口烟 气挡板、增压风机出口烟道挡板、再循环烟道调节挡 板及附属执行机构，密封风机和相关附属设备、热工 仪表等。烟道外壁涂有防锈漆，并加保温。保温层外装 0.50 mm 厚护板。 2.4.2 脱硫剂储存和供给系统
反应塔的流化状态和浆液液膜的形成以及烟气 快速降温都有利于吸收反应的进行，特别是吸收剂的 循环使用，最大程度地利用了吸收剂，提高脱硫效率。 （3） 在更接近绝热饱和温度下运行
如上所述，GSCA 排灰含水量小于 1%，这使得除 尘系统可以在更接近烟气绝热饱和温度的条件下操 作，以达到更高的脱硫效率，而且可以避免固体颗粒 在系统内部堆积、结垢等问题。 （4） 脱硫剂高浓度循环使用，反应塔脱硫效率高
目前国内的烧结烟气脱硫工艺分为湿法和半干 法两种，其中湿法被公认为效率最高的脱硫工艺，但 在生产运行中暴露出很多问题，如投资、占地和耗水 量大，废水二次污染，设备及管路的腐蚀和堵塞。针对 湿法脱硫存在的问题，大连绿诺环境科技有限公司研 发 了 半 干 法 脱 硫 工 艺 ， 具 有 代 表 性 的 ， 如 ：GSCA、 RCFB、SDA、CFB—FGD 和 NID 等。通过对这些方案 的比较，我们选择采用技术成熟可靠的气固悬浮吸收 （GSCA —Gas-Solid Circulating Absorption） 半干法工 艺。该工艺具有脱硫除尘效率高、吸收剂利用率高、耗 水量小、节电、副产品易于处理、占地小、造价低、运行 操作简单、对烟气负荷变化的适应性好、烯烃运行可 靠和无结垢堵塞等优点。与流化床反应塔相比，该工
由于反应塔内高浓度固体颗粒处于流化状态，促 使其能高效传递，因此反应充分，脱硫彻底。 （5） 高效去除酸性气体
由于 GSCA 可以在较低的温度下运行，使得系统 可以取得较高的酸性气体去除率，脱硫达 96%和脱 HCl98%以上。脱硫效率易于控制，可以通过控制出口 气体温度或吸收剂供给速率来实现。 2.5.2 精确控制固粒循环量
反应器，通过旋风分离器使脱硫产物与残留脱硫剂、
飞灰分离，残留脱硫剂和飞灰分离循环进入反应器，
提高脱硫剂的利用率。
2.3.4 副产物去向
反应器内生成的副产物随烟气一起进入旋风分
离器，被分离器捕集后，一部分进行循环再利用，一部
分与后续布袋除尘器收集的脱硫灰一并排至灰仓，送
到料场循环利用。
2.4 新增系统以及相关设备、设施
去处理
图 1 气固再循环烟气脱硫系统
2.3.1 烧结烟气脱硫的主要化学反应
2.3.2
CaO+ H2O→Ca(OH) Nhomakorabea Ca(OH)2+ SO2→CaSO3+ H2O Ca(OH)2+2HCI→CaCl2+2H2O
CaSO3+1/2O2→CaSO4 烟气流程
主抽风机出口烟气被引入反应器底部，在此与
水、脱硫剂和具有反应活性的循环灰相混合，脱去
脱硫工程采用的布袋除尘器有如下特点： （1） 采用气流分布均匀的进气和箱体结构。对于大 气量多箱体结构，采用空气动力模式确定布气设计； （2） 采用高压（0.7 MPa）脉冲，改善喷吹效果，延长 滤袋寿命； （3） 全气密封的结构设计和制作，消除漏风； （4） 脉冲喷吹控制灵活、可靠，可以离线或在线喷 吹，保证在各种工况下的喷吹效果； （5） 排灰和灰斗设计能有效防止金结和堵灰。 2.4.7 增压风机及烟气循环系统
在每套布袋除尘器之后装一台增压风机，克服净 化系统阻力。在增压风机出口烟道上引出烟气循环烟 道，返回 GSCA 反应塔。在烧结机低、变负荷运行时， 从增压风机出口引出净化后的烟气进入 GSCA 反应 塔与待净化烟气混合，使反应塔保持最佳气流量。 2.4.8 仪控系统
采用 PLC 系统控制气固循环一体化烟气脱硫净 化系统相关设备的启动、停运、参数调节和自动控制 以及安全保护，主要信号保持和烧结机总控制室的通 讯接口。 2.5 工作原理及特点 2.5.1 固粒流化态的反应塔
关键词 烧结机 烟气 脱硫 半干法 改造
1 前言 天铁集团烧结厂 132 m2 烧结机自 1989 年投产
以来，烧结过程中产生大量粉尘和 SO2 等有害物质， 对环境造成严重污染。为减少烧结生产过程中 SO2、烟 尘等有害物质的排放，满足环保要求，烧结厂在 132 m2 烧结机机头电除尘器工序后增加了气固再循环烟 气脱硫系统和布袋除尘器系统。增加的系统能够对烧 结机机头的烟气实施脱硫作用，除去机头烟气中的烟 尘和灰粒，净化后使通过烟囱排入大气的烟气符合国 家排放标准。 2 脱硫工艺 2.1 脱硫工艺选择
SO2，然后通过烟道引入后续除尘器，除去烟尘和灰 粒。净化后的烟气通过烟囱排入大气。
2.3.3 脱硫剂流程
脱硫剂通过输送系统进入反应器。在反应器中，
由于床料的存在使脱硫剂以较大的表面积散布，并与
含 SO2 的烟气充分接触，脱去烟气中的 SO2。在烟气作 用下，脱硫产物同残留脱硫剂和飞灰固体物一起贯穿
与其它循环流化床类脱硫反应塔不同，GSCA 反
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应塔采用装于文氏管内的三流体喷枪，将脱硫剂浆 液、水和压缩空气在喷嘴处混合喷入高速热气流中。 这样可使脱硫剂、水与烟气可在极短时间内充分混 合。脱硫剂均匀分布在浆液雾化后的细液滴中，有效 增大接触面积，易于充分吸收烟气中的酸性成分，提 高反应速度。由于浆液自气流中心区扩散，最大程度 地避免了粘壁积垢现象。采用定压变流量供喷枪浆液 和水，可以在保证压力稳定和雾化质量的前提下，精 确控制喷嘴浆液量和喷水量。 2.5.4 采用净化烟气再循环
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2009 年第 6 期
喷枪位于文氏管喉部。熟化石灰浆液、压缩空气 和水一起进入喷枪混合喷出。浆液被压缩空气雾化， 在喉部高速气流作用下进一步粉碎、雾化，与烟气充 分混合。喷枪采用专门设计的拆装机构，可以在运行 中方便地拆、装、检修和更换。 2.4.4 旋风分离器
每一台吸收反应塔配置两台旋风分离器。旋风分 离器为直立圆形容器，底部为圆锥形，入口段贴有可 更换耐磨衬里，顶部为放射状出口。气体从切向进入， 旋风离心力作用下将烟气中的固体颗粒分离。 2.4.5 物料循环给料机
脱硫灰（副产品）包括：布袋除尘产生的灰、脱硫 塔下部落灰以及回料机的溢灰等三部分。脱硫副产品
来源于进入脱硫系统的烟气带入的飞灰、未反应的脱 硫剂以及随脱硫剂带入的杂质。 2.3 工艺流程
烧结烟气脱硫工艺流程简图如图 1。
反应器 生石灰 水
旋风分离器
浆液罐 水 压缩空气
烟气
喷嘴
除尘器
引风机 烟囱
再循环
GSCA 脱硫反应塔内的平均气速为传统的喷雾干 燥法反应塔的 5～10 倍，固粒处于流化状态。同时靠旋 风分离器及特有的回料机实现固粒再循环，使塔内气 流的固粒浓度提高数十倍至百倍，因而反应塔内的传 热、传质和化学反应强度大大提高。 （1） 反应塔内蒸发冷却充分
脱硫剂浆液雾化后在上行烟气中被加热、蒸发、 干燥，同时降低了烟气的温度，有助于酸性气体的吸 收。在文氏管的强紊流作用下，浆液滴与固粒碰撞，使 得颗粒表面形成薄液膜，这一过程又促进了快速蒸 发。比传统的喷雾干燥吸收法的滞留时间（8～12 s）缩 短 6 s，确保副产品含水量小于 1%，为实现干燥排放 创造了条件。 （2） 反应条件好，吸收剂利用率高
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132 m2 烧结机烟气脱硫改造
孙锡荣 （天津天铁冶金集团有限公司烧结厂 ，河北省涉县 056404）
［ 摘要］ 针对烧结过程中产生大量粉尘和 SO2 等有害物质，对环境造成严重污染的现状，进行了烧结机烟气脱硫技术改 造。结合 132 m2 烧结机烟气脱硫工程，分析了烧结机机头烟气的特性，采用了气固悬浮吸收半干法脱硫工艺进行烟气脱硫，使 改造后烟气中硫含量从 1200～1400mg/Nm3 已经降到 200mg/Nm3 以下，减少了污染，效果良好。