钢铁冶金半干法烧结烟气脱硫灰改性及应用研究
半干法脱硫技术的应用与分析

半干法脱硫技术的应用与分析发表时间:2020-11-05T09:29:12.737Z 来源:《科学与技术》2020年第19期作者:王清[导读] 半干法脱硫技术整体技术结构相对简单,脱硫效率较高,在实际生产中,王清,榆林经济开发区汇通热电有限公司719000陕西省榆林市摘要:半干法脱硫技术整体技术结构相对简单,脱硫效率较高,在实际生产中,还需要对其脱硫技术实施进行分类调试与运行,把握其工艺控制要点。
本文中探讨了半干法脱硫技术的基本理论,并加以工程案例分析。
关键词:半干法脱硫;工艺控制;工程实践应用一般来说,烧结过程中所产生的二氧化硫会占到钢铁企业生产排放总量的70%以上,其生产中所排放的废气含氧量波动范围较大,且污染成分十分复杂,除二氧化硫、粉尘以外,其中还包含了重金属、二噁英、氮氧化物等等。
这些污染物的特点就是烧结烟气脱硫严重,无法使用传统燃煤电气锅炉站的烟气脱硫技术,所以需要采用到半干法脱硫技术[1]。
一、半干法脱硫工艺的基本理论概述在半干法脱硫工艺应用过程中,分析思考其集成的布袋除尘器与反应物循环系统,有效脱除其中的二氧化硫、二噁英等等物质,思考活性炭吸附烟气过程中二噁英有害成分,其最终反应物应该为干性烧结粉尘混合物,它需要采用布袋除尘器进行分离,如图1[2]。
图1半干法烟气脱硫工艺示意图如图1,半干法烟气脱硫工艺过程中会涉及诸多化学反应程序内容,其中就包括了变速曳流式反应塔、脱硫布袋除尘器、排灰再循环系统以及喷水系统。
首先是变速曳流式反应塔,它是半干法烟气脱硫工艺中的主要部件,其中有90%以上的烟气在二氧化硫吸收反应中被吸入,在塔内被有效处理,它对于烟气波动较大问题处理到位,可确保脱硫效率与排放浓度达标[3]。
其次是脱硫布袋除尘器,在工艺配套下对进口粉尘浓度进行调整,一般控制在1000g/Nm3以上,排放浓度则控制在10mg/Nm3以下,其布袋除尘器的机构设计与滤袋选材都非常重要,其中更融合了进风导尘、脉冲喷吹等多项专利技术内容。
干法半干法脱硫灰的特性与综合利用研究

第21卷第5期电站系统工程V ol.21 No.5 2005年9月Power System Engineering Sep., 2005 文章编号:1005-006X(2005)05-0027-03干法半干法脱硫灰的特性与综合利用研究山东大学王文龙崔琳马春元董勇徐夕仁摘要:干法半干法脱硫灰由于成分复杂和高硫高钙的特点,给其综合利用造成了很多困难。
提出了用脱硫灰生产硫铝酸盐水泥的全新利用方式,它能完全利用脱硫灰中的游离CaO、CaCO3、Ca(OH)2和含硫矿物CaSO3与CaSO4,使其转化为水泥熟料矿物,如硫铝酸钙等,还能完全利用脱硫灰中的未燃尽碳,因而能达到物尽其用,是一种全新高效的利用方式。
关键词:脱硫灰;综合利用;硫铝酸盐水泥中图分类号:X705 文献标识码:AStudy on Properties and Comprehensive Utilization of Dry and Semi-Dry Desulfurization ResiduesWANG Wen-long, CUI Lin, MA Chun-yuan, et al.Abstract: Because of the complex compositions with high contents of sulfur and calcium, the dry and semi-dry desulfurization residues are all along hard to be utilized. A completely new utilization method for the desulfurization residues is put forward to produce sulfoaluminate cement. In this way, the disadvantage minerals in the desulfurization residues, such as free CaO, CaCO3, Ca(OH)2 as well as sulfur-containing minerals like CaSO3 and CaSO4, can all be completely utilized and transformed into minerals of sulfoaluminate cement clinker, such as calcium sulfoaluminate. In addition, the unburned carbon in the ashes can also be made good use of. Therefore, this new utilization method, which can exert maximum value of the defulforization residues, is a high efficiency way.Key words: FGD residues; comprehensive utilization; sulfoaluminate cement干法、半干法烟气脱硫工艺具有脱硫产物为干粉状和耗水率低的优点,很好地克服了湿法脱硫工艺的一些问题和不足,而且投资低、占地少,与机组配合特性良好,尤为适合我国的国情。
烧结烟气脱硫脱硝技术的研究与应用

烧结烟气脱硫脱硝技术的研究与应用摘要:本文是在国家对钢铁企业环保治理要求越来越高的背景下来着重分析对比各种烧结烟气脱硫脱硝方法的优缺点,最后确定采用氨法脱硫+SCR脱硝技术路线。
在具体研究中先是介绍了目前脱硫方法的优点与不足,从而明确了技术路线的方向,之后是从广西钢铁烧结厂实际情况出发设计了先氨法-后SCR联合脱硫脱硝工艺,通过采用这一工艺进一步提升了脱硫脱硝效率,降低污染物排放量。
最后在此基础上还设计三级水洗净化烟气,降低颗粒物的排放,进一步减少了烧结烟气对大气的污染。
关键词:烧结烟气;氨法脱硫;SCR脱硝1、引言钢铁企业生产过程中会产生大量大气污染物,NOX 和SO2就是其中最主要的气态污染物,这些污染主要来自烧结工序。
目前“国家对烧结烟气排放指标的要求日益严格,已由单一污染物控制转变为多污染物协同控制”[1]。
从目前的国内普遍情况来看,钢铁企业对于烧结工序中大气污染采用的脱硫脱硝及消白方法,能耗高而且占地面积大。
长此以往难免会给企业带来巨大财务压力。
鉴于此,本文认为为了能够适应日益复杂的形势要求就必须要创新脱硫脱硝与消白工艺,要实现治理技术的积极创新从而降低企业污染治理成本,进而提升其竞争力。
2、脱硫脱硝技术的研究与应用为了选择出合理的方法首先要对目前较为常见的方法展开对比分析,通过对比分析来明确各方法的优缺点。
2.1当前最为常见的脱硫方法为干法、半干法和湿法这三种方式。
干法烟气脱硫的优点点表现在使用设备简单、占地面积小而且操作起来非常方便,其缺点表现为反应速度慢且脱硫率较低。
半干法脱硫是处于干法与湿法之间的另一种脱硫方法,不管是脱硫的效率还是脱硫剂吸收率都在两者之间,这种方法的优势是不仅投资少而且运行费用比较低,它的缺点是脱硫效率比湿法脱硫要低一点。
湿法烟气脱硫“是通过液相氧化-还原吸收来达到脱硫的目的”[2],湿法脱硫技术成熟且脱硫率高,它在脱硫技术中占据了主导地位。
氨法脱硫属于一种湿法脱硫,其优势表现为适用范围广,脱硫效率较高,生产运行安全。
烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术

烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术摘要:钢铁行业是我国重要的基础行业,但焦化、烧结等工序会产生大量烟气。
随着环保要求的提高,为满足超低排放标准,国内多家钢铁厂先后进行烟气脱硫脱硝环保技术改造,采用干法/半干法脱硫,用粉状或粒状的CaCO3、Ca(OH)2或CaO等钙基吸收剂来脱除烟气中的SO2。
该方法具有脱硫效率高、设备简单、运行费用低、无废水排放、占地面积小等优点,其脱硫副产物一般俗称脱硫灰。
钢铁厂的脱硫灰年产生量大,某些大型钢铁厂每年脱硫灰产生量可达数十万吨。
一方面,脱硫灰堆放场所占地面积大,多临时堆放场所未采取防扬散、防流失、防渗漏或者其他防止污染环境的措施,存在较大的环境风险;另一方面,企业脱硫灰处置成本为80~100元/t,处置成本高且终端处置企业不稳定,长此以往,势必会影响脱硫装置的运行,甚至会影响企业的绿色发展。
因此,寻求高效合理的资源化利用途径是目前亟待解决的问题。
基于此,本篇文章对烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术进行研究,以供参考。
关键词:烟气选择性催化还原脱硝;半干法脱硫;除尘一体化技术引言20世纪70年代初,国外首创将循环流化床技术应用于工业烟气脱硫,循环流化床半干法脱硫是目前世界上干法脱硫应用最广的技术,目前半干法脱硫在国内已经广泛应用,具有单塔处理能力大,脱硫综合效益优异的特点。
干法系统在保证二氧化硫超低排放的同时,还可以高效协同脱除三氧化硫、汞等重金属,实现三氧化硫、汞的超低排放达标;同时半干法没有废水排放,不存在腐蚀问题,可以利用废水且节水效果明显;半干法配套的布袋除尘器还可以高效脱除超细微颗粒,实现烟尘的超低排放。
半干法脱硫实际运行中多为手动调节,这就要求工程设计人员和现场运行人员熟悉半干法脱硫系统变负荷下的运行特性以及各系统性能原理,否则会导致运行失稳,脱硫效果差,严重时可能造成非事故停机,这将极大地影响热电厂的经济效益。
基于此,本文探究烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术应用分析。
半干法脱硫灰资源化利用研究现状

半干法脱硫灰资源化利用研究现状摘要:通过对脱硫灰的产生工艺进行介绍,分析脱硫灰利用的难点及现状,根据脱硫灰利用的难点提出生产中如何避免这种现象的产生。
关键词:脱硫灰;资源化利用;脱硫技术;1 引言近年来,随着我国对环境污染的重视,燃煤污染的治理力度逐年加大,硫氧化物等污染物排放的法律法规日益严谨,电厂、钢厂等煤炭消费企业都相继装备了脱硫系统。
半干法脱硫系统生成的废灰渣较之普通工业废灰,外观、组分、性质都产生较大变化。
使之在资源化应用中具有不稳定性,当前多以堆放和抛弃处置为主,造成环境污染。
2 烟气脱硫技术烟气脱硫技术是通过吸附或者与脱硫剂反应等方式将烧结烟气中的SO2脱除,避免其扩散至大气中的工艺。
依据其脱硫方式以及反应产物的形貌,一般可分为:湿法、半干法、干法三大类。
2.1 湿法烟气脱硫工艺湿法烟气脱硫工艺是采用石灰石粉(电石渣)制成浆液作为脱硫剂,与经降温后进入吸收塔的烟气接触混合,烟气中的SO2与浆液中的CaCO3或Ca(OH)2以及加入的氧化空气进行化学反应,生成二水石膏的脱硫方式。
2.2 干法烟气脱硫工艺干法烟气脱硫工艺采取将粉状吸收剂喷入炉膛、省煤器以及烟道中,以充分与烟气中的SO2反应,生成脱硫灰。
2.3 半干法烟气脱硫工艺该工艺是将石灰浆液雾化后喷射到烟道中(高钙粉剂与水溶液分别喷入),浆液进入后会吸收烟气中SO2,同时由于烟气的显热会获得干粉状的脱硫灰。
目前,主流半干法烟气脱硫技术包括喷雾干燥法脱硫工艺、CFB-FGD 工艺以及烧结机烟气净化技术等。
3 脱硫灰应用难点首先,化学成分含量不稳定。
受燃煤、预除尘效率、电石渣下料、脱硫效率及运行工况等影响,脱硫灰成分复杂,除了CaSO3(30%-45%)、CaSO4(5%-10%)、CaO(10%-15%)、Ca(OH)2(10%-20%)、SiO2(5%-15%)等无机物外,还混有未完全燃烧的煤粉和少量氯化物等。
其次,CaO和CaSO3结构不稳定。
半干半湿法烟气脱硫灰综合利用研究

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半 干 半 湿 法 烟 气脱 硫 灰 综 合 利用 研 究
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中 国环 境科学研 究院
摘 要
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通 过 对 半干 半湿 法 烟气 脱硫灰和锅 炉飞 灰 物理 性质和 化学成 分 的比 较
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原料 配 比 和 产 品 特性
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水泥 混 合 材 分
科技成果——钢铁行业烧结、球团烟气半干法脱硫集成技术

科技成果——钢铁行业烧结、球团烟气半干法脱硫集成技术适用范围大气污染防治成果简介本项目成果属于大气污染防治工程科学技术领域,针对钢铁行业烧结、球团工序特点,研发了半干法钢铁烧结/球团烟气治理集成技术。
在满足国标、地标与特别排放限值的前提下,大幅降低能耗,提高系统稳定性,进一步实现了脱硫与除尘协同净化的技术集成、减排与节能的功能耦合。
半干法钢铁烧结/球团烟气治理集成技术包括脱硫剂与烟气同向的密相干塔烧结烟气脱硫技术、适用于烧结/球团工艺的烟气脱硫除尘一体化技术(第二代密相干塔技术)、脱硫剂与烟气逆向的内外双循环流化床技术和脱硫剂与烟气顺逆结合的SDA旋转喷雾干燥脱硫技术。
技术特点1、适用烧结/球团烟气特性,突破干法脱硫效率偏低的瓶颈,优于目前环保排放标准,可进一步提升潜力;2、新建项目脱硫风机与生产风机合并,较常规配套增压风机的工艺节能40%,率先实现无旁路设置;3、专有设备保障工艺稳定运行,环保设施与生产设施100%同步运行;4、操作简便易于维护,相同排放指标条件下,投资与运行成本较低;5、无湿法烟气拖尾现象,无废水等二次污染物产生,有利于副产物资源化;6、拓展潜力大,系统温降小,易于与脱硝工艺模块组合,在原工艺基础上实现多污染物协同去除。
自2003年开始,团队在吸收国外电力脱硫的经验基础上,开发研制了密相干塔烟气脱硫技术,并完成国内首套通过环保验收的烧结烟气脱硫装置;2007年,开发了用于烧结烟气脱硫的循环流化床半干法脱硫工艺,实现成套化设备示范应用;2009年,SDA旋转喷雾干燥脱硫工艺投入使用,实现了烧结烟气中二氧化硫、二噁英、重金属及氟化氢等多种污染物的一体化脱除。
效益分析本技术适用于我国大多数钢铁企业的球团烟气的处理,具有占地面积小,脱硫除尘效率高、运行费用低和抗冲击负荷能力强等优点,满足我国球团烟气脱硫除尘的技术要求。
结合我国“十二五”规划对钢铁行业SO2减排的要求,该技术具有较大的市场发展空间和较广阔的应用前景,为钢铁企业的可持续发展提供强劲的动力。
半干法烧结烟气脱硫产物综合利用研究进展

半干法烧结烟气脱硫产物综合利用研究进展摘要结烟气是钢铁行业的主要污染物,成为钢铁企业SO2减排的重点,减排形势日趋严重,而随之产生的大量脱硫灰的综合利用成为急需解决的问题。
介绍了烧结烟气脱硫灰的产生、特性以及污染现状,总结了当前国内外对脱硫灰综合利用的现状和利用过程中存在的问题,并提出了烧结烟气脱硫灰用作新型胶凝材料或者复合微粉的新途径,从而使之变废为宝,最后分析烧结烟气脱硫产物综合利用存在的问题及其相应的建议。
关键词:烧结烟气;半干法;脱硫灰;综合利用作为国家和地方政府的重点环保任务,钢铁企业配套建设烧结烟气脱硫项目已势在必行。
由于半干法脱硫工艺具有投资低、占地小、耗水少、对设备腐蚀小、副产物为干态、无废水产生、工艺简单等优点,能很好地克服湿法脱硫工艺的一些问题和不足,半干法脱硫工艺已逐渐成为烧结烟气脱硫的主导方向。
随着半干法烟气脱硫项目的上马,同时也会带来脱硫灰的利用问题,当然脱硫灰的综合利用成为当前关注的热点。
为了寻找适合脱硫灰特点的高效便捷的利用形式,分析了烧结烟气脱硫灰的产生、污染和利用现状,并提出了将脱硫灰进行改性处理后用于制备复合胶凝材料的新思路,将有望解决脱硫灰大量堆存带来的问题。
1 半干法脱硫工艺半干法烟气脱硫技术是使喷入的石灰浆液与烟气中的SO2反应,生成亚硫酸钙等,并利用烟气显热使最终产物为干粉状。
半干法烟气脱硫技术有很多种,目前比较成熟的有喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化法、NID 和CFB[1]。
1.1 喷雾干燥法喷雾干燥法烟气脱硫是20世纪70年代中后期发展起来的,是美国JOY 公司和丹麦Niro Atomizer 公司联合研制出的新工艺[2]。
自1978年北美安装了第一套工业装置以来,已有12个国家采用。
该脱硫工艺与传统湿法工艺相比,具有系统简单、操作简便、投资少、运行维护方便、运行费用低、干燥后的废渣易于处理、不产生腐蚀等特点;但需要庞大的制浆系统和良好的雾化喷淋系统且对脱硫剂的要求较高。
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钢铁冶金半干法烧结烟气脱硫灰改性及应用研究
在钢铁行业烧结烟气二氧化硫已成为最主要的污染物,减少废气
排放技术已成为钢铁企业、环保企业的重点研究课题,由此产生的烧
结烟气脱硫灰的综合利用已经成为需要解决的另一个问题。
目前,大多数钢铁企业都采用半干脱硫技术进行烟气脱硫处理。
半干烟气脱硫工艺所产生的脱硫灰分的组成较为复杂,不稳定,难以再使用。
脱硫灰积累不仅占用了大量的土地资源,还花费了大量的资金,而且硫化物矿床对环境造成了严重的污染。
因此,在我国资源节约型社会中,半干烟气脱硫烟灰综合治理,探索使用方法,也成为建设绿色环保的关键。
分析了烟气半干脱硫系统脱硫系统的问题,通过控制石灰的消化,提高了石灰的消化通过对喷淋系统、床层厚度和压差的合理控制,确定了烧结烟气半干脱硫的关键工艺数字,实现脱硫系统的稳定运行,85%以上的脱硫效率,同步速率100%,排放指标远低于国家标准。
1 运行中存在的问题和控制难点
在系统的早期,塔的壁、导流板的块、流化床等,现场的实际情况不符合要求,出口所以2波动大,脱硫效率不能稳定控制。
具体问题总结如下:设计烟气温度高,生产难于满足设计要求。
烟的入口温
度脱硫系统设计要求:150℃,130℃最低。
但是在实际生产中,天钢烧结烟气温度偶尔出现在110 ~ 130℃
之间,不能满足设计要求,生产、尤其是在冬天已经恢复生产停机检修时间后,烧结系统烟气温度的上升,可以减少脱硫效率和排放的浓度。
塔的墙似乎是厚的现象,大的脱落容易引起塌陷的床事故率高流化床作业条件严格,不小心偶然会引起塌陷的床事故。
流化床气流减慢,或引起大量脱硫,导致床塌。
空气流速控制速度过快,大量吸收空气进入除尘器,不可能达到高脱硫率,并对下游除尘系统进行了大量负荷。
布袋的数量很大,很难进行维护。
360m2烧结烟气脱硫系统有10304袋,265米2烧结烟气脱硫有9 024袋,每袋必须完好无损,
能满足粉尘排放的要求。
一旦几个或几十个袋被损坏,烟道气体和混合烟气脱硫剂就会用布袋排放,粉尘排放数据,近一万袋一个被检查,或者整个组织的变化不是现实。
2 先进脱硫技术的发展
脱硫技术,根据其工艺可分为湿脱硫技术、半干烟气脱硫技术、干烟气脱硫技术、不同脱硫技术、使用不同脱硫方法等。
例如,脱硫的湿法主要是钠和双减法。
半干烟气脱硫技术主要采用循环流化床法、SDA方法等。
干烟气脱硫技术主要包括活性炭吸附法和电子束射流法。
这些技术可以过滤有害物质,如工业生产中的二氧化硫。
2.1 脱硫灰的理化特征性
烧结烟气脱硫灰是一种工业生产烧结烟气的烟囱和工业脱硫剂,
在一定反应后尘埃物质的分离,的循环流化床半干法烧结烟气脱硫灰
是一种很薄的深红色粉末,烧结烟气脱硫灰颗粒细,比电厂脱硫灰颗
粒大大限制建筑材料的数量,主要是因为硫脱硫灰的含量较高,在烧
结过程中,容易使脱硫灰巨大损失的现象。
2.2 脱硫灰综合利用技术的发展
在脱硫过程中,由于硫酸钙含量高,很难使用。
而电厂脱硫灰和三氧化氯含量较高,这两种材料的存在,使电厂的脱硫灰产生水泥熟料。
但由于我国目前对新技术的使用还不够成熟,目前在研究中,因此对烧结式烟气脱硫烟灰的炼钢厂也不是特别高。
因此,烧结烟气在钢铁厂的发展和利用是非常重要的。
目前,我国脱硫的综合利用研究主要集中在以下几种类型。
可用于制备水泥缓凝剂。
随着经济发展的加快,建设项目的发展速度加快,但由于材料技术和建筑行业发展速度不一致,材料技术制约了建筑行业的发展。
特别是水泥材料技术,以及二水合硫酸钙的脱硫灰可以与钙铝酸钙水泥熟料反应,生产难溶解钙铝酸钙的水合作用,从而延缓水泥的凝结速率。
此外,脱硫灰也有巨大的经济效益,因为材料特殊渣、钢渣,灰尘,如果添加煅烧改性等材料烧结烟气脱硫灰和水泥熟料,可以让渣胶结
材料的抗压强度相对理想,以及维护矿渣胶凝材料在很长一段时间,
有很高的经济效益。
脱硫灰可以作为路基材料,在经济发展的推动下,交通建设的发展越来越快,公路工程施工材料也越来越多。
但是,在公路建设和运行的过程中,由于公路施工材料质量的缺陷和在公路强度上投入使用并不特别高,不利于公路的可持续利用。
脱硫灰可以用作路基材料,
可以增强路面的强度。
脱硫的过程主要是通过预水合的方法,可以充分利用。
公路建设脱硫烟灰在推广中有一定的作用,流化床脱硫灰对土壤改良具有显著影响,流化床脱硫灰主要是在酸性土壤上的改善,对农业种植和发展具有非常好的促进作用。
2.3 有关脱硫灰的氧化研究
由于脱硫灰中含有硫酸钙、硫酸钙和氧化钙成分,但由于硫酸钙的含量高于脱硫石膏,因此,在使用脱硫灰时,其使用效率受到限制。
为了让脱硫灰技术可以被人们广泛使用,在我国一些学者针对脱硫灰用于建材行业的环境下湿法烟气脱硫催化氧化亚硫酸钙,通过研究取得了重要成果。
目前脱硫灰的应用技术,就其本身而言,发展和只使用的一小部分,和一个大的一部分未能开发利用,因此,作为一种新型的固体废物材料,如果合理的研究和开发,可以在人们的生产和生活都充分利用,可以达到回收的目的。
结束语
随着社会经济和技术的不断发展,工业生产在促进经济发展的同时,也产生了许多有害的化学物质,不仅污染了大气环境,而且对人们的健康产生了极大的危害。
如今,在人们认为废弃烟气脱硫灰之前,人们的环境保护意识,在人们的生产和生活中,为发展带来了新的空间。
烟气脱硫副产品的合成应用可以减少大气污染,改善土壤种植条件,成为未来真正的工业原料。