双碱法在烧结机烟气脱硫中的应用

唐碧军TANG Bi-jun

（新兴铸管股份有限公司，武安056300）

1 双碱法工艺原理

碱液法技术是为了克服石灰石-石膏法容易结垢的缺点而发展起来的。

碱液法烟气脱硫工艺的脱硫反应过程主要有：

在吸收塔内吸收SO2反应：

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2

混合池中的再生反应：

CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca（OH）2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3

Ca（OH）2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+1.5H2O

再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂可以循环使用，由于存在氧气，还会发生以下反应：

Na2SO3+1/2O2→Na2SO4

Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2O

CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O

2 双碱法脱硫工艺应用

2.1 工程简述 某公司烧结分厂90m2烧结机烟气脱硫工程采用双碱法脱硫工艺，建设规模按满足该烧结机产生烟气全量处理要求，烟气处理量为27×104Nm3/h，脱硫效率大于90%设计，项目于2010年4月动工，2010年10月投入使用，目前运行稳定。

双碱法工艺楼模块主要包括4个部分：①吸收剂制备与补充：生石灰加入再生池，而介质在碱液缓冲池加入；②混合池浆液还原钠基碱：消石灰在再生池中将脱硫后的吸收液再生成钠基碱；③脱硫副产物脱水系统：再生池沉积的脱硫副产物进入脱水装置脱水；④脱硫剂和脱硫副产物的储存系统。

2.2 工艺流程 双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠或者纯碱等溶液作为介质，将配制好的氢氧化钠或者纯碱溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生混合池还原成氢氧化钠或者纯碱溶液再打回脱硫塔内循环使用。烟气由脱硫塔下部进入塔内，与塔上部喷淋的脱硫剂接触反应，在塔内经多层喷嘴喷淋碰撞，使脱硫剂与烟气中的SO2加速反应，实现对SO2脱除。

净化后的烟气，从脱硫塔的上部烟囱出口排出。底部溶液经循环泵再次泵入脱硫塔喷淋装置继续参加反应，而部分反应后的脱硫溶液排入混合仓再生，至此形成完整的系统循环。工艺流程如图1所示。

图1 碱液法烟气脱硫工艺流程图

2.3 主要设计参数 某公司烧结分厂90m2烧结机烟气脱硫系统设计参数见表1。

2.4 工程主要经济指标

2.4.1 某公司烧结分厂90m2烧结机烟气脱硫系统运行技术经济分析见表2。

2.4.2 技术经济分析 ①吨烧结矿成本。按照烧结矿年产112万吨，则运行该脱硫装置以后，每吨烧结矿增加成本5.8元。②脱硫副产物的经济效益。使用CaO含量85%的生石灰做脱硫剂时，每年脱硫副产物产量约为1.7万吨。脱硫副产物主要成分为含水的CaSO4和CaSO3。以上运行经济指标中脱硫副产物未做为经济效益计算，但当脱硫系统运行稳定后，副产物各成分含量也会随着稳定，其可作为砌块等得到高效的回收再利用，将产生一定的经济价值。③SO2排污收费。SO2排污费现行为1.2元/kg，则运行该脱硫装置以后，年减排3400吨SO2，每年将为企业节省排污费约408万元。

表1 脱硫方案设计参数表

表2 系统运行经济指标

3 双碱法脱硫的技术特点

①碱液法技术采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会形成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。②双碱法脱硫产物被排入混合池用Ca(OH)2再生，再生出来的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔，循环使用。③碱液法适应性强，对烟气流量，SO2浓度、温度的变化适应能力极强，这是该技术的显著优点。④碱液法烟气脱硫工艺流程简单，设备少，脱硫塔和供料系统可灵活分开布置，容易操作。⑤脱硫副产物石膏便于利用，可作为砌块、建材等再利用。

4 运行效果

该项目于2010年9月投入运行后，经邯郸市环境监测中心站监测，某公司烧结分厂90m2烧结机脱硫系统进口二氧化硫排放浓度为1809mg/m3，出口烟气二氧化硫最高排放浓度为112mg/m3，脱硫效率为93.8mg/m3。目前该项目已经通过了邯郸市环境保护局验收。经过将近一年的运行，根据脱硫系统进口和出口污染源在线监测设备显示，脱硫效率一直稳定在90%以上。

5 结论

由于我国烧结机脱硫起步较晚，国内主要钢铁企业的烧结烟气脱硫多种工艺并存。企业在选用烧结烟气脱硫工艺时，要结合自身工艺生产特征，选择适合本企业的脱硫工艺。某公司烧结分厂采用双碱法脱硫，完全适用于烧结烟气特征，并且工艺吸收剂价廉易得，副产物便于利用，能高效地去除烧结烟气中的污染物，技术指标先进，系统运行稳定，可靠，对于钢铁行业烧结烟气脱硫具有借鉴价值。

[1]赵钰.天然气直接转化法脱硫技术[D].西南石油大学,2007.

[2]刘军.PLC控制系统在天然气脱水系统中的应用[J].科技创新与应用,2013(18).

[3]宋林峰,张雷.硫磺成型的工艺方法与发展[J].广州化工,2009(02).