安钢2#烧结机烟气脱硫运行实践

付朝云 贺志国 齐向红

( 安阳钢铁股份有限公司)

0 前言

削减SO2排放量，减少SO2及颗粒物对环境的污染是近年国家节能减排和环境治理工作的重点。在钢铁企业各生产工序中，烧结工序排放的SO2占钢铁企业排放总量的70% ～90%。减少烧结工序SO2排放，对于减少钢铁工业SO2排放总量具有重要意义。为此，安钢对2#烧结机进行烟气脱硫处理，该项目于2012年8月完成调试工作，期间实现了与2#烧结机的同步生产，净化后烟气二氧化硫含量降低至 85 mg/Nm3，颗粒物含量降低至40 mg/Nm3，脱硫效率达到了≥93% 的性能要求。同时副产品硫酸铵品质满足GB535 －1995 合格品品质要求，取得了较好的销售业绩，为2#烧结机烟气SO2达标排放奠定了基础。但在运行过程中也暴露出一定问题，如随着原料结构优化，工况参数调整频繁，烧结烟气量波动范围大，导致脱硫装置烟气处理负荷增加、流速加快，形成严重的溶液夹带流失现象，影响装置的平稳运行。

1 烧结机烟气脱硫工艺流程

安钢2#烧结机烟气脱硫装置采用氨—硫酸铵工艺，系统配置2 台增压风机与烧结主抽风机同步运行，设计处理烟气量240 万m3/h( 工况) 。2#烧结机脱硫工艺流程如图1 所示。

图1 烧结机脱硫工艺流程

烧结机来的烟气经XKD300X4/2 静电除尘器除尘，2248AZ/1790 主抽风机抽出之后，再经脱硫增压风机加压进入脱硫副塔塔体顶部，烟气经降温增湿后通过喷淋层进入塔径10 m 的脱硫副塔内，而后进入塔径12．5 m 的主塔内与高度雾化的氨水进行反应，烟气中 SO2被吸收生成亚硫酸铵( ( NH4)2SO3) ，亚硫酸铵溶液与喷入的富裕氨水一起自流至脱硫塔底部的集液池内，在一级、二级脱硫循环泵( 型号为LC400/560) 的作用下进行循环脱硫，提高亚硫酸铵( ( NH4)2SO3) 的百分含量，同时与氧化风机通入的空气进行氧化反应，生成硫酸铵( ( NH4)2SO4) 。烟气与脱硫液接触、洗涤过程中，发生一系列化学反应。其反应式如下:

亚硫酸铵被鼓入的氧化空气氧化成硫酸铵，其反应式为:

2( NH4)2SO3+O2=2( NH4)2SO4

当溶液浓度达到19%后，通过稀硫铵输送泵将其送至副塔内，副塔循环泵泵入经雾化喷嘴雾化的硫酸铵溶液，再次充分接触高温原烟气，进一步进行溶剂蒸发增浓，副塔容池内PH 值保持在4 ～5;通过调节氨水流量加以控制，当副塔内循环溶液的密度达到1．18 g/cm3时，开启浓缩液输送泵到沉淀罐。浓缩液进入沉淀罐沉淀7 h ～12 h 后，上部清液由输送泵输送至脱硫磺槽进行脱硫磺处理，过滤和脱硫磺后的清液经清液输送泵到硫铵溶液储罐。下部沉淀物由气动隔膜泵输送到板框压滤机，压榨后的污泥由汽车运至原料场。

硫铵溶液储罐通过浆液泵把硫酸铵溶液送入到升膜蒸发器和结晶罐内实现固液分离，含有结晶体的过饱和溶液通过离心机进一步实现液固分离( 选出的晶体含水分＜2%) ，经离心机脱水后的晶体由干燥机进一步干燥( 干燥后的硫酸铵含水分＜0．2 %) ，成品硫酸铵由自动包装机包装入库; 离心机分离出的母液溢流到母液罐内，依次反复循环，完成硫酸铵产品的回收。

2 烧结机烟气脱硫存在问题及分析

2012年8月16日安钢2#烧结机脱硫系统进行热负荷调试，2012年10月23日顺利通过省、市环保验收。运行过程烟气监测数据及副产品硫酸铵质量分析结果见表1、表2。

由表1、表2 可以看出，2#烧结机脱硫系统运行平稳，脱硫烟气净化值和硫酸铵副产品质量基本达到设计要求。通过一年多的运行，发现在脱硫系统中还存在一些问题:

表1 2#烧结机烟气脱硫进出口SO2 检测情况

表2 烧结烟气脱硫副产硫酸铵质检分析报告

1) 由于烧结烟气负荷增加，副塔出口烟道烟气流速达到7．5 m/s，超出设计控制流速范围，导致烟气夹带大量喷淋溶液液滴流出进入主塔。

2) 主塔、副塔系统液位失衡严重。生产高峰期统计副塔溶液损失量为70 m3/h，主塔溶液增加量为38 m3/h。为保障连续生产，操作中被迫采取加大稀硫铵溶液泵返送液体流量的方法加以缓解，但存在溶液成分变化快、浓度不均匀、氧化不充分的情况，影响吸收反应速率及硫铵制备原料溶液品质，增加吸收剂氨源消耗。

3) 由于副塔烟气入口与出口夹角呈90 °设计，烟气入塔后急速旋转，夹带液滴及泥尘在离心力作用下抛向外缘，造成立式除雾器迎风面一侧边缘结垢堵塞严重，通道受阻，烟气流速继续抬升，主副塔液位失衡现象进一步恶化，装置无法连续运行。立式除雾器堵塞情况如图2 所示。

图2 立式除雾器堵塞情况

3 烧结机烟气脱硫技术改造

为确保脱硫装置的连续稳定运行，结合主塔、副塔及立式除雾器配置现状，对系统进行了一系列优化改造工作。

3．1 立式除雾器漏隙填充

脱硫副塔后烟道立式除雾器为波纹板模块拼装填充设计，受结构组成及填充方式限制，模块充盈度不足，通道截面漏隙率超过8%，尤其是除雾器顶端装入口处，其门型设计方式导致该处除雾器模块上沿与顶盖空间高度达到300 mm，随着烟气气流冲击，模块位移，上层空间形成短路现象，致使烟气及夹带液滴未经捕集分离直接带出。通过在该处增加FRPP 材料制作成型的“挡帽”封堵顶部漏隙空间，同时定制非标波纹板填料模块，填充除雾器迎风面填料与支撑杆间隙，增加填料充盈密度，直接降低漏隙率6%;为提高烟气夹带液滴经立式除雾器后的汇集导硫效率，防止捕集液槽引下困难，溶液溢流产生二次夹带现象，沿立式除雾器横向增加数根捕集液槽引下管，加大排液量。

3．2 立式除雾器主塔侧积液管道改造

立式除雾器主塔侧烟道底面为沿烟气流向下倾式设计，并在主塔接口烟道底面设置溶液收集引流管，积液通过塔外导流装置排入主塔。为此，通过改造塔外导流管，切断入主塔溶液池通道，加装DN200引流管，架桥跨接至副塔溶液池的措施，实现了烟气夹带溶液返送副塔的目的。在立式除雾器后临近除雾器烟道底部，沿底面增加高度为200 mm 的挡液堰板，阻止立式除雾器迎风侧液体在烟气推力作用下，贴烟道底面带入脱硫主塔。

3．3 副塔出口烟道增加挡液板

为了缓解副塔出口烟气因急速转向夹带大量泥尘液滴堵塞除雾器的情况，结合运行阶段实际堵塞位置及分布区间变化，补充一级分离措施，即在副塔出口烟道转角外向1/2 幅面处，沿烟道纵向增加2组挡液板，其布置方式为交错分布，实现烟气出副塔后的碰撞捕集分离，防止了对立式除雾器模块造成的直接冲击堵塞。

4 运行效果

通过以上改进措施的实施及一年多的运行实践表明，不仅有效地缓解了主、副塔液位失衡现象，而且延长了立式除雾器检修周期，由初期的每月一次延长为每季度一次，实现了装置的平稳运行。使2#脱硫装置能够较好的适应2#烧结机的工况变化和调整节奏。脱硫吸收剂的利用率得到较大提高，氨逃逸减少，降低了生产成本。同时，由于延长了亚硫酸铵氧化反应所需时间，优化了硫铵溶液成分组成，改善了硫铵成品品质。

5 结语

通过对安钢2#烧结机脱硫系统存在的烟气溶液夹带，主、副塔液位不平衡，立式除雾器一侧边缘堵塞等问题原因逐一分析，进行了立式除雾器漏隙填充，立式除雾器主塔侧积液管道改造以及副塔出口烟道增加挡板等系列优化工作，实现了脱硫系统稳定运行，副产品硫铵品质满足了技术质量要求，对同行业烟气氨－硫酸铵法脱硫生产具有借鉴意义。

［1］李继莲．烟气脱硫实用技术．北京:中国电力出版社，2008:50－58．

［2］李博．氨法烟气脱硫技术在南钢360 m2烧结机上的应用． 烧结球团，2012，37(2) :67 －70．

［3］王维兴．烧结烟气脱硫脱销技术点评． 长沙: 中国设备管理协会编．永清杯全国钢铁行业烧结烟气脱硫脱销技术交流会论文集，2012:116 －126．