烧结机头烟气脱硫废水处理及工艺设计

谢文清



烧结机头烟气脱硫废水处理及工艺设计

谢文清

本文介绍了韶关冶炼厂二烧结机头烟气脱硫工艺的现状，针对脱硫过程产生的废水进行水处理工艺设计，并成功应用于生产实践，使烟气脱硫系统实现废水零排放。

烧结烟气； 脱硫； 废水； 工艺设计； 零排放

韶关冶炼厂Ⅱ系统烧结自2008年30万t挖潜技改后，烧结机实现大风量操作，烧结机头烟气量60 000～65 000 m3/h，烟气含尘500～900 mg/m3，烟气含SO2浓度5 500～7 000 mg/m3，烟气温度50～80 ℃。为使机头烟气达标排放，采用成熟可靠、应用广泛的石灰- 石膏湿法脱硫技术对烧结机头烟气进行除尘脱硫处理，副产品石膏渣外卖，脱硫废液(即滤后液，约30 m3/h)则泵至Ⅱ烧结浓密池，然后直接排至深度处理系统。

自2010年10月工厂停产以来，为实现二粗炼系统废水零排放的目标，工厂组织力量对全厂工艺废水进行全面整治，而烧结机头脱硫废水处理问题成为废水整治的重点项目之一。因此，烧结脱硫废水能否零外排或减排，成为影响二粗炼系统废水零排放的关键。

1 石灰- 石膏脱硫工艺简介

石灰-石膏脱硫技术主要采用石灰乳在动力波塔内喷淋洗涤SO2烟气，使石灰乳液吸收SO2，并发生反应。

二烧结机头烟气含尘500～900 mg/m3，为防止烟尘附着在塔内，在脱硫之前通过机头烟气收尘管进入机头大布袋收尘系统进行除尘。经过除尘后烟气(含尘<100 mg/m3)从顶部自上往下进入动力波塔，与向上喷射的石灰乳洗涤液逆流相撞，气体及液体动量达到相对平衡时，形成一段稳定的泡沫层，气液经充分接触后，95%以上的SO2被除掉。同时烟气温度经冷却后进入动力波塔内，较洁净的含有雾沫的烟气在塔内经过捕沫器除沫后，再进入复挡(复喷)除雾器，气水分离后的烟气进入风机送至烟囱外排。工艺流程见图1。

图1 二烧结机头脱硫系统改造前工艺流程

由于烧结机头脱硫系统反应生成渣浆液量大，现有厢式压滤机(2台)的能力小，现场压滤需要人工操作，经常出现漏浆或带浆的情况，导致滤后液质量差，含有颗粒物，悬浮物高，如果将滤后液直接泵回厂西石灰乳消化系统配置石灰，极可能导致沿途管道堵塞(管道长度约500 m)，检修维护麻烦，配置出来的石灰乳脱硫剂亦会影响脱硫效率。若将这部分滤后液直接排至深度处理站处理，其高含量钙离子会影响到同期建设的RO膜处理系统和蒸盐结晶系统的正常运行，带来的设备故障及其检修维护将对工厂影响巨大。

2 设计方案比较

针对脱硫系统产出的废水问题，寻求合理的处理方案将成为烧结机头脱硫系统能否顺利运行的关键，成为工厂实现二粗炼复产的重要因素。因此，工厂组织开展脱硫废水处理方案研讨，具体方案如下：

方案1：针对脱硫系统压滤机能力小的问题，采用带式真空过滤机替代原厢式压滤机，可解决压滤能力不足、人工劳动强度大的问题，但缺点是带式真空过滤机设备占地面积大，设备费用贵，维护复杂，附属设施多带来建设投资高，产出的滤液多，无法循环利用，不能达到减排或零排放的目的。

方案2：采取“二次沉淀、二次精过滤”的思路，增设沉淀浓缩池使石膏渣浆浓缩，缓解压滤机压力；增设西恩过滤器作二次精过滤，解决滤后液质量差的问题，滤后液水质可达到石灰乳配液和动力波脱硫塔补水回用标准，具有投资费用低，设备占地面积少，操作维护简单等优点。

方案3：以干法脱硫替代湿法脱硫，可解决脱硫系统产出废水等系列问题，但缺点是原有脱硫系统需拆除后新建，工程量大，工程投资最高。

针对以上方案，根据工厂的实际情况，在进行技术可行性、经济性论证对比后，本次改造将采取方案2进行工艺设计。

3 新工艺主要改造内容

本项目改造在保留石灰- 石膏脱硫技术的前提下，对目前的工艺流程进行改进设计，利用原有脱硫、除尘等设备，节省项目投资，主要改造内容有：

3.1 新建沉淀浓缩池设计

新设计Φ8 000×3 500沉淀浓缩池1座，采用玻璃钢内衬防腐，用于预处理动力波洗涤塔反应完全后输送过来的石膏渣浆液约40～50 m3/h。

根据计算，浓缩池沉淀时间～4 h，一是为了减少石膏渣浆含水量，其次是为了使石膏渣浆液中的活性成分在浓缩池内有足够的反应时间，避免其上清液二次过滤时影响过滤设备、二次滤液质量及管道设备堵塞等。经过预浓缩后，浓缩池上清液溢流至滤液中间槽，作为二次过滤的进液，浓缩池的底流由软管泵输送至厢式压滤机进行一次过滤。

3.2 二次过滤工艺设计

机头脱硫系统增设Φ3 300×6 100西恩过滤器作为二次过滤设备，该过滤器采用高分子粒子吸附过滤技术，利用一层悬浮过滤介质，吸收过滤液体中的悬浮物，使排出液清澈，悬浮物去除效率在98%以上。另外，其采用独特的空气反冲洗技术，避免设备堵塞和结垢，以保证长期的过滤效果。

西恩过滤主要处理厢式压滤机的滤后液及沉淀浓缩池的上清液。浓缩池底流送至厢式压滤机过滤后，滤液返回滤液中间槽，与浓缩池的上清液一起送西恩过滤器进行二次过滤；厢式压滤机处理后得到的石膏渣可外卖；经西恩过滤器二次过滤后，上清液返回清液储槽，作为厂西石灰乳配置用水或动力波喷淋补水，过滤后得到的污泥按反冲洗设定的程序自动排至地槽，可定期使用潜污泵打进浓缩池处理，如此即可形成闭路循环。西恩过滤器示意图见图2。

图2 西恩过滤器示意图

3.3 工艺管路设计

工艺管路设计改造包括：

(1)原动力波至厢式压滤机的渣浆液输送管道改造，直接进入沉淀浓缩池；

(2)增设沉淀浓缩池上清液溢流至滤液中间槽管路；

(3)增设沉淀浓缩池底流至厢式压滤机管路；

(4)增设滤液中间槽至西恩过滤器管路；

(5)增设西恩过滤器反冲洗、排液管路；

(6)增设西恩过滤器上清液至清液储槽管路；

(7)增设清液储槽至厂西石灰消化间管路。

3.4 输送设备设计

输送设备设计改造包括：

(1)增设软管泵2台，用于沉淀浓缩池底流输送设备；

(2)增设滤液中间槽至西恩过滤器输送水泵2台(Q=50 m3/h，H=33 m)；

(3)增设清液储槽至厂西石灰消化间水泵2台(Q=60 m3/h，H=54 m)。

经过以上改造后，二烧结机头烟气脱硫系统新工艺流程如图3。

图3 二烧结机头烟气脱硫系统新工艺流程图

4 新工艺投产情况

本项目自2012年9月改造完成投入运行以来，工艺顺畅，设备运转正常，处理后回水水质达到石灰乳配置和动力波补水要求。一方面有效减少废水外

排量30 m3/h，节省废水处理费用，节约新水用量，避免深度处理系统设备故障；另一方面完善脱硫系统工艺，实现废水闭路循环，零外排。脱硫系统改造前后水质对比见表1。

表1 脱硫系统水质对比

5 结论

目前国内大多数湿法脱硫工艺产生的废水，都直接排至污水处理系统进行处理，这不仅增加了废水处理量，处理费用增加，直接影响到企业的经济效益，而且处理后废水未能返回脱硫系统循环利用。补充新水用量增加，生产成本也跟着提高。其次脱硫废水中含有部分可利用的(未被完全反应的)脱硫剂，若能够返回循环利用，可有效减少脱硫剂使用量。

本工程经过改造，脱硫系统工艺得到完善，脱硫废水就地处理，减少废水外排，减少新水用量，实现内部闭路循环，为湿法脱硫工艺废水处理问题开辟了新的途径，具有推广意义。

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[4] 周卫青,李进.火电厂石灰石湿法烟气脱硫废水处理方法[J].电力环境保护，2006,(2).

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(韶关冶炼厂，广东 韶关 512024)

Waste water treatment and process designing of sintering flue gas desulfurization process

XIE Wen-qing

This paper introduces the current situation of sintering flue gas desulfurization process in Shaoguan smelter NoⅡsystem．In view of waste water produced by the desulfurization process，water treatment process was designed and successfully applyed in production practice. The waste water zero discharge was realized in the flue gas desulphurization system．

sintering flue gas； desulfurization； waste water； process design； zero emissions

谢文清(1984—)，男，海南澄迈人，有色冶金工程师。

2015- 02- 01

TF805.3

B

1672- 6103(2015)06- 0058- 03