论石灰石石膏烟气脱硫设备在360m2钒钛矿烧结机的优化

李哲

摘 要 本文主要介绍了石灰石石膏烟气脱硫设备在360m2烧结机的应用，并根据使用过程中出现的问题，提出解决办法，保证了烧结机烟气外排二氧化硫浓度达到国家标准。

关键词 石灰石湿法脱硫；工艺设备；问题原因；优化

前言

河钢承钢炼铁事业部烧结机组采用一种石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺，该工艺脱硫效率可以达到90%以上，脱硫工艺成熟，脱硫剂资源丰富且费用低廉，运行成本低，避免了干法烟气脱硫工艺的缺陷与不足，湿法脱硫逐渐成为钢铁行业烟气脱硫的主要形式。炼铁事业部南山2台360m2烧结机湿法脱硫系统于2012年12月投入使用，经过技术人员的摸索与研究，基本解决了脱硫系统运行过程中的常见问题，同时排放烟气中各项烟气成分均达到了国家规定的排放标准。

1 石灰石石膏湿法烟气脱硫原理以及设备

河钢承钢炼铁事业部360m2烧结机脱硫工艺流程，将烧结外排烟气利用风机房内的增压风机加压引入吸收塔内，含硫烟气从吸收塔中部进入然后向上运行，与塔上部以喷雾式的方式排放的吸收循环液逆流接触反应。与脱硫浆液充分反应后的脱硫净烟气继续向塔上部运行，经除雾器除雾后到达脱硫塔顶部从而进入塔顶烟囱排入大气。脱硫过程反应生成的亚硫酸钙及亚硫酸氢钙掉入脱硫塔底部，由空气压缩机送入的氧气、空气氧化生成硫酸钙（石膏）。吸收塔内的石膏浆液进入石膏脱水系统，首先由工艺楼内的石膏输出泵将吸收塔底部石膏浆液送入石膏水力旋流站进行浓缩，再将浓缩后的石膏浆液排至真空皮带脱水机，经过真空皮带脱水机脱水后的石膏浆液可以脱掉90%以上水分形成固体石膏，完全脱水后的石膏直接掉落到真空皮带机下的石膏存储间存储由汽车外运。

石灰石石膏湿法脱硫工艺主要工艺系统包括烧结含硫烟气系统，吸收浆液配置系统、吸收塔脱硫反应系统、石膏浆液脱水系统、氧化生成物系统、工艺水系统。

2 脱硫设备存在问题及原因

2.1 设备的腐蚀与磨损情况及原因

由于烧结系统需要生产各种烧结矿，因此所用原料不同自然燃烧温度也会变化进而导致外排烟气温度变化也较大，一般在80℃～180℃之间。石灰石石膏湿法脱硫系统通过吸收塔内特定的温度与湿度，SO2、氮氧化物及含氯成分等酸性液体与吸收塔内的金属材质发生化学反应生成可溶性盐，因此与这些成分接触并且发生了这种金属化学反应的设备及管道就需要进行防腐处理。目前河钢承钢两座360m2烧结机的湿法脱硫工艺中采用的防腐材料根据运行工艺要求的条件以及设备存在位置不同采用鳞片树脂、玻璃钢等防腐材料。炼铁事业部烧结機石灰石石膏湿法烟气脱硫系统运行3年来，脱硫塔塔体保温及外罩彩板、脱硫塔烟气入口护罩、塔内大梁局部以及脱硫系统烟道金属结构及支撑部分均已腐蚀变形。

造成以上问题的原因：浆液密度高且含气体形成气泡、浆液泵内沉积物质较多，因此极易将叶轮排气孔堵塞使得浆液泵机封附近空气不流通设备局部运行过程中温度太高烧坏机器；设备腐蚀老化排出泵壳体、叶轮、主轴磨损严重，不能进行正常冲洗机封，而且现场对水源各项要求的监管不严，出现水源突然中断，温度、流量、水质不合格等情况造成脱硫系统浆液泵机封损坏。

2.2 除雾器堵塞原因

烧结机脱硫系统两座脱硫塔均为喷淋式脱硫塔，塔内设置的除雾器为喷淋式脱硫塔重要的组成部分。石灰湿式湿法烟气脱硫系统运行3年多以来除雾器表面积垢进而造成堵塞除雾器影响脱硫效率的现象比较明显，积垢比较严重的部位达到15cm，如此积垢严重增加了下层喷淋层各设备运行负担。分析脱硫塔内除雾器结垢的原因主要包括由于吸收塔中石膏浆液含有亚硫酸钙含量偏高，而烟气从塔中部进入塔内向上运动，会带走部分亚硫酸钙穿过喷淋层进入除雾器，从而在除雾器叶片表面上附着并就成软垢，由于现场人员对除雾器冲洗时间间隔制度没有严格执行或者除雾器上下两层的喷嘴清洗力度不足，造成附着上的结垢慢慢被氧化、结晶，由于不断有新的结垢附着在除雾器叶面上最终集结成为难处理的硬垢，逐渐堵塞除雾器；另外烟气流速过低时烟气对除雾器板面的碰撞量将减少，部分烟气脱硫灰飘出除雾器而没有达到除雾效果。通过除雾器的烟气雾滴在运动的过程中互相碰撞凝结成大液滴，掉落并黏附在除雾器表面，经过氧化结晶形成结块造成更严重的阻塞。

3 针对脱硫系统设备出现的问题提出的解决办法

（1）湿法脱硫系统运行过程中设备腐蚀及磨损是最常见的一项设备问题。为尽可能避免出现上述由于系统运行操作失误，各项参数控制不好等原因而导致的设备腐蚀与磨损情况，经过研究应该做到下述几点：首先应该对入口烟气的SO2浓度，粉尘含量，烟气流量以及温度、湿度，氧气含量等各项技术指标进行检测；例如保证脱硫塔入口含硫烟尘浓度控制在30mg/Nm3以下，防止由于进入塔内粉尘含量过多，使塔内结晶物质增多，加大系统设备运行功率，造成超负荷运行降低了脱硫效率；其次对彻底清理石灰石石膏湿法脱硫中各工艺系统设备出现的腐蚀，然后针对处理过的部分进行加固并及时进行喷涂或者焊接等防腐处理；另外吸收塔浆液的pH值也必须考虑，因为由于pH值过低直接导致吸收液体呈酸性腐蚀塔内结构；再次为更合理更准确地控制石灰石浆液浓度，不增加浆液泵运行功率，要严格监督采选石灰石颗粒粒径，从而满足设计要求。

（2）针对除雾器出现的堵塞现象及原因，为了避免上述情况的发生烧结机烟气湿法脱硫系统主要采取以下措施：目前经过三年多的实践研究，将烧结机烟气脱硫系统吸收塔内的浆液pH控制在5.4～5.6，这个范围既有效提高除雾器工作效率又降低了塔内设备腐蚀情况。另外制定合理且严格执行除雾器冲洗时间间隔，不要过度频繁冲洗而增加烟气湿度加大吸收塔内部液位从而影响脱硫效果，但当需要脱掉更高含量的二氧化硫时应考虑吸收塔浆液浓度及液位情况来合理缩短冲洗周期进而防止除雾器堵塞。最后应在停产检修期间彻底清洗因长期得不到冲洗而附着在除雾器表面的硬垢以保证除雾器正常运行。

4 结束语

石灰石石膏湿法脱硫在河钢承钢炼铁部360m2烧结机运行三年的时间里，实现了生产与脱硫同步运行，运行过程平稳，未出现环保事故，脱硫率在90%以上，排放合格率达到100%，满足国家规定的排放标准。随着环境管理的日趋严格，作为环保管理人员需要对石灰石石膏湿法脱硫工艺进行深入了解与应用，为河钢承钢绿色制造做出应有的贡献。