某铝用炭材料厂烟气脱硫工艺路线分析

魏 敏，李 萍

（南京中电环保科技有限公司，江苏南京 211102）

1 概述

某铝用炭材料厂现有2台焙烧炉和4台煅烧炉，焙烧车间采用1 座76 室（15 料箱/室）敞开式焙烧炉和1 座56 室（15料箱/室）敞开式焙烧炉，煅烧车间采用132罐罐式煅烧炉4台。焙烧炉烟气总量为450 000nm3/h，焙烧炉烟气中，含有粉尘、SO2、NOx、氟化物、焦油；煅烧炉烟气总量为290 000nm3/h，煅烧炉烟气中含粉尘、SO2、NOx，含量超出国家超低排放标准，需进行净化处理，以达到国家环保要求。

2 烟气处理方案

经分析烟气参数发现，焙烧炉和煅烧炉烟气量和二氧化硫浓度存在大的差异，其中煅烧炉烟气量小但二氧化硫浓度极高，焙烧炉烟气量相较煅烧炉大且二氧化硫浓度低，具体烟气参数及排放限值如表1所示。

2）2台焙烧炉的烟气建一套脱硫净化系统，脱硫装置按100%负荷核定，风机风量按120%的负荷核定；4台煅烧炉的烟气建一套脱硫净化系统，脱硫装置按100%负荷核定，风机风量按120%负荷核定。

考虑到烟气中除了二氧化硫和粉尘外还含有HF、焦油，烟气净化拟采用循环流化床半干法，吸附脱硫、除氟、除焦油处理工艺，主要工艺流程为烟气首先进入脱硫塔，通过脱硫剂吸附去除烟气中的SO2、HF 及焦油，吸附反应后的烟气和脱硫产物颗粒混合进入脉冲布袋除尘器，在除尘器内完成气固分离，除去烟气中的脱硫产物颗粒。完成气固分离净化后的净化烟气经除尘器出口阀门进入主排烟风机，再经主排烟风机送入烟囱，排入大气；工艺流程示意图，如图1所示。吸附脱硫塔出入口设烟气再循环控制系统，保证反应器内烟气流速，确保吸附和脱硫反应的正常进行。

表1 烟气参数

针对上述情况提出以下两种烟气方案：

1）2台焙烧炉和4台煅烧炉的烟气汇总混合后一分为二，建两套相同的烟气净化系统并联运行。

图1 工艺流程示意图

脱硫剂采用消石灰，脱硫剂可直接外购，也可外购生石灰入厂进行消化制备消石灰。布袋除尘器收集的物料大部分返回到吸收塔循环利用，其目的是使副产物中未反应的吸收剂能继续参加化学反应，通过延长吸收剂颗粒在塔内的停留时间，以达到提高吸收剂的利用率、降低运行费用的目的，同时也是为了满足塔内流化床建立足够的床层密度的需要，只有在塔内建立了足够的床层密度，才能保证喷入的冷却水能得到充分的蒸发，确保系统安全运行。

3 烟气处理方案比较分析

3.1 系统运行

经计算，2台焙烧炉和4台煅烧炉的烟气汇总混合后烟气中二氧化硫浓度为2 370mg/m3（标），混合烟气温度为根据半干法运行经验来看该浓度略高，需要通过再循环烟道回流大约20%的烟气量来稀释烟气中的二氧化硫，以确保最终二氧化硫排放值达到35mg/m3（标）；稀释后烟气温度约150℃，这样的温度条件对于半干法脱硫工艺来说较合适，因此采用回流烟气稀释的做法不会影响脱硫工艺的温度条件。而焙烧和煅烧分别建一套烟气净化系统的情况下，针对焙烧炉烟气，其二氧化硫浓度为1 000mg/m3（标），采用半干法脱硫较容易达到排放浓度35mg/m3（标）；针对煅烧炉烟气，其二氧化硫浓度为4 500mg/m3（标），在该浓度情况下采用半干法脱硫很难达到排放浓度35mg/m3（标），经计算需要大约煅烧烟气的1.5倍烟气量才能将二氧化硫浓度稀释到较容易脱除到排放浓度限值，此时就需要焙烧炉烟气净化系统出口的一部分净烟气来参与煅烧炉烟气稀释，稀释后烟气温度低于120℃，该温度条件相对较低，不利于脱硫塔喷水的充分蒸发。

此外，对于焙烧煅烧烟气混合后一分为二处理的方案来说，单套烟气系统处理烟气量为 440 000m3（标）/h，而焙烧煅烧独立建烟气系统的方案来说，煅烧烟气处理系统的烟气量为650 000m3（标）/h，经过一系列的折算最终引风机的选型风量差别较大，焙烧烟气系统和混合烟气系统的引风机的风量相似，煅烧烟气系统引风机的风量约为其他两种系统的1.5倍，在投资成本这一块来说独立建设脱硫装置这种方案相对较高一些。

3.2 运行成本

经计算两种方案的运行成本。如表2，表3所示。

表2 混合烟气方案

表3 独立烟气方案

年运行时间按照7 920h 计算。

由上述表格可见，混合烟气方案的运行成本更低，较独立烟气方案的运行成本约低100万 /a。

4 结束语

本文从系统运行情况和运行成本两个角度对焙烧炉煅烧炉的烟气汇总混合后一分为二建两套相同的烟气净化系统并联运行、焙烧炉煅烧炉各建一套脱硫净化系统这两种方案进行了对比分析，经计算分析得出如下结论：煅烧焙烧烟气混合后一分为二建立两套烟气净化系统的情况下，其运行成本低于独立建立烟气净化系统低，系统运行负荷以及引风机风量选型也较独立系统低，故选用焙烧炉煅烧炉的烟气汇总混合后一分为二建两套相同的烟气净化系统并联运行这一种方案更好，节省运行成本，减少投资成本，降低系统运行风险和难度。