球团烟气脱硫脱硝系统降本增效运行管理浅析

刘政霖

[福建省三钢（集团）有限责任公司，福建 三明 365001]

随着钢铁行业超低排放改造的深入，污染物排放限值趋严，烟气脱硫脱硝运行成本不可忽视。《2021年中国生态环境统计年报》显示，2021年，全国纳入排放源统计调查的涉气企业共有146 771 家，废气治理设施共有369 326 家，其中，脱硫设施33 813 套、脱硝设施23 294 套、除尘设施173 608 套；金属制品业废气治理设施数量占工业行业废气治理设施数量的比例为10.1%；黑色金属冶炼和压延加工业SO2、NOx及颗粒物的排放量占全国工业源排放数量的比例分别为21.6%、21.7%、14.3%[1]。

据SG 球团车间统计数据，脱硫脱硝系统能耗可达5kg 标煤/t 球团矿，约占球团能耗的25%。如何在保证环境效益、达到环保排放要求的前提下进一步发掘降本增效空间，显得尤为重要。

本文通过分析SG 球团“半干法循环流化床脱硫除尘+中低温SCR 脱硝”工艺，在发掘设备潜能、精细化管理方面进行探索实践，旨在为钢铁行业环保设施运行的节能降耗、降本增效提供参考。

1 SG 球团“半干法循环流化床脱硫除尘+中低温SCR 脱硝”工艺简介

1.1 SG 球团“半干法循环流化床脱硫除尘+中低温SCR 脱硝”工艺简介

SG 球团半干法循环流化床脱硫除尘采用SSC 干式超净工艺，脱硝采用中低温SCR 脱硝工艺。

带式焙烧机烟气经电除尘设施除尘后从主抽风机引出，烟气温度达130℃—180℃，从吸收塔底向上，在进口段与脱硫剂混合后通过文丘里段加速进入循环流化床。烟气和脱硫剂在湍流状态下进行充分混合，通过喷入雾化水的方式控制反应温度、增湿脱硫剂表面，使得SO2能够快速与脱硫剂进行反应，并且能够同步脱除HCl、HF 等酸性气体。脱硫后烟气进入超净式布袋除尘器，然后由脱硫引风机引出，进入脱硝系统。烟气在脱硝入口经过GGH 换热系统预加热后，由热风炉进一步加热至230℃—280℃，同时，由喷氨格栅喷入充分蒸发的氨水与加热后的烟气混合均匀，在锰系催化剂上进行脱硝反应，经由GGH 换热系统降低烟气温度、回收热量后通过烟囱排放[2]。

1.2 SG 球团“半干法循环流化床脱硫除尘+中低温SCR 脱硝”工艺设计参数

脱硫出入口设计参数见表1，脱硝出入口设计参数见表2。

表1 脱硫出入口设计参数

表2 脱硝出入口设计参数

1.3 SG 球团“半干法循环流化床脱硫除尘+中低温SCR 脱硝”工艺主要设备性能参数

脱硫引风机参数见表3，脱硝引风机参数见表4。

表3 脱硫引风机参数

表4 脱硝引风机参数

2 运行消耗分析

通过对脱硫脱硝系统用电、生石灰、高炉煤气、氨水耗量进行分析，得到球团脱硫脱硝系统主要消耗情况，如表5 所示（以2022年平均数据为参考）。

表5 2022年球团脱硫脱硝系统主要消耗情况

通过以上数据对比可知，实际运行中的主要消耗依次为电、高炉煤气、生石灰、氨水。

3 降本增效方案及成效

3.1 发掘设备潜能、优化运行工艺

（1）优化脱硫吸收塔出口温度控制操作

吸收塔出口温度采用灵活调整机制，最低运行温度根据入口烟气温度、入口SO2浓度以及消石灰消耗量进行灵活调整，同时增加取样频次，保证吸收塔内脱硫灰流动性良好[3]。

（2）优化脱硫排灰制度，精细化排灰操作

自动控制下，脱硫系统排灰根据设定压力值（料位）进行排灰，存在灰循环次数较低情况。因此，在提高压力（料位）运行的同时，可设立集中排灰制度，提高脱硫灰循环次数。

（3）优化主机工艺制度，增强前后工艺协调配合

当入口SO2负荷高时，通过调整兑热风阀、提高主抽风机频率的方式，提高脱硫入口烟气温度，降低脱硫入口SO2浓度至800—1200mg/m3（最具经济性）。同时，通过优化焙烧温度控制，降低氮氧化物负荷至150—200mg/m3，可有效减少氨水及高炉煤气耗量[4]。

3.2 全流程精细化管理、优化管控及提高岗位技能

（1）全流程精细化管理，统筹安排生产

从原料管控、造球、焙烧、电除尘、脱硫、脱硝至出口烟气排放实施全流程管理，通过合理的管控机制，及时应对生产变化。

（2）设立考核制度，发挥员工主观能动性、提高岗位操作技能

设立以钙硫比为主的考核制度，以钙硫比为控制标准，从而提高石灰的利用率。岗位以考核制度为导向，发挥员工自身能动性，进一步强化了操作水平。

3.3 降本增效方案实施期间运行消耗分析

2023年1—6月球团脱硫脱硝系统主要消耗情况见表6。按SG 内部结算价计算，电、高炉煤气、生石灰、氨水四项共节省1.46 元/t 球团矿，2023年1—6月降低成本约114 万元，能耗上折算成标煤的消耗共减少了0.854kgce/t 球团矿，合667t 标煤。

表6 2023年1-6月球团脱硫脱硝系统主要消耗情况

4 结论与展望

运行成本是企业的生命线，秉承SG 管理理念，在对设备和工艺深入了解的基础上，通过统筹资源、优化管理及操作，可以挖掘出降本空间。本方案阶段性强化管理取得初步成效，在污染物出口排放指标趋严的情况下，实现了半年降低成本约114 万元、减少标煤667t。

长期来看，工序整体成本依然有下降空间。通过进一步精细化管理与规范操作、进行关键部位的技改优化等，有望进一步提高设备运行效率、降低运行成本。