SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法在常州中天煙氣脫硫項目的應(yīng)用

SDA脫硫技術(shù)在中天550疔燒結(jié)機(jī)項目上的應(yīng)用上海立誼環(huán)保工程技術(shù)有限公司常州中天煉鐵有限公司新建一臺550m2帶式燒結(jié)機(jī)，該燒結(jié)機(jī)是目前國內(nèi)單臺燒結(jié)面積最大的燒結(jié)機(jī)。常州中天公司為了實現(xiàn)SO2減排，決定對該燒結(jié)機(jī)實行全煙氣脫硫，以滿足環(huán)保要求。由于該項目規(guī)模較大，沒有先例，中天公司高度重視，經(jīng)過一年之久的多方案比較論證，對多種脫硫工藝進(jìn)行嚴(yán)格篩選，采用了SDA旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝，并選擇了對SDA工藝精通的上海立誼公司進(jìn)行總承包。我公司為了該項目的成功實施，進(jìn)行了科學(xué)、嚴(yán)格的多方案比較和優(yōu)化，從設(shè)計參數(shù)的確定到工程實施規(guī)劃，從技術(shù)方案論證開始就力求使該項目不但在規(guī)模上做到國內(nèi)第一，而且在效果、效益上也要達(dá)到國內(nèi)第一的目標(biāo)。常州中天燒結(jié)機(jī)、煙氣的基本數(shù)據(jù)序號項目 燒結(jié)機(jī)情況1臺數(shù)（臺）x燒結(jié)機(jī)面積（m2）1x5502臺數(shù)（臺）x主抽風(fēng)機(jī)臺數(shù)（臺）1x23臺數(shù)（臺）*煙道數(shù)（個）1x24煙道尺寸（mxm）5煙囪數(shù)量（個）1二煙氣情況1煙氣量 （萬m3/h）工況3002主抽風(fēng)機(jī)出口煙氣溫度110?170℃，設(shè)計工況150℃3主抽風(fēng)機(jī)出口煙氣壓力 （Pa）0?500（經(jīng)驗值）4含水率（Vol%）10（經(jīng)驗值）5NOx(mg/Nm3)150?160（經(jīng)驗值）602 (Vol%)15%左右7S02 (mg/Nm3)1120（設(shè)計值）8含塵量（mg/Nm3）<2009Cl-(mg/Nm3)100（經(jīng)驗值）10F-(mg/Nm3)10（經(jīng)驗值）常州中天鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣特點（1）煙氣成分復(fù)雜，且根據(jù)配料的變化存在多變性；（2）煙氣量及溫度波動幅度迅速及較大，溫度：110?170℃；（3）煙氣濕度變化較大，水分含量平均約占體積比的14％；⑷燒結(jié)原料含硫量的變化，引起排放煙氣SO2濃度隨配料比的變化而發(fā)生變化；（5）燒結(jié)煙氣含氧量高，占15%，可以充分利用煙氣中的氧氣氧化反應(yīng)中間產(chǎn)物；本工程為在550m2燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)出口煙道至新建鋼煙囪間增設(shè)煙氣脫硫裝置。脫硫原煙氣引自燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)出口煙道，經(jīng)過脫硫后，凈煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)抽引由新增鋼煙囪排放，原煙囪用旁路擋板封閉隔離。脫硫工藝采用：SDA旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝（半干法），脫硫系統(tǒng)煙氣處理量為300x104m3/h。燒結(jié)煙氣脫硫處理的目標(biāo)值SO2排放濃度<100mg/Nm3；煙氣粉塵排放濃度＜30mg/Nm3。脫硫率：＞95%；年脫硫量：15830t;主要工藝設(shè)備介紹脫硫塔1臺，脫硫塔型式為旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫塔，直徑，脫硫塔前煙氣量(工況態(tài))300X104m3/h,脫硫塔前煙氣量(工況態(tài))272X104m3/h,配F1000型霧化器。該配置是目前國內(nèi)SDA法旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝所應(yīng)用的最大型號脫硫塔，霧化器也是國內(nèi)SDA法上應(yīng)用的最大霧化器。布袋除塵器2臺，采用離線清灰袋式除塵器。單臺處理風(fēng)量150X104m3/h,過濾面積25000壯/臺；過濾風(fēng)速s。增壓風(fēng)機(jī)2臺，采用軸流風(fēng)機(jī)，設(shè)計流量150X104m3/h?臺，全壓4000Pa。自動控制及檢測系統(tǒng)采用施耐德控制系統(tǒng)，I/O點數(shù)在2000點左右，儀表檢測采用專業(yè)儀表羅斯蒙特、E+H等品牌。工程模式該工程由上海立誼環(huán)保工程技術(shù)公司設(shè)計施工總承包，系統(tǒng)于2011年10月開始進(jìn)場施工，將于12年6月底投入運行。SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法脫硫工藝介紹SDA法脫硫工藝原理燒結(jié)煙氣被送入旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫塔，與被霧化的石灰漿液接觸，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，氣體中的SO2等酸性氣體被吸收凈化，同時部分與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，使CaSO3轉(zhuǎn)化為CaSO4。石灰漿液的旋轉(zhuǎn)霧化，是將生石灰粉加水配制成含固率15%~25%的石灰漿液，石灰漿液經(jīng)振動篩篩分后流入漿液罐，根據(jù)煙氣中SO2濃度由石灰漿液泵將石灰漿液定量送入置于脫硫塔頂部的漿液頂罐，頂罐內(nèi)漿液自動流入漿液霧化器，經(jīng)霧化器霧化成50um的霧滴，以增加與煙氣接觸的比表面積。霧化器是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，用來保證霧化效果。為了增加原煙氣在脫硫塔內(nèi)與石灰漿液的接觸時間達(dá)到充分完成化學(xué)反應(yīng)的目的，脫硫塔進(jìn)氣煙道設(shè)計成頂部煙氣分配器與中心煙氣分配器，使煙氣在脫硫塔內(nèi)逆時針旋轉(zhuǎn)、與石灰漿液噴霧同向運動的進(jìn)氣方式。在脫硫塔內(nèi)，霧化成50um的石灰漿液霧滴與煙氣接觸迅速、充分，完成吸收SO2等酸性氣體的化學(xué)反應(yīng)。由于石灰漿液為極細(xì)小的霧滴，增大了脫硫劑與SO2接觸的比表面積，反應(yīng)極其迅速且有極高的脫除SO2效率。由于噴入塔內(nèi)的石灰漿液是極細(xì)的霧滴，完成反應(yīng)后的脫硫產(chǎn)物也為極細(xì)的顆粒，因此，完成反應(yīng)的同時也即迅速干燥。完成的主要化學(xué)反應(yīng)為：SO2被霧滴吸收：SO2+Ca(OH)2玲CaSO3+H2O部分SO2完成如下反應(yīng)：SO2+1/2O2+Ca(OH)2玲CaSO4+H2O與其他酸性物質(zhì)(如SO3、HF、HCl)的反應(yīng)：SO3+Ca(OH)2玲CaSO4+H2O2HCl+Ca(OH)2玲CaCl2+H2O2HF+Ca(OH)2^CaF2+H2O脫硫并干燥的粉狀顆粒隨氣流進(jìn)入布袋除塵器，進(jìn)一步凈化處理后，凈煙氣由增壓風(fēng)機(jī)抽引由煙囪排入大氣。除塵器除下的脫硫灰定期外運。布袋除塵器入口煙道上留有添加活性炭(或焦粉)接口，以備將來增建活性炭(或焦粉)注入裝置可進(jìn)一步脫除二惡英、Hg等有害物。SDA工藝技術(shù)的先進(jìn)性(1)脫硫效率高，可達(dá)97％，通常情況可在90-97%的范圍內(nèi)任意且迅速調(diào)節(jié)；(2)空塔結(jié)構(gòu)，吸收塔的阻力不超過800Pa,節(jié)省運行成本；(3)調(diào)節(jié)靈活，更適應(yīng)燒結(jié)煙氣負(fù)荷的變化；(4)除塵器入口粉塵濃度＜18g/Nm3，降低除塵器負(fù)荷，減少除塵器的運行阻力，提高除塵器使用壽命；(5)濕法脫硫的機(jī)理，干法的特點，無廢水產(chǎn)生，系統(tǒng)不需防腐處理；(6)可以簡單地增設(shè)活性碳噴射裝置，有效去除二嗯英、重金屬等污染物。該工藝可根據(jù)整個煙氣系統(tǒng)的溫度情況，將活性炭噴射系統(tǒng)布置于SDA的上游、中游、或是下游；(7)可以方便地與脫硝裝置銜接SDA系統(tǒng)可以方便地與脫硝裝置銜接。下圖所示為韓國POSCO有色金屬冶煉廠建造的SDA煙氣脫硫裝置，在SDA系統(tǒng)前面添加了脫硝裝置；SLURRY=[WT國啟SLURRY=[WT國啟THtROTARVKIN(8)脫硫產(chǎn)物輸送簡單脫硫副產(chǎn)物是干燥的、能自由流動的粉狀體，可以非常容易地采用氣力輸送或機(jī)械輸送方式進(jìn)行處理；(9)無需煙氣再加熱系統(tǒng)；(10)漿液流量的自動控制簡單，無需人工操作；(11)投資低、水耗低、電耗低、運行和維護(hù)成本低。關(guān)鍵設(shè)備先進(jìn)性(1)SDA工藝核心設(shè)備一一霧化器，由丹麥NIRO公司制造，噴霧能力可達(dá)90t/h。噴霧器的霧化粒徑為50微米，大大增加了霧滴與煙氣接觸面積，提高吸收效率。霧化器具有極寬的給料分配調(diào)節(jié)范圍，可根據(jù)工況波動情況調(diào)節(jié)噴霧能力，達(dá)到減小原料消耗的目的。此外該噴霧器具有低維護(hù)、防磨損的專利設(shè)計，使用壽命長、維修簡單等特點。(2)煙氣分布器，組合式，分為頂部煙氣分布器和中心煙氣分布器。具有煙氣分布均勻，處理煙氣量大等特點。系統(tǒng)控制簡易性

再循環(huán)漿液固體設(shè)定點SO、監(jiān)控器石灰消解

器溫度設(shè)密度監(jiān)控器再循環(huán)漿液固體設(shè)定點SO、監(jiān)控器石灰消解

器溫度設(shè)密度監(jiān)控器再循SDA系統(tǒng)簡易控制圖SDA工藝控制簡單，操作靈活。其中控制系統(tǒng)為兩條：一路溫度控制；一路是SO2濃度控制。具體見上圖所示。溫度控制根據(jù)燒結(jié)煙氣特性，針對正常工況下的露點溫度，設(shè)定一個脫硫塔出口和除塵器入口煙氣的最低溫度（當(dāng)煙氣溫度過低時自動連鎖減小霧化器入口漿液調(diào)節(jié)閥）；針對布袋除塵器的布袋特點設(shè)定一個脫硫塔出口和除塵器入口煙氣的最高溫度（當(dāng)煙氣溫度過高時自動連鎖打開煙道上的野風(fēng)閥，并迅速打開旁路擋板和適當(dāng)關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)入口擋板），以保證整個脫硫系統(tǒng)的正常、安全運行。然后控制脫硫塔出口溫度在90℃左右，以保證脫硫反應(yīng)的高效。$02濃度控制通過脫硫塔前煙氣監(jiān)測裝置和布袋除塵器后煙氣監(jiān)測裝置（均與環(huán)保局通訊）對煙氣流量、SO2濃度、02含量、溫度、濕度、壓力等條件的實時檢測，在線分析出該條件下，達(dá)到SO2排放濃度W100mg/Nm3所需的一定濃度的噴漿量，再通過自動連鎖調(diào)節(jié)配備固含量25%的石灰漿液和固含量40%的循環(huán)灰漿液量。整個過程無需人工操作，自動連鎖反應(yīng)過程在6min左右，反應(yīng)迅速、準(zhǔn)確，節(jié)省了很大一部分的人力、物力。脫硫效果1）脫硫效率2①_%，S02排放濃度W100mg/Nm3；2）出口煙氣含塵量濃度w也mg/Nm3；3）脫硫系統(tǒng)同步作業(yè)率為100%。系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性SDA法與其它脫硫方法比較，具有占地面積小，系統(tǒng)啟/停方便，調(diào)節(jié)靈活，運行維護(hù)簡單，脫硫效率高，無外排污水的特點，因而使其運行成本大幅度降低，具有明顯的優(yōu)勢。脫硫副產(chǎn)物的應(yīng)用研究SDA法產(chǎn)生的脫硫灰是一種粉狀固體，上海立誼環(huán)保公司通過與建材企業(yè)的合作研究，脫硫灰可以綜合利用變廢為寶。固體廢物的綜合利用SDA工藝過程沒有廢水，而且最終產(chǎn)物是干燥的、可流動的，性質(zhì)與粉煤灰相似。在飛灰完全收集的情況下，純凈的SDA產(chǎn)物是纖細(xì)的、灰白色的粉末，粉末的特性和飛灰類似，散裝密度小。SDA工藝過程產(chǎn)物主要包括飛灰和亞硫酸鈣，也包括一定量的硫酸鈣和沒有反應(yīng)的氫氧化鈣。有預(yù)除塵和沒有預(yù)除塵情況下SDA工藝產(chǎn)物的組分見下表： SDA脫硫產(chǎn)物成份表SDA產(chǎn)物的組分有預(yù)除塵沒有預(yù)除塵CaSO335—6015—30CaSO46—153—8CaCl2—2—1CaCO31—5—3Ca(OH)22—102—10自由水1—31—3結(jié)晶水4—102—6飛灰1—3050—80由上表可以看出SDA脫硫副產(chǎn)物成份：硫酸鈣和亞硫酸鈣占70%-80%，其他占20%-30%，粒徑:<50pm占90%以上，適合作為高爐水渣的添加料。鋼鐵廠燒結(jié)機(jī)的后面都有電除塵器，SDA燒結(jié)脫硫產(chǎn)物中飛灰含量很少。作為水泥添加劑：經(jīng)我公司對SDA脫硫工藝副產(chǎn)物的長期試驗研究，認(rèn)為完全可以作為緩凝劑，添加到水泥當(dāng)中。重鋼脫硫灰已經(jīng)用于長壽潤江水泥廠。作為砂漿添加劑：我公司承保的南京2x180壯燒結(jié)機(jī)脫硫項目，經(jīng)過對燒結(jié)脫硫灰的分析與試驗，完全可以作為砂漿添加劑使用。現(xiàn)已與南京有關(guān)砂漿企業(yè)簽訂了使用協(xié)議。作為石膏使用：經(jīng)過我公