SDS小苏打喷射脱硫在铁合金行业中的应用

SDS小苏打喷射脱硫在铁合金行业中的
应用
摘要:为应对硅铁炉、硅锰炉烟气对SO
2
的排放要求（35mg/Nｍ3),本文针对项目中33000KVA硅铁炉烟气的排放状况进行脱硫改造，采用SDS小苏打粉末干
法喷射脱硫工艺技术，使烟气中SO
2
浓度从400ｍg/Nm3脱除到35mg/Nm3以下，取得很好的应用成果。

关键词:SDS；脱硫工艺技术；硅铁炉；硅锰炉
随着环保要求的不断提升，当前多数铁合金企业的硅铁炉、硅锰炉等主炉均
未增设相应的脱硫系统设备，大多数企业SO
2排放值超过200mg/Nm3，SO
2
不满足超
低排放指标。

针对硅铁炉、硅锰炉烟气SO2浓度低、烟气量大等特点，SDS干法脱硫工艺在满足排放要求的同时，能够较大幅度减少运行成本和降低投资成本，能取得很好的工业应用成果。

1.现有脱硫技术简介
钢铁、焦化、电厂等行业使用较多的的脱硫工艺主要有：
1.1大湿法脱硫工艺
该脱硫工艺路线采用碳酸钙粉或氧化镁粉或氧化钙粉为脱硫剂，制成20%～25%浓度的脱硫浆液，通过浆液循环泵和喷淋层喷淋，使循环泵浆液和新鲜的浆液与烟气接触，吸收SO
2
等酸性气体，脱硫产物主要为主要是含水石膏。

脱硫后的烟气，经屋脊或平板式除雾器除雾后由塔顶烟囱排放，形成的石膏经真空皮带过滤机脱水后生成干石膏，实现产物综合利用。

1.2 半干法CFB循环流化床脱硫工艺
该脱硫工艺路线主要以生石灰粉用干式或湿式消化器消化后的消石灰粉作为
脱硫剂。

来自烧结机机头电除尘器后的烟从脱硫塔底部进入脱硫塔，与消石灰仓
内输送的脱硫剂、布袋除尘器空气斜槽内的循环脱硫灰充分预混合，随后通过底
部的喉管，使烟气加速向上运动，进入脱硫塔直管反应段。

在CFB反应段内，固、气两相产生激烈的湍流，并且接触混合，在雾化喷枪喷入水雾的环境下反应吸收
二氧化硫，脱硫剂在湍动过程中随着产物不断的形成，自重变大而不断下落，使
得气、固两相间的相对滑移阻力加大，大颗粒物掉落脱硫塔底。

后续布袋除尘器
空气斜槽返料系统又强化了循环灰的返灰行程，从而提高了塔内床层钙硫比，增
加了脱硫剂的反应时间，从而实现SO
脱除的目的。

脱硫后的废气再经过除尘器
2
收尘后，使烟气粉尘达标排放。

1.3 SDA旋转雾化半干法脱硫除尘工艺技术
作为脱硫剂，被制成15%左右浓度的浆液，通过供浆泵输送该工艺以Ca(OH)
2
至塔顶的高转速离心雾化盘，在雾化盘的高速旋转下(10000r/min)，浆液被雾化
成微米级的细小雾滴，加大了脱硫浆液本身的比表面积，增加了烟气与浆液的接
被吸
触面积。

烟气从顶部蜗壳进入脱硫塔后与雾化颗粒接触反应，烟气中的SO
2
粉末。

少量大颗粒脱硫产收，同时雾化的雾滴水分被烟气加热蒸发，形成CaSO
3
物从脱硫塔底部直接排出，大部分脱硫粉尘则跟随烟气到后续的除尘器系统，再
通过气力输送系统输送至废灰仓，处理后的达标烟气从烟囱排放。

2.硅铁炉烟气概况
主炉烟气是硅铁炉主要污染源。

本次案例的主炉功率为33000KVA，主炉烟气
量为22000Nm3/ｈ，二氧化硫的排放为400mg／Nm3。

目前，大部分主炉未上脱硫
系统，二氧化硫和粉尘都做不到达标排放。

表1密闭炉烟气参数
项目单位数值
序
号
1烟气量Nm3/h220000
2余热锅炉出口
温度
℃
200℃±2
0℃
3入口SO2浓度mg/Nm3300~400
4入口颗粒物浓
度
g/Nm32~5
3.技术特点介绍
SDS脱硫工艺技术有很多优点，具体如下: 1)流程简短，设备可靠耐用，特
别适用含硫量低烟气的治理; 2) 脱硫系统为喷射粉末，无废水、无白烟产生; 3)综合脱硫效率可达95%以上，脱硫效率高; 4)系统操作简单，自动化程度高，维
护方便，性价比高; 5)脱硫后的烟囱出口排烟温度高，系统温度损失小，酸露点
高，无需考虑防腐;6)副产物Na
2SO
4
为化工产品，可回收再利用。

4.SDS脱硫机理
SDS烟气脱硫工艺脱硫剂采用碳酸氢钠，酸碱中和反应存在一个热激活预反应: 刚磨碎的碳酸氢钠细粉接触炙热烟气,细小的碳酸氢钠颗粒将迅速转化为碳酸钠,受热分解的碳酸钠拥有很高的活性、比表面积和孔隙度，碳酸钠可以迅速有效的与酸性气体反应，过程中酸 (盐酸、二氧化硫、氢氟酸等)得到中和，在除尘器前烟道内喷入碳酸氢钠粉体，并在布袋除尘器内进一步脱硫反应，使烟气达标排放。

5.SDS脱硫技术的改造
来自主炉余热锅炉后的150－180℃的烟气进入SDS脱硫管道式反应器，在反
应器内SO
2与空气分级磨机系统喷入的碳酸氢钠初步接触，脱除部分SO
2
，完成初
步脱硫后烟气进入布袋除尘器，未完成的碳酸氢钠粉末附着在布袋上，与烟气进
一步接触反应，完成整个脱硫过程，脱硫后生成的粉尘与烟气中烟尘一起被布袋
除尘器高效捕集，脱硫除尘后烟气温度约140～170℃，再经引风机进入烟囱排放。

脱硫后烟气中Ash＜10mg/Nm3，二氧化硫＜35mg/Nm3。

SDS脱硫工艺系统主要包括：废灰储仓、布袋除尘系统、NaHCO
3
储仓、研磨系统、脱硫反应器等。

工艺流程图
如图1。

图1工艺流程图
5.1脱硫剂制备系统
外购的袋装工业碳酸氢钠粉末通过上料电动葫芦进入碳酸氢钠储仓，储仓底
部配有气化板等仓底流化系统，以防碳酸氢钠吸潮和结块。

碳酸氢钠粉进入磨机
缓冲料斗，其加入量由磨机称重系统进行控制。

磨机缓冲料斗内的脱硫剂由料斗
底部的螺旋称料加料机送入空气分级磨中，然后制备好的脱硫剂由空气分级磨配
套的离心风机喷入SDS反应器中。

袋装碳酸氢钠粉通电动葫芦上料进入原料储仓时，由仓顶除尘器进行上料除尘。

5.2研磨系统
该系统是SDS干法脱硫系统的关键设备，其选型及配置直接关联到系统的脱
硫效率、脱硫剂的消耗量及系统达标运行的稳定型，由于SDS干法脱硫系统对碳
酸氢钠粒径要求严格，同时脱硫剂的磨制过程中要严格控制磨制过程的温度，否
则产生的热量将把碳酸氢钠分解产生水分不但堵塞输送通道，而且过早的分解也
影响后续脱硫反应，因此，碳酸氢钠的磨机的选择就显得尤为重要，为避免可能的运行产生隐患。

系统的主要设备有上料起重机、吨包卸料站、计量称、超细磨机等，以下为对系统对设备的配置要求：
1）超细磨粉系统出口的粒径在800目以上(20um以下)，然后由喷射系统将碳酸氢钠粉喷入SDS脱硫反应器中。

2）超细磨机的结构形式采用冲击式，磨机设有主电机和分级磨机，其中分级磨机为变频电机，可控制出口物料粒度。

5.3脱硫塔系统
主炉余热锅炉后的烟气通进入上升管道式反应器，在反应器内喷入小苏打超
细粉末，小苏打超细粉末在高温烟气下分解成高活性和高比表面积的Na
2CO
3
和CO
2
，
Na
2CO
3
与SO
2
及其他酸性物质在烟道内接触，发生化学反应，被吸收净化。

脱硫后
颗粒物随烟气进入布袋除尘器，附着在布袋上的未反应的脱硫剂进一步与烟气接
触反应，这部分的脱硫效率占据整个脱硫效率的70%左右，经过整套净化流程后，布袋除尘器出口SO
2
及粉尘颗粒物均达到排放要求。

脱硫塔外及布袋除尘器外均
设置微孔复合隔热材料保温层。

出口SO
2
排放浓度平均不高于35mg/Nm3。

5.4布袋除尘系统
布袋除尘系统采用专用布袋除尘器（长袋低压脉冲）。

烟气沿仓室底部进入
除尘器。

烟气经过仓室隔板板均匀隔离分配后，通过除尘袋，较重的颗粒在重力
作用下立即掉落进进入灰斗里。

然后，烟气由外向里经过滤袋层，烟气中的颗粒
物留存在滤袋的外表面，再经过脉冲喷吹，附着的粉尘掉入灰斗，而净烟气经仓
室的出口进入净气室。

滤袋材质为耐高温滤袋。

5.5副产物排放系统
脱硫灰采用仓泵输送至废灰储仓。

副产物废灰仓采取有效的防潮措施，防止
废灰板结。

6.改造后的效果
经SDS脱硫改造后，硅铁主炉烟气中二氧化硫的排放低于35mg/Nm3，同时主炉烟气粉尘排放浓度小于10mg/Nm3。

SDS脱硫很好的解决效率要求，发挥了占地
的脱硫面积小、投资底、运行维护简单等优势，很好的应用于33000KVA主炉SO
2
改造领域。

表2主炉烟气脱硫指标
序
项目单位数值
号
1入口SO2浓度mg/Nm3400
2出口SO2浓度mg/Nm335
3脱硫效率%91.25
7.结语
SDS干法脱硫除尘工艺技术的工艺成熟、性价比高、投资低、运行费用低、设备简单、操作简单、脱硫效率好，无废水产生、无白水汽等特点。

通过行业应用，从运行和投资成本角度出发，SDS脱硫工艺很好的适用于硅铁炉主炉烟气脱硫改造上。

能够实现硅铁炉主炉烟气SO
小于35mg/Nm3的排放标准，粉尘也控制
2
在10mg/Nm3以内。

未来，SDS脱硫必将在铁合金行业污染物治理领域的有更多的应用。

参考文献:
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