烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术

烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除

尘一体化技术

摘要：钢铁行业是我国重要的基础行业，但焦化、烧结等工序会产生大量烟气。随着环保要求的提高，为满足超低排放标准，国内多家钢铁厂先后进行烟气脱硫脱硝环保技术改造，采用干法/半干法脱硫，用粉状或粒状的CaCO3、Ca(OH)2或CaO等钙基吸收剂来脱除烟气中的SO2。该方法具有脱硫效率高、设备简单、运行费用低、无废水排放、占地面积小等优点，其脱硫副产物一般俗称脱硫灰。钢铁厂的脱硫灰年产生量大，某些大型钢铁厂每年脱硫灰产生量可达数十万吨。一方面，脱硫灰堆放场所占地面积大，多临时堆放场所未采取防扬散、防流失、防渗漏或者其他防止污染环境的措施，存在较大的环境风险；另一方面，企业脱硫灰处置成本为80～100元/t，处置成本高且终端处置企业不稳定，长此以往，势必会影响脱硫装置的运行，甚至会影响企业的绿色发展。因此，寻求高效合理的资源化利用途径是目前亟待解决的问题。基于此，本篇文章对烟气选择性催化还原脱硝-半干法脱硫除尘一体化技术进行研究，以供参考。

关键词：烟气选择性催化还原脱硝；半干法脱硫；除尘一体化技术

引言

20世纪70年代初，国外首创将循环流化床技术应用于工业烟气脱硫，循环流化床半干法脱硫是目前世界上干法脱硫应用最广的技术，目前半干法脱硫在国内已经广泛应用，具有单塔处理能力大，脱硫综合效益优异的特点。干法系统在保证二氧化硫超低排放的同时，还可以高效协同脱除三氧化硫、汞等重金属，实现三氧化硫、汞的超低排放达标；同时半干法没有废水排放，不存在腐蚀问题，可以利用废水且节水效果明显；半干法配套的布袋除尘器还可以高效脱除超细微颗粒，实现烟尘的超低排放。半干法脱硫实际运行中多为手动调节，这就要求工程设计人员和现场运行人员熟悉半干法脱硫系统变负荷下的运行特性以及各系统性能原理，否则会导致运行失稳，脱硫效果差，严重时可能造成非事故停机，这

将极大地影响热电厂的经济效益。基于此，本文探究烟气选择性催化还原脱硝-

半干法脱硫除尘一体化技术应用分析。

1脱硫除尘一体化处理技术

1.1脱硫剂制备

将赤泥与白泥按照1∶15的比例进行混合，在高温条件下制成脱硫剂。为使

脱硫剂具备较高的物化特性，需加入适当的助剂，一般包括造孔剂和润滑剂等。

本文选取的造孔剂为淀粉混合物，通过加入3%~5%的造孔剂，改变脱硫剂的化合

形态，从而提高脱硫效果。在粘合剂方面，为提高脱硫剂的活化脱硫性能，本文

选取的粘合剂为2.5%~5%浓度的氧化钙粉末，通过在脱硫剂中加入适当粉末，从

而帮助粉剂更好地混合，改善脱硫剂的孔隙分布情况，从而提高脱硫效率。同时

为保证脱硫剂在挤条时能够更为顺畅，在其中加入1%的石墨润滑剂，提高润滑效果。在完成原料以及助剂的配比工作后，进行制备。由于白泥原料的含水量较高，为减少水分对脱硫效果的影响，需对白泥原料和赤泥原料进行脱水处理。通过将

原料进行挤压破碎、风干研磨以及二次过筛处理后，得到干燥且颗粒直径相同的

泥料粉末。再按照上文中的助剂配比对造孔剂以及润滑剂进行调配，将调配完成

的助剂混合物加入白泥赤泥混合物中，边滴入蒸馏水边进行搅拌，直到所有料体

完全混合。

1.2湿法除尘处理

本次除尘装置选取的是竖直式立式管。通过连通电源，使立式管内部流通电流，并将排烟口与立式管进行连接安装，将排出的烟气输送到立式管中。立式管

内部的电流会使烟气中的粉尘产生带电反应，通过在管口安装收尘极，对带电的

粉尘进行吸引，从而实现粉尘的收集。由于空气中的水含量越高，对烟气的除尘

效果越明显，因此在实际除尘的过程中可以在除尘区域内进行喷水，提高空气中

的水含量，使烟气湿度保持在合理范围内。由于烟气内部存在多种有害气体颗粒，而这些有害气体颗粒的浓度过高将会影响到除尘效率。因此保证除尘效果，需对

除尘器出口的风速进行设定，当烟气风速过高时，除尘器将会限制烟气的流通速

度，从而避免产生扬尘现象。根据不同烟气对应的化学性质，选择抗腐蚀性能较

强的滤袋和滤料，对烟气中的气溶胶等物质进行联合脱除。

2钙基半干法脱硫

钙基干燥脱硫技术分为喷雾干燥脱硫技术和烟气循环流化床技术。喷雾干燥

脱硫技术通常使用生石灰（CaO）作为吸收剂，生石灰经湿法消化后制成熟石灰

浆液（Ca（OH）2），熟石灰浆液通过泵输送至吸收塔顶部的旋转雾化器，在雾化轮高速旋转作用下，浆液雾化成雾滴，含硫原烟气进入吸收塔后，与呈强碱性的

吸收剂雾滴相接触，烟气中的其他酸性成份（如HCl、HF、SO3）同步被吸收，在

反应器内，雾滴的水分被蒸发，变成干燥的脱硫产物。

喷雾干燥半干法脱硫技术的反应过程

CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O

Ca(OH)2+SO3→CaS04+H2O

Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O

Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O

CaSO3+2→CaSO4

钙基半干法脱硫还有另一种常用的工艺：循环流化床半干法脱硫，技术原理为：从锅炉出来的含有粉尘和SO2的烟气，从脱硫塔的底部经文丘里管进入吸收塔，与吸收剂发生反应后，烟气温度高于烟气露点温度15～20℃以上进入除尘器。生石灰在消化器内加水消化后，在消石灰仓储存。将一定量的消石灰粉和水在文

丘里喉口上端加入，在脱硫塔内与烟气混合流动，并与烟气中的SO2反应，生成

亚硫酸钙和硫酸钙，进入后面的除尘器。为提高反应效率及吸收剂的利用率，反

应产物通过空气斜槽返回塔内，再次循环参与脱硫反应，此步骤增加了脱硫塔内

的Ca／S比，故可以取得更高的脱硫效率。

烟气循环流化床技术的反应过程：

SO2+H2O→H2SO3

Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O

CaSO3(l)-→CaSO3(s)

CaSO3+O2→CaSO4

CaSO4(l)→CaSO4(s)

3半干法脱硫控制策略

3.1半干法除尘器差压控制

以布袋除尘器进出口差压为控制目标，控制清灰风机启停。在画面设置除尘器差压启动值和差压停止值，差压高于设定值启动清灰风机，差压低于设定值停止清灰风机。

3.2消石灰系统控制

消石灰系统包括仓体、仓顶收尘器、料位计、气动门、变频器给料机等。给料机防堵控制：消石灰中偶有较大颗粒，对给料机进行堵塞，造成给料机卡涩，系统通过判断给料机运行电流及转速判断给料机堵转，给料机堵转时自动启动翻转程序，通过给料机翻转清除大颗粒杂质。脱硫塔出口SO2控制策略：以脱硫塔出口SO2排放值为目标值，通过PID计算，控制石灰石给料机频率。同时引入锅炉负荷、给煤量作为前馈，荷变化时及时调整消石灰给料量。

结束语

通过以上各分系统的控制，经过多个工程项目验证，半干法脱硫投入自动控制后，操作人员劳动强度大幅降低，SO2排放值、脱硫塔差压、脱硫塔温度等参数均能稳定运行在合理区间。总之，通过半干法脱硫的最佳工况的运行调整，半干法脱硫系统和环保指标更好，有效减少污染物排放超标问题，整体脱硫系统自