烧结机烟气湿法脱硫与锅炉烟气脱硫的区别

烧结机烟气脱硫与锅炉烟气脱硫的区别
摘要：本文阐述了烧结机烟气和锅炉烟气的不同点，并从工艺设计和工艺运行控制等方面着重分析对比了烧结机湿法烟气脱硫工艺和锅炉湿法烟气脱硫工艺的技术特点，为烧结机烟气脱硫和锅炉烟气脱硫技术的推广应用提供了一定的技术参考。

关键词：烧结机烟气；锅炉烟气；烟气脱硫；区别
中图分类号：X703 文献标识码：A
The differentiation between the agglomeration flue gas desulphurization
and boiler flue gas desulphurization
Abstract：The different characteristics of the agglomeration flue gas and boiler flue gas were introduced. Meanwhile, the characteristic of the agglomeration wet flue gas desulphurization and boiler wet flue gas desulphurization are compared from the process design and process control, which will provide some technical refrences to spread and apply the agglomeration flue gas desulphurization technology and boiler flue gas desulphurization technology.
Key Words：Agglomeration flue gas; boiler flue gas; wet flue gas desulphurization;
differentiation
前言
SO2是危害最为严重的大气污染物之一，它主要来自化石燃料的不完全燃烧，是造成酸雨污染的主要污染物，也是被世界首批列入严格限制排放的污染物之一。

据国家环保局统计，每年各种煤及各种资源冶炼产生的二氧化硫(SO2)达2158.7万t，高居世界第一位[1]。

全世界每年向大气排放硫氧化物1亿t以上，SO2排放造成了严重的污染。

节能减排已经成为当前宏观调控的重点，政府确定了“十一五”期间单位GDP能耗降低20%左右和主要污染物排放减少10%的目标。

原国家环保总局根据《二氧化硫总量分配指导意见》，编制的“‘十一五’期间SO2控制计划”指出：电厂计划减排SO2480万t，其它行业计划减排30万t，其中钢铁行业要减排10万t。

在钢铁行业10万t SO2减排任务中，烧结工序占50%，钢铁企业自备电厂占40%，其它占10%。

SO2是钢铁工业的主要污染源之一，占全国工业SO2外排总量的75%，居第三位，烧结烟气的治理已成为钢铁工业SO2减排的重点[2]。

目前，市场成熟的脱硫技术是应用于燃煤电厂的脱硫技术，如湿法、干法、半干法、氨法等。

其中湿法脱硫效率高，一般可达95%以上，钙的利用率高，可达90%以上，单机处理烟气量大，可与大型锅炉单元匹配，对煤种适应性好，烟气脱硫的过程在锅炉尾部烟道以后，是独立的不会干扰锅炉的燃烧，不会对锅炉机组的热效率利用率产生任何影响，吸收塔塔釜阻力小而缓冲较大，能很好的适应于烧结机烟气脱硫，但湿法烟气脱硫技术不能简单转移到钢铁企业烧结烟气脱硫上。

1烧结机烟气相对于锅炉烟气的不同点
1.1 燃烧特点
烧结混合料被点燃后，随台车运行，抽入的空气、固体燃料、含铁料、熔剂等发生了一系列物理化学变化，产生的含尘废气被排出，即形成了烧结烟气。

1.2 烟气特点
烧结机烟气与锅炉烟气等含尘气体有着明显区别，其主要特点为[3-4]：
(1) 烟气量大，每生产1吨烧结矿即产生4000-6000m3的烟气。

(2) 烟气温度较低，烟气的温度变化一般在80-180℃。

(3) 烟气携带粉尘多，一般在80-120mg/m3。

(4) 含湿量大。

为提高烧结混合料的透气性和导热性，混合料在烧结前必须加适量的水，所以烟气的含湿量较大，一般可达12%，露点在65-80℃。

(5) 含有以SO2为主要成分的腐蚀性气体。

在点火及烧结过程中，均产生一
定量的SOx、NOx、HCI、HF，遇水后形成酸，对环境造成污染。

(6) 烟气中氧含量高。

由于烧结机在负压状况下操作,除了燃烧段消耗氧气,机头和冷却段都有大量空气进入，氧气消耗较少，导致烟气中O2浓度高
(7) SO2浓度较低，一般在1000-3000mg/m3，但由于烟气量大，排放总量大。

(8) 含有多种腐蚀性气体。

在烧结成型过程中，产生大量的SOx，NOx等酸性污染物，遇水后形成酸。

2 烧结机烟气脱硫工艺相对于锅炉烟气工艺的设计要求
烧结机的烟气脱硫、净化工艺的设施，必须针对烧结机的上述运行特点来进行选择和设计，具体要求如下：
(1)必须有处理大烟气量的能力；
(2)为降低脱硫成本而进行选择性脱硫时，其脱硫效率必须达90%以上；
(3)必须能适应烟气量和SO2浓度的大幅度变化；
(4)脱硫设施必须具有高的可靠性以适应烧结机长时间的连续运行。

湿法烟气脱硫系统主要分为吸收系统、氧化系统、烟风系统和出渣系统，烟气在烟风系统中经风机进入吸收塔内，含有大量SO2的酸性烟气在吸收塔内与浆液液滴逆向接触发生中和吸收反应从而实现脱硫目的。

浆液中的CaCO3、CaO
等脱硫剂颗粒不断溶解生成Ca2+，SO2被浆液吸收后在浆液中以SO32-存在，与Ca2+ 生成亚硫酸钙沉淀；氧化风机氧化风送入吸收塔中，将亚硫酸钙颗粒氧化成CaSO4·2H2O。

浆液的脱硫效率与脱硫剂在浆液中的溶解速度与浆液的pH值有着直接关系，浆液的pH值越高，脱硫效率越好，脱硫剂的溶解速率也越高，但是在湿法脱硫工艺中pH值控制过高会导致结垢堵塞，故在实际运行中pH值一般控制在5.2到5.8之间。

烧结机烟气粉尘含量较高，粉尘主要由金属、金属氧化物或不完全燃烧物质等组成。

烧结机烟气粉尘中主要以铁和铁的氧化物为主，烧结机烟气粉尘在与浆液液滴接触后会吸收水分子电离出H+离子，降低浆液的pH值和湿法烟气脱硫工艺的脱硫效率。

烧结机烟气中的铁和铁的氧化物进入浆液后迅速反应生成硫酸铁，同时烧结机烟气中不溶性粉尘的进入增加了浆液中的气固接触面积，从而大大促进了浆液中亚硫酸钙的氧化速率。

烧结机湿法烟气脱硫工艺中塔釜内亚硫酸
钙的氧化速率为45~65mmol/L·h，而锅炉烟气湿法脱硫工艺中亚硫酸钙的氧化速率为35~55 mmol/L·h
2.1吸收、氧化系统设计要求
烧结机烟气湿法脱硫与锅炉烟气湿法脱硫系统中各设计参数如表1所示。

表1 烧结机湿法烟气脱硫和石灰石石膏法烟气脱硫的设计参数
设计参数烧结机烟气湿法脱硫锅炉烟气湿法脱硫
液气比8~12 6~10 塔釜浆液停留时间(h) 5~7 7~10
是否需要加入纯碱是否
氧化风利用效率(%) 30~40 20~30
系统阻力（Pa）800~1200 800~1200
2.2入口烟道设计要求
烧结机烟气粉尘在与浆液接触的瞬间会使浆液的pH值降低0.2~0.3，从而降低了浆液的脱硫效率。

相同SO2浓度和液气比的条件下，由于烧结机烟气粉尘的原因烧结机湿法烟气脱硫工艺的脱硫效率为锅炉烟气湿法脱硫效率的88%~95%。

因此在烧结机湿法烟气脱硫工艺的设计过程中，在入口烟道处增加文丘里洗涤器，并增加浆液喷淋，将烧结机烟气中的粉尘在烟道入口处去除，从而降低粉尘影响提高脱硫塔的脱硫效率。

考虑到烧结机烟气所带大量腐蚀性气体HCL、HF，容易形成酸雾[5]，对烟道具有较大腐蚀作用，设计过程中要尽量选择耐腐蚀的烟道材料。

表2 烧结机湿法烟气脱硫和锅炉湿法烟气脱硫入口烟道设计对比设计参数烧结机烟气湿法脱硫锅炉烟气湿法脱硫烟气温度变动范围大小风量变动范围大小粉尘对脱硫效率的影响大小
烟气对烟道腐蚀程度高中等烟气稳定程度间断连续
入口喷淋作用除尘、冷却冷却
3 烧结机烟气脱硫工艺相对于锅炉烟气工艺的运行控制要求
烧结机烟气中较高浓度的HCl、HF等酸性气体随SO2一起被浆液吸收，在吸收塔内富集，Cl-、F-离子则对脱硫系统中的金属设备具有很大的腐蚀作用。

因此，烧结机烟气湿法脱硫工艺在运行过程中，当吸收塔内的Cl-、F-离子富集到一定浓度时需要通过排放废水来降低系统中的Cl-、F-等离子的浓度，从而减少对设备的腐蚀。

烧结机烟气粉尘进入脱硫系统后，在运行过程中与氧化风作用会产生大量的气泡漂浮在浆液表面形成泡层，气泡层高度一般在0.2~0.8m范围内。

为了防止气泡层溢流，在运行过程中，一般应控制烧结机烟气湿法脱硫工艺塔釜的液位低于锅炉烟气湿法脱硫工艺的液位。

如果液位控制过低会导致喷淋层压力不够使得浆液雾化效果不好，烧结机烟气湿法脱硫工艺运行过程中一般控制吸收塔的液位高度在5.5~6.5米。

烧结机烟气湿法脱硫工艺供浆系统的开启主要参照吸收塔浆液的pH值，当pH值低于设定值时开启供浆泵向吸收塔供浆，当吸收塔浆液pH值高于设定值时停止供浆，一般设定吸收塔浆液的pH值在5.2~6.0。

烧结机的燃烧过程为间断性燃烧，在烧结机停止燃烧时脱硫系统的所有设备仍在正常运行，此时随引风机进入吸收塔的烟气为常温的空气，此时需要停止供浆系统向吸收塔供浆。

表3 烧结机湿法烟气脱硫和锅炉湿法烟气脱硫运行要求对比
运行参数烧结机烟气湿法脱硫锅炉烟气湿法脱硫浆液运行pH值 5.2~6.0 5.2~5.8
除雾器冲洗平率高中等吸收塔液位控制（m） 5.5~6.5 5.8~7.0 供浆连续性不连续连续
排放废水平率高中等
4总结
烧结机具有烟尘大，重金属含量高，温度、烟气量和二氧化硫含量变化大，含氧量高等特点，使其治理较为困难。

湿法脱硫工艺应用于烧结机烟气脱硫，对烟气性质变化的抗负荷冲击能力强，而且脱硫效率高，同时烧结机烟气的高金属
氧化物粉尘和高含氧量也有助于副产物亚硫酸钙的氧化，而且降低了氧化风机的能耗。

但烧结机烟气湿法脱硫技术又不同于锅炉烟气湿法脱硫技术，烧结机烟气和粉尘的特殊情况要求湿法烧结机烟气脱硫技术提高浆液运行的pH值、降低塔釜液位、增加入口浆液除尘喷淋、提高废水排放频率、间歇供浆、强化入口烟道防腐、提高系统抗冲击能力。

综上所述，烧结机烟气湿法脱硫技术来源于锅炉烟气湿法脱硫技术但又在很大程度上不同于锅炉烟气湿法脱硫技术，从设备选型到工艺系统的设计、运行都难于锅炉烟气湿法脱硫技术。

参考文献：
[1]赵拉.工业烟气脱硫技术研究进展[J].广西轻工业，2008，3（1）：85～86
[2]夏平，张兴强，黄永昌.韶钢4号烧结机烟气脱硫实践[J].烧结球团，2010，35（6）:39~42
[3]李博.南钢360m2烧结机烟气脱硫方式的选择[J].南钢科技与管理，2009，3：7-9
[4]杨潇，黄永辉，李艳等.烧结厂4#265m2烧结机烟气脱硫技术探讨[J].2009，6：50-52
[5]朱书景，张垒，林博等.钢铁企业烧结机烟气特性与脱硫技术[J].2010,4:53-54。