60m2烧结机烟气脱硫装置运行调试及分析

摘要：简介烧结烟气脱硫系统工作原理和系统组成，结合CFB装置在罕王铁厂60m2烧结机上的应用状况，通过分析CFB装置的运行状况和运行特性，对CFB装置在同行业中的应用提供借鉴作用。

关键词：烧结机 CFB装置 压力 消石灰

1 概述

抚顺罕王直接还原铁有限公司地处国家酸雨与二氧化硫控制区内，为促进经济和社会可持续发展，罕王铁厂60m2烧结机安装了一套半干法烟气脱硫装置。此脱硫装置采用循环流化床脱硫工艺（CFB），这是一种技术成熟、运行稳定、综合投资小的脱硫工艺。CFB装置运行状况直接影响到出口烟气中SO2排放浓度是否达标，为此对系统运行状况进行分析。

2 罕王铁厂CFB装置概述

CFB脱硫工艺（如图1）以循环流化床原理为基础，通过脱硫剂的多次循环，延长脱硫剂与烟气接触时间，提高脱硫剂的利用率和脱硫效率。烟气由吸硫塔底部文氏管高速进入，穿过流化床层，与固相产生剧烈的摩擦和充分的混合，在此过程中脱硫剂颗粒与SO2接触反应，达到脱硫的目的。消石灰、水在床底部喷入，并附着在返料口返回的大量颗粒物上，造成较大的脱硫反应表面积。固体脱硫剂颗粒随烟气气流上升，部分进入边界层并回落，形成内循环，其他随烟气离开吸硫塔进入除尘器，净烟气经烟囱排放。除尘器收集的飞灰大部分通过返料器返回吸硫塔，其余作为灰渣排出。排出的灰渣主要成分为飞灰、氢氧化钙、亚硫酸钙和硫酸钙，系干态，可直接填埋处理或综合利用。

CFB装置包括石灰储运系统、烟气系统、SO2脱除系统、脱硫灰循环系统、布袋除尘器系统、工艺水系统、脱硫副产物系统、电气及控制系统等组成。

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罕王铁厂60m2烧结机工况烟气量为390000 m3/h，排烟温度平均120℃，烟气SO2含量500～600mg/Nm3，设计石灰粉最大耗量155kg/h，水耗量6t/h，引风机全压3450Pa。

3 CFB装置运行调试与分析

罕王铁厂烧结机运行过程中，设备检修周期约为10天，检修时间约为12小时。CFB装置运行与烧结机运行同步。

3.1 系统压力监测与分析

系统压力监测点设置在布袋除尘器前后。CFB装置初始运行时，布袋除尘器出口压力为-2.4kPa，进口压力为-1.1kPa。运行3周后，布袋除尘器出口压力为-1.4kPa，进口为-0.1kPa。此时，系统运行数据已偏离原始设计数值，在检修期间打开塔底人孔观察，发现塔底已经堆积大约10吨石灰粉。打开布袋除尘器检修孔，检查布袋时发现，布袋表面沾灰较厚。原始设计循环流化床吸收塔阻力为1600Pa，布袋除尘器阻力为1200Pa。从压力前后变化的对比分析可知，布袋除尘器阻力增大，导致引风机产生的负压不足以克服吸收塔阻力，循环流化床中的物料有部分落入塔底。

CFB装置再次投入生产前，布袋除尘器无载荷运行2小时，充分利用布袋除尘器反吹功能对布袋表面积灰进行清理。CFB装置再次投入生产后，布袋除尘器出口压力恢复到-2.4kPa，进口压力恢复到-1.1kPa。当检修时开启塔底人孔检查，发现塔底积灰量明显减少，达到使用要求。

3.2 运行过程中消石灰制备问题与分析

CFB装置中石灰经过称量后进入三级消化器，将石灰与水按比例加入第一级消化器，在第二、三级中进行充分反应，制备出含有12%水分的消石灰。最后将消石灰用气力输送方式送至吸收塔内。运行一周后，发现气力输送管路堵塞。拆开管路检查，造成堵塞的原因为湿态的石灰与管壁发生粘连，造成管路输送不畅，最后积灰堵塞。

将消石灰含水量降至8%后，运行几周没有再次发生管道堵塞现象。通过加大吸收塔内喷嘴补水量来弥补消石灰水分的减少量，对系统运行不产生不利影响。

4 结论

①通过对CFB装置运行及分析，罕王铁厂脱硫系统实际运行状况已达到原始设计预期；

②CFB装置运行的关键是系统压力能否满足物料在吸收塔内实现循环流化状态，引风机提供的负压除了克服布袋除尘器阻力、吸收塔阻力、烟道阻力，还应保证足够的裕量，用来避免由于布袋除尘器阻力增大对系统产生的不良影响；

③对于采用气力输送方式输送消石灰的CFB装置，应严格控制消石灰的含水量，以避免发生输送管道堵塞现象。

参考文献：

[1]沈应强.烧结烟气半干法脱硫实验研究[D].华中科技大学， 2009.

[2]沈晓林，刘道清，林瑜，石磊，王如意.宝钢烧结烟气脱硫技术的研发与应用[J].宝钢技术，2009（03）.

[3]刘君，庞俊香，刘新虎，程旭.400m2烧结机烟气脱硫[J].金属世界，2008（05）.

作者简介：杨龙（1985-），男，河北秦皇岛人，助理工程师，学士，研究方向：大气污染物排放治理。