石灰石-石膏法在氧化球团烟气脱硫中的应用

魏光平

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司, 山东 莱芜 271100）

石灰石-石膏法在氧化球团烟气脱硫中的应用

魏光平

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司, 山东 莱芜 271100）

介绍了石灰石-石膏法在60万吨氧化球团烟气脱硫中的应用情况，包括脱硫系统组成、主要装置特点及运行效果。该工艺应用于球团烟气脱硫，技术成熟，运行稳定，二氧化硫、氮氧化物及颗粒物均能达标排放。

石灰石-石膏法；氧化球团；烟气脱硫

1 前言

2016年，国家下发第十三个“五年规划”，明确提出，实施工业污染源全面达标排放计划。烧结球团烟气作为钢铁行业污染治理的重中之重，必然对其治理工艺及治理设施提出了更高的要求。山东某钢铁公司60万吨氧化球团脱硫系统结合球团烟气特点采用石灰石-石膏湿法脱硫加湿式静电深度净化除尘工艺，于2016年10月建成投产，经过近半年的运行实践，系统稳定可靠，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均符合《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376-2013）排放浓度限值要求。

2 工程概况

2.1 球团烟气特点

（1）球团烟气中的SO2主要来自矿粉焙烧过程中的原料煤气、铁矿粉和煤粉中的硫化物和硫酸盐，通过焙烧，原料中90%以上的硫可以脱除，形成气体排出。

（2）由于烧结原料含硫率的关系，造成排放烟气中SO2浓度会随配料比的变化而发生较大变化。

（3）烟气含尘量高，电除尘前粉尘浓度50 0～4000mg/Nm3。烟气中富含的粉尘主要为原料矿粉。

（4）烟气排放量大，1吨烧结矿产生烟气4000～6000m3；烟气中含有腐蚀性气体，如：氯化氢（HCl）、硫氧化物（SOx）、氟化氢（HF）等。

（5）烟气温度波动幅度较大，一般在90℃～150℃；烟气水分含量大且不稳定，一般在10%～13%；烟气含氧量高，一般为15%～18%。

2.2 主要工艺参数

60万吨链篦机-回转窑性能参数见表1，主抽风机性能参数见表2，机头电除尘器技术参数见表3。

表1 60万吨链篦机-回转窑性能参数表

表2 主抽风机性能参数表

表3 机头电除尘器技术参数表

3 主要设备及特点

3.1 吸收剂制备与供应系统

采用罐车气力运输石灰石，用螺旋输灰机将石灰石自收尘器运至浆液池，浆液池设置两台石灰乳泵（1用1备）和1台搅拌机，操作箱就地安装。石灰浆液循环泵入口设置滤网，出口管道采用回流设置。浆液管道上的开关阀选用蝶阀，调节阀采用陶瓷球阀。阀门的通径与管道通径一致。浆液管道上设排空和停运冲洗设施。石灰卸、储存系统选用袋式除尘器防止粉尘污染。

3.2 脱硫塔

脱硫塔中上部主要包括4层喷淋层、2级机械除雾器、1套电除雾器、除雾器冲洗以及相应的支撑部分。外部附件包括pH计（双测点）、液位计及相应管道等。脱硫塔及其内部组件、外部附件组成脱硫系统的吸收循环子系统。

脱硫塔塔体材料为碳钢内衬玻璃鳞片防腐。脱硫塔烟气入口2米处采用玻璃鳞片防腐，脱硫塔出口烟道全部采用玻璃鳞片防腐。

在脱硫塔烟气入口上部设置4层浆液喷淋层，最上层喷淋层布置单向喷嘴，其余各层安装向下喷淋喷嘴。喷嘴与管道的连接采用黏结。每层喷淋层对应1台循环泵。每组喷淋层由带连接支管的母管和喷嘴组成。管道采用FRP（玻璃钢）材质，喷嘴采用碳化硅材质，以防出现堵塞及破损现象，影响脱硫系统的运行。喷淋组件及喷嘴均匀覆盖脱硫塔上流区的横截面。

脱硫后的烟气通过机械除雾器减少烟气中携带的水分，经过两层除雾器处理后，烟气的水分携带量小于75mg/Nm3。除雾器采用传统的顶置式，布置在脱硫塔顶部，除雾器由防腐性能较好的PP（聚丙烯）材料制作，以防止被烟气及浆液腐蚀，型式为水平折流型，除雾器定期用清水冲洗，以防止阻塞而造成除雾效果降低。考虑到堵塞和除雾效果两个相互矛盾的因素，两级除雾器采用同等高度，适当加大叶片间距，以减小除雾器堵塞的概率。

烟气净化后经机械除雾，再进入深度净化装置电除雾器。电除雾器利用高压脉冲直流电、电场驱动烟气内微细烟尘，使其加速沉降于阳极表面，以除去烟气中的尘粒，对吸收塔机械除尘器过滤后残留的液滴和烟尘进行二次捕捉、净化。

3.3 烟道及膨胀节

烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。烟道采用碳钢制作，烟道外部进行充分加固和支撑，以防止颤动和振动，且在各种烟气温度和压力下都能提供稳定运行。所有烟道在适当的位置都配有足够数量和大小的人孔门，以便于烟道（包括补偿器）的维修检查和清除积灰。另外，人孔门与烟道壁分开保温，便于开启。

膨胀节材质为金属材料，位于水平烟道接触低温湿烟气的膨胀节通过膨胀节框架排水。排水返回FGD区域的排水坑，排水配件采用FRP/合金材料制作，以避免腐蚀。膨胀节在所有运行和事故条件下都能吸收全部连接设备和烟道的轴向和径向位移。

4 运行效果

《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376-2013）对烧结（球团）大气污染物的排放浓度限值见表4，该标准自2017年1月1日起实施。该脱硫系统自建成投入运行以来，连续稳定运行，颗粒物、二氧化硫及氮氧化物的排放浓度均符合要求。图1为2017年2月1日至2月10日的在线监测数据，图2为人工监测数据。术成熟，系统运行稳定可靠，颗粒物、二氧化硫及氮氧化物排放浓度能够满足《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376-2013）表中“大气污染物排放浓度限值（第三时段）”要求。

表4 大气污染物排放浓度限值（第三时段） （单位：mg/m3）

图1 在线监测数据

（2）采用石灰石-石膏法对球团烟气脱硫，脱硫装置设计应与球团负荷变化相匹配，应考虑烟气中氯化氢（HCl）、氟化氢（HF）等其他污染物对脱硫装置的影响。

（3）随着国家对大气污染物排放要求日趋严格，氮氧化物、二英等污染物的治理也将逐步开展，因此，脱硫装置应具备脱除其他污染物的扩展能力。

（4）脱硫塔内设计新型湿式电除雾深度除尘技术，可捕集脱硫净化湿烟气中的细微粉尘、酸雾、部分饱和水蒸气及汞等，同时实现对脱硫塔后PM2.5、气溶胶微粒等多种污染物的深度脱除。

（5）烟气脱硫系统中的设备、设施、管网及各种型式的阀门等，应考虑防腐、耐磨、防垢和防堵措施。

（6）脱硫系统内的管道系统布置应做到简捷、美观

图2 在线监测数据

5 结论

（1）石灰石-石膏法脱硫工艺运用于球团设备，技便于安装维护，流速合理，强度和刚度足够，并应特别注意防震动、防磨损、防腐蚀、防结垢、防堵塞。

[1]郭永强，于晓晶.钢铁工业的球团烟气脱硫技术[J].污染防治技术，2013（8）：88-89.

[2]张智，康兴东，等.石灰石-石膏湿法脱硫法在南钢竖炉球团烟气中的应用[J].能源研究与利用，2015（4）：53-55.

Application of Lime-gypsum Technology in Flue Gas Desulfurization of Oxidized Pellets

WEI Guang-ping
(Laiwu Branch of Shandong Iron & Steel Co., Ltd, Shandong Laiwu 271100, China)

The paper introduces the application of the lime-gypsum technology in flue gas desulfurization of 600,000 tons oxidized pel¬lets, including the composition of desulfurization system, main device characteristics and operation effect. The flue gas desulfurization of pellets uses the technology, its technology is mature and the operation is stable. The sulfur dioxide and nitrogen oxides as well as particulate matters can always comply with the emission standards.

lime-gypsum process; oxidized pellets; flue gas desulfurization

X701

A

1006-5377（2017）06-0052-03