富硫气管道净化排水装置改造

摘 要：介绍了烧结生产过程中产生大量烟气，烟气通过脱硫脱硝工序中吸附塔内的活性炭吸附，活性炭在解析塔里进行解析，产生富含SO2的混合气体，混合气体通过管道和风机输送至制酸系统，在混合气体输送过程，烟气温度下降，输送富硫气在管道内产生冷凝水。管道内冷凝水会与富硫气中SO2和SO3形成稀酸，加剧富硫气管道与冷凝水外排系统腐蚀，降低设备使用寿命，产生漏酸漏气等安全事故，影响正常生产过程，所以管道内冷凝水需要定期外排。通过实施改造方案，解决生产过程中存在的问题，该方案结构简单、使用方便，利用大气环境与富硫气管道内压差，实现了无动力排水，且在正常生产过程中排水一直在自动持续进行，极大程度减少稀酸带来的危害，避免人工定期排水存在的劳动强度大、工作环境差及安全健康隐患，大大提高了排水的效率和效果。

关键词：富硫气管道；冷凝水；无动力排水；改造；压差

Abstract：The paper introduces a large amount of flue gas produced in the sintering production process， the flue gas is adsorbed by activated carbon in the adsorption tower in the desulfurization and denitrification process， and the activated carbon is analyzed in the analysis tower to produce the mixed gas rich in SO2， and the mixed gas is transported to the acid production system through the pipeline and fan. During the mixed gas transportation process， the temperature of the flue gas drops， and the transportation of sulfur-rich gas will produce condensate in the pipeline. The condensate water in the pipeline will form dilute acid with SO2 and SO3 in the sulfur-rich gas， which will aggravate the corrosion of the sulfur-rich gas pipeline and the condensate drainage system， reduce the service life of the equipment， and cause acid and gas leakage and other safety accidents， affecting the normal production process. Therefore， the condensate water in the pipeline needs to be drained regularly. This paper describes a transformation scheme to completely solve the problems in the production process. The scheme is simple in structure and easy to use. It makes use of the atmospheric environment and the pressure difference in the sulfur-rich gas pipeline to realize no power drainage. It also avoids the labor intensity， poor working environment and safety and health hazards existing in manual regular drainage， and greatly improves the efficiency and effect of drainage.

Key words： sulfur-rich gas pipeline; condensate water; no power drainage; transform; differential pressure

0 前 言

在钢铁生产中，烧结工序产生大量烟气，需要对生产中产生的烟气进行净化，避免污染环境，同时对烟气中的各种有用物质进行收集，以达到综合利用，降低生产成本。在净化过程中，烟气通过脱硫脱硝工序中吸附塔内的活性炭吸附，活性炭在解析塔里进行解析后，产生富含SO2的混合气体，富含SO2混合气体输送至副产品系统。输送过程中需对富硫气体进行净化，一般采用流程为“烟气预除尘高温袋滤器→两级动力波洗涤器填料塔→两级电除雾器”的绝热蒸发稀酸洗涤工艺流程，整体过程中富硫气管道为负压。

解析后烟气约400 ℃左右，含尘20 g/Nm3的高温烟气首先进入烟气预除尘高温袋滤器除去95%左右的烟尘，然后进入第一动力波洗涤器与循环液相接触，洗去其中的大部分HF、HCl等杂质后，经过气液分离，炉气温度降至约83 ℃左右，出第一动力波洗涤器的进入第二动力波洗涤器进一步洗涤烟气中的等有害杂质，出第二动力波洗涤器的烟气绝大部分杂质已被清除后再进填料洗涤塔进行进一步洗涤、降温[1]。

1 存在问题

在实际生产过程中，富硫气在洗涤后湿度提升，烟气温度下降，输送富硫气会在管道内产生冷凝水。管道内冷凝水会与富硫气中SO2和SO3形成稀酸，稀酸的产生会造成副产品产量下降，同时会加剧富硫气管道与冷凝水外排系统腐蚀，降低设备使用寿命，产生漏酸漏气等安全事故，影响正常生产过程，所以管道内冷凝水需要定期外排。目前，外排冷凝水的方法为降低管道内负压，员工在现场开阀门放水，这种解决方法过程复杂，破坏稳定生产节奏，参与调整设备多，解决问题效果差，过分依赖人工，员工劳动强度大，作业较为危险，且定期操作管道内会积攒冷凝水，不利于设备长周期运行，成为生产中长期没有得到解决的问题，亟待技术人员进行有效解决。

2 分析问题解决方案

鉴于以上生产过程中存在的问题，要解决的技术问题是提供一种烟气净化的富硫气管道排水装置，这种排水装置可以对富硫气管道中的冷凝水进行自动排放，避免富硫气与冷凝水形成的酸液对管道的腐蚀，延长设备使用寿命，保证设备的长期稳定运行，节省生产成本，同时不用人工操作，减轻了员工劳动强度和对健康的不利影响。

烟气净化的富硫气管道排水装置，包括导流器、排水管、阀门、液封槽，导流器为锥形漏斗，导流器的锥形漏斗的上端连接在富硫气管道的管壁上，导流器的锥形漏斗的下端与排水管的上端相连接，排水管上安装有阀门，排水管的下方放置液封槽，液封槽为上端面开口的长方形槽体，液封槽内注入水，排水管的下端插入到液封槽的水中。烟气净化的富硫气管道排水装置，所述液封槽的槽壁上部有溢流口，液封槽的上方安装有补水管，补水管的出水口与液封槽的上端开口相对。烟气净化的富硫气管道排水装置中富硫气管道为负压状态，排水管插入液封槽水中后，排水管下端受到的水压为富硫气管道的负压上限1.5倍。

3 问题解决方案实施

图1显示，导流器为锥形漏斗，导流器的锥形漏斗的上端连接在富硫气管道的管壁上，导流器的锥形漏斗的下端与排水管的上端相连接。排水管上安装有阀门，排水管的下方放置液封槽，液封槽为上端面开口的长方形槽体，液封槽内注入水，排水管的下端插入到液封槽的水中。由于富硫气管道为负压状态，排水管插入液封槽水中后，大气环境与富硫气管道的压差使液封槽的水进入排水管，在排水管内形成液柱，液柱的高度等于大气与富硫气管道负压的差值所对应的液柱水的重量。在实际操作中，可以按照富硫气管道负压上限的1.5倍设计液封槽5的蓄水量与排水管3的高度，使排水管3下端受到的水压为富硫气管道1的负压上限1.5倍，同时液封槽5内蓄水量需大于富硫气管道1负压在排水管3内形成的水柱水量，液封槽5的槽壁上部有溢流口6，在富硫气管道1排出的冷凝水过多时，可以从溢流口6排出液封槽5，液封槽5的上方安装有补水管7，补水管7的出水口与液封槽5的上端开口相对，补水管7可以向液封槽5内补水，可预防排水管3下端露出液封槽5水面，造成空气从水管3进入富硫气管道1。

4 问题解决方案具体使用操作过程

在正常生产过程中，富硫气管道1为负压生产，阀门4在生产过程中处于常开状态，由于大气与富硫气管道1存在压差，排水管3内会形成高于液封槽5液面水柱，液封槽5内蓄水量需大于富硫气管道1负压在排水管3内形成的水柱水量；当富硫气管道1产生冷凝水时，冷凝水由导流器2引至排水管3内，根据富硫气管道1负压情况，排水管3内水柱高低发生变化，当负压变低时，排水管3内的水柱变低，多余水流至液封槽5内，当液封槽5内液位高于溢流口6，水由溢流口6流至外排管道，当液封槽5缺水时，开启补水管7进行补水，富硫气管道1内冷凝水排出处于动态平衡当中。

5 结 论

该解决方案达到的效果是：排水管上端与富硫气管道相连接，排水管的下端插入到液封槽的水中，大气环境与富硫气管道的压差使液封槽的水在排水管内形成液柱，对排水管形成液封；富硫气管道内的冷凝水流至排水管，排水管根据压差进行自动排水至液封槽，实现对富硫气管道的冷凝水自动排放；阀门可以控制排水管的关闭和开启；补水管可以向液封槽内补水，可预防排水管下端露出液封槽水面，造成空气从排水管进入富硫气管道。

该解决方案结构简单、使用方便，利用大气环境与富硫气管道内压差，实现无动力排水，且在正常生产过程中排水一直在自动持续进行，极大程度上减少了稀酸带来的危害，还避免了人工定期排水存在的劳动强度大、工作环境差及安全健康隐患，大大提高了排水的效率和效果。

参考文献

[1] 傅文娟. 浅谈某烧结机活性焦烟气脱硫脱硝工程的优化改善[J].山东化工，2022，51（21）：158-159+165.

第一作者：马炜，男，27岁，助理工程师

收稿日期：2024-08-09