1、前言
经过对各种脱硫工艺论证对比,2008年韶钢四号烧结机的烟气脱硫最终选用湿式镁法脱硫工艺。在这几年的生产实践,我们不断对该系统进行设备改造和工艺优化。至今,该系统运行正常,其一些主要指标(如脱硫效果、脱硫剂消耗等)且优于设计值。
2、韶钢烧结烟气脱硫MgSO4˙7H2O回收系统
1)、工艺流程:
蒸发→冷却结晶→离心分离→干燥→自动包装。
2)、回收系统实景:
3.主要工艺特点:
1)、工艺较成熟,脱硫效率高,不同工况适应性强
该脱硫工艺充分考虑到烧结烟气系统阻力稳定,生产操作;生产风量、及烟气温度、二氧化硫浓度及负荷变化与波动等工况;而且脱硫效率很高,一般控制在95%以上,甚至可以实现SO2接近零排放。脱硫反应迅速,效果调整的滞后时间相对较短。
2)、系统控制成熟,运行维护简便
该脱硫系统通过上位机CRT的模拟图控制全系统各阀门、电动机等,实现手动、自动及机旁控制。除制备作业外,其它均可实现全自动化操作,其中包括自动检测系统进口烟气压力,实现自动调节主风机阀门,与烧结主抽风量匹配一致,确保烧结机生产稳定顺行;以及自动检测吸收塔PH值,并补充脱硫剂和自动检测吸收塔内脱硫液比重,控制塔内排液量等。
由于镁基脱硫副产品的亚硫酸镁、硫酸镁溶解度较高,其固体悬浮物是松散的极细粉末,不易沉积,而且脱硫是在溶液水循环状态下进行,不必担心有盐份析出,所发生的积垢、结块、磨损、管路堵塞等故障相对较少,同时,镁法较高的PH值,设备腐蚀问题也在一定程度有所缓解。
3)、脱硫剂资源丰富,货源稳定
我国镁资源丰富,目前已探明的储藏量占全世界的80%左右。烟气脱硫用氧化镁在中国具有独特的资源优势和可靠的资源保障。
4)、项目投资及运营成本低
由于氧化镁好的脱硫反应性能,采用镁基脱硫所要求的液气比可以减少为钙基脱硫的1/2以下,其吸收塔尺寸仅为钙基脱硫剂的65%,脱硫塔的高度和直径都减少,同时,由于MgO的分子量是CaO的71%,是CaCO3的40%,因此,去除等量的SO2所需MgO要比钙基少,其运输系统、储存系统,熟化系统,脱硫剂供应系统也比钙基简、小。其设备选型和装机容量也相对钙基脱硫小,整体脱硫系统的投资费用不仅可以减少20%以上,水、电、汽等动力消耗也相对较小,运行费用较低,还节省了占地面积。
5)、副产品回收价值高,处理量少,二次污染的问题也相对较小。
副产品可回收利用,产品主要为mm级MgSO4˙7H2O,综合利用价值很高。其回收工艺技术已比较成熟,国内也已经有不少成功的生产实例。
镁法脱硫相比其它脱硫工艺,其脱硫渣(副产品)少了很多。生产过程的工作量(如制备、水处理量)、废物运输及系统内部物料输送量等均相对较少。
4.工艺装备的优化改造
1)、脱硫剂制备工艺及装备优化改造
由于所用脱硫剂氧化镁颗粒小(-200目),在制备过程中,人工开袋及投料时,尽管配有一个布袋除尘器和一台湿式除尘器,但二次扬尘还是比较严重,通过调整工艺操作及设备整改,这一问题基本得到解决。
2)、管道系统的优化改造
a在管径变化及弯头处,采用防堵装置。
b部分主要管路采用软接式。
C外排液及水处理系统管路,全部改用PVC材质。不需防腐,降低成本。
3)、系统防腐优化改造
烧结废气中除含有SO2外,同时含有SO3、HCL和HF等酸性物质。而湿法脱硫时,它们大都以较少直径(10μm以下)的细微气溶胶的状态存在。所以,烟道、烟囱、脱硫塔及主要管路必须采取防腐处理措施或采用耐腐蚀材料。
(1)吸收塔底板、集液池壁板、冷却塔、氧化罐等低温补强和磨蚀的激烈对流区,带有固体颗粒的浆液,在搅拌作用下会带来磨损;考虑液体流动产生磨损腐蚀(湍动摩擦)及温度变化不大等工况,采用麻石防腐,降低成本。
(2)原烟气烟道高温区,考虑耐酸,耐热性能及耐磨(烟气中灰尘较多)等因素,采用耐温镘涂型乙烯基酯鳞片树脂防腐工艺。
(3)吸收塔本体及出口烟道等低温区,一般温度只有400C至750C左右,考虑亚硫酸产生内衬层渗透腐蚀及低温热应力破坏及防磨等工况。采用标准型鳞片树脂+FRP+耐磨型鳞片树脂防腐工艺。
(4)制备系统含氢氧化镁储存罐等设备,因是碱性介质,取消防腐。
(5)水处理系统管路全部改用PVC材质,不作防腐。
从目前运行情况来看,系统防腐基本满足生产、工艺及成本要求。
4)、SS的达标排放
系统设计Al2(SO4)3及聚丙烯酰胺制备装置,将配制好一定浓度的Al2(SO4)3溶液及聚丙烯酰胺溶液按一定顺序加入不同凝聚槽,从而有效去除凝集外排水中的无机物及有机物的悬浮物,实现SS达标排放。
5)、淋喷系统改造
6)、外排水重金属达标排放
废水中含有的Cd、Pb、Zn等普通重金属元素,采用传统的沉淀法去除,部分特征重金属(如Ti)是痕量元素,利用某具有重金属离子抛光处理特性的捕捉剂去除。
7)、操作工艺优化
操作合理控制的两个主要工艺参数:PH值、吸收塔排液比重
5.综合评价
1)、经过优化改造,烧结烟气镁法脱硫工艺在韶钢的应用比较成功
(1)工艺、设备相对成熟、可靠;投资和运行成本较低,尤其是动力消耗相对较低
(2)脱硫效果好,脱硫率一般控制在95%以上,最高可接近零排放。
(3)脱硫渣较少,处理副产品量少.管道及设备磨损较其它湿法脱硫工艺要相对轻微
2)、需进一步优化和完善
a、防腐、防堵塞及一些主要设备的选型等问题
b、“酸雾”现象
c、一些主要自动化控制元器件(如比重、PH值的自动检测)和计量仪器(如液位计)等,未应充分考虑工况及维护维修可操作性,可靠性较差。
3)、该脱硫工艺的关键是脱硫剂的品质保证
脱硫剂(氧化镁)的质量除成分等要求外,其煅烧温度(轻烧),粒度大小及其运输、制备、贮存过程中防水、防潮、防CO2等方面要求较高。否则,会影响其活性度,降低脱硫效率,增加脱硫剂的消耗,加剧设备磨损和堵塞现象。并增加系统内部物料输送量、脱硫剂制备作业和水处理作业的工作量等一系列问题。
4)、湿式镁法脱硫工艺的局限性
6.结束语
由于4#烧结机采用湿式镁法脱硫工艺比较成功。并积累大量该工艺的生产和操作经验。所以,韶关钢铁现在的5#、6#烧结机烟气脱硫也全部采用该脱硫工艺。使我们公司烧结烟气实现全部脱硫排放。并对其脱硫副产品MgSO4˙7H2O回收利用。
原标题:韶钢烧结烟气镁法脱硫工艺评价及优化