烧结烟气脱硫技术比较浅析

～　源　鬈　烧结烟气脱硫技术此较浅析　李希昌１周玉春２　烧结是钢铁生产中一个重要工序．但烧结过程中会产生大量富含ｓｏ。气体的废气，对大气造成严重污染，烧结烟气　ｆ　１　山东省莱钢工程管理部　２　山东省莱钢技改工程指挥部　山东莱芜　２７１　１０４）　摘要脱硫是控制大气ｓｏ２污染的重点。按脱硫副产品方案分类，脱硫技术可分为抛弃法和回收法两种方式。回收法中的再生胺吸附　解吸法脱硫效率高、工艺流程简单、环保实效、经济可行、配置灵活，有很好的推广意义和发展前景。　关键词　烧结烟气脱硫工艺　再生胺吸附解吸法　中图分类号：Ｘ７０１．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—９０６４（２０１０）０４—０１０２—０２　表１　抛弃工艺性能比较表　烧结是钢铁生产中一个重要工序．但烧结过程中会产生　大量富含Ｓ０，气体的废气．对大气造成严重污染　据１００多　家钢铁企业的统计结果显示．全国共有烧结机６００多台．烧　结面积约为５００００ｍ￣．生产能力每年为４亿多ｔ　２００６年和　２００７年钢铁企业排放ＳＯ　约占工业ＳＯ，排放总量的７％，而　烧结工艺过程中产生的Ｓ０，年排放量约占钢铁企业年排放　量的４０％　６０％。因此，控制烧结生产过程中ＳＯ，的排放，是　控制钢铁企业ＳＯ　污染的重点，更是控制大气ＳＯ，污染的重　点。　工程应用　企业　工艺类型　北锡　气　工程研究所　湿法　中国科学院　半千法　西门子一　奥钢联　干法　烧结机烟气脱硫烧结机烟气脱硫　（济钢１２０ｍ。）　（奥地利茨２６０ｍ。）　８０～２５０　≤１０００　８５—９５　１０３０　４２４．３　～烟气温度／℃　ｓ０２入　浓度／（ｎ】　Ⅲ　）　１２０—１５０　１０５０　≤ｌｏｏ　ＳＯ２出口浓度／（ｍｇ／ｍ　）　脱硫效率／％　脱硫剂消耗量／（ｔ／ｈ）　脱除每ｔ　ＳＯ２费用／元　≤１ｏｏ　１＞９５　１　２　２０７９　ｌ　烧结烟气脱硫现状及存在问题　１．１　烧结烟气脱硫现状　６０　≥９ｏ　１．０１３　低浓度Ｓ０，烟气处理所采用的脱硫工艺实际投入运行　的仅１０多种．而且大部分处于中试或开发阶段　国内外已建　烟气脱硫设施以燃煤电厂居多．脱硫技术研究也以电厂为　６０００　ｌ８００　时．脱硫石膏主要用于生产石膏板材．或作为添加剂用于水　泥生产，但脱硫石膏与天然石膏相比存在以下２点问题：ａ．　脱硫石膏中有害杂质含量较高．影响了脱硫石膏的再利用。　主。烧结烟气脱硫刚刚起步．但烧结烟气脱硫技术是可以借　鉴电厂烟气脱硫已有的成熟技术　脱硫技术按脱硫副产品方　案分类可分为抛弃法和回收法２种方式　１．２　烧结烟气脱硫存在问题　ｂ．脱硫石膏中水分含量较高．一般在１０％．而天然石膏含水　量在３％左右．因此脱硫石膏需经干燥后才能加以运用　所　以．副产石膏存在运输及堆存填埋的问题　（２）循环流化床半干法脱硫以细磨生石灰粉为脱硫剂．　抛弃法的代表性工艺为石灰石一石膏法和循环流化床半　干法等　回收法工艺种类较多．针对不同的回收产品相对应　的工艺方案有亚钠法、水镁法、氨酸法、柠檬酸钠法以及再生　胺吸附解吸法等。每种方案都有自身的优缺点　脱硫工艺的　选择取决于不同使用方法对脱硫剂来源及脱硫产品的销售　适应性等　资源充足，脱硫设施简单．运行成本较低。但脱硫灰渣使用范　围受限，不能大量、有效地综合利用以降低脱硫运行成本。　（３）ＭＥＲＯＳ法对烟气量、温度、ＳＯ　浓度等的波动具有较　大的适应性，且处理效果稳定，出气口烟尘及Ｓ０　浓度能保　持较低水平　脱硫剂如采用小苏打成本相对较贵．采用熟石　２烧结机烟气脱硫技术比较　根据国内外烧结机烟气脱硫现状．选取几种典型脱硫丁　艺进行分析比较：　２．１　抛弃法脱硫工艺技术　灰相对便宜．但要添加活性炭等吸附剂。同时．采用该种工艺　有脱硫副产物产生　２－２　回收法脱硫工艺技术　回收法的基本原理是通过各种特定的吸附剂对烟气中　所含ＳＯ：进行吸附，完成吸附过程而产生的富含Ｓ０　的吸附　目前抛弃法代表性工艺有湿式石灰石一石膏法（湿法）、　循环流化床（半于法）和ＭＥＲＯＳ法（干法）等。各种抛弃工艺　性能比较详见表１（已有应用工艺）　剂，通过加热或其它方式将吸附剂所含的ＳＯ　解吸出来（再　生），产生出纯净的ＳＯ：气体，用于生产硫酸或液体ＳＯ　，再生　后的吸附剂重新回用于前段ＳＯ，吸附过程　以硫酸或液体ＳＯ，作为回收产品方案的代表性脱硫工　（１）石灰石一石膏法以石灰（石）为固硫剂，以石膏为脱硫　副产物。该系统工艺流程较长，占地面积大，运行费用高。同　作者简介：李希昌（１９５８～），男，山东新泰人，山东省莱钢工程管理部高工，本科，主要从事工程管理。　２０１ｏ．Ｎｏ　４　⑦　表２回收工艺性能比较表　技术使用情况　星　呈萼　豢　暑　麦磊蚕用于硫　由美国电力公司开发，应用于费城电　由加拿大联合碳化学公司于１９９０年发　厂２套３５０ＭＷ机纽、２套２００ＭＷ机组　明，目前在化工、电厂、烧结脱硫等行　烟气脱硫　业得以运用　吸附剂　卞宁檬酸一柠檬酸钠溶液（Ｎａ　Ｃｉ）　氢氧化镁溶液（Ｍｇ（ＯＨ），）　特级二胺溶液（ＲｌＲ２Ｎ—Ｒ３一ＮＲ４Ｒ５）　解吸方式　采用蒸汽加热，解析温度１１０。Ｃ　采用煅烧方式，煅烧温度：～６７０＇：Ｃ　采用蒸汽加热，解析温度１１０％　反应能力和对　ｓ０　的吸附强度　吸附强度较小，易解吸，吸附量大，常　吸附量大　用于高浓度ｓ０２烟气条件（８０磬／１）　反应能力强　吸附强度高　吸附液易被氧化，使崩周期短；尾气　需采用煅烧方式再生，流程复杂，能耗　为达到强吸附能力，必须设置烟气净　技术优缺点　ＳＯ，含量较高，无法达标排放；吸附液　相对较高；中国氧化镁含量非常丰富，　化装置，满足烟气入塔的温度及含尘　更换是运行费用增加的主耍原因；系　价格较低，回收氧化镁循环使用经济　条件；低阻的规整填料塔、低液气比使　统占地面积相对较小　性较差；煅烧再生造成系统能耗大大　得运行费用相对较底。占地面积相对　提高；占地面积相对较大　较小　技术的町使用性　蘩　鼍　法运用于脱硝、脱　使用性能单一，尤法运用于脱硝、脱　汞、脱ＣＯ，等领域　较好的技术可升级性，能适应脱硫、脱　硝、脱汞、脱ＣＯ，等要求　艺有：柠檬酸钠吸附解吸法、氧化镁再生Ｔ艺及再生胺吸附　电渗析装置　解吸法等湿法回收工艺　各种回收二ｒ艺性能比较详见表２　ＲｌＲ２ＮＨ＋＿Ｒ３一ＮＲ４Ｒ５＋Ｘ　—｝ＲｌＲ２Ｎ—Ｒ３一ＮＲ４Ｒ５＋ＨＸ　（】）柠檬酸钠吸附解吸法在国内有色和化下行业已有较　该过程通过一个滑流电渗析净化装置将吸附过程中产　多的使用案列，但因其吸附液存存易氧化、易结晶等问题，在　生的部分“热稳定性盐”排出系统．是保证系统平衡的重要技　很大程度上限制该种技术的推广使用　术手段．该装置利用亚硫酸盐或亚硫酸氢盐来置换不可再生　（２）氧化镁再生工艺是将反应生成的亚硫酸镁通过提纯　的强酸根阴离子　结晶后．采用煅烧方式分解亚硫酸镁．产生Ｓ０，气体及氧化　２．３＿２再生胺吸附解吸工艺技术特点　镁．但氧化镁再生］＿艺的优越性主要体现在对Ｓ０，的脱除过　（１）脱硫效率可达到９９．８％，工艺流程简单．系统运行可　程较为简单、对系统要求较低　但作为一种再生二ｒ艺．因煅烧　靠、运行简便，可升级性高：　能耗较高．并且中国富产镁矿，价格相对于国外要便宜很多．　（２）无危险的化学物或小于ＰＮ２．５的颗粒产生．系统无　经济性能较差是该工艺无法在同内推广使用的主要原冈　二次污染问题：　（３）再生胺吸附解吸技术作为一种新兴的湿法回收技　（３）回收高商业价值的副产品，降低运行成本，实现循环　术．由加拿大Ｃａｎｓｏｌｖ公司推出．是其在原有单胺吸附液的基　经济：　础上开发出特种二胺（Ｒ．Ｒ：Ｎ—Ｒ　一ＮＲ　Ｒ　）吸附液，解决了吸　（４）经济可行性，脱硫设施建设费用相对较低．系统占地　附液抗氧化问题．．　同时在很大程度上降低　解吸能耗　面积小：　２．３再生胺吸附解吸法　（５）配置灵活，吸附工序与再生工序既可就近配置．也可　分开配置．有利于老厂改造的实施　２＋３．１　再生胺吸附解吸工艺技术原理　３　结语　（１）吸附液对强酸根离子的吸附反应：　通过对上述几种Ｔ艺方案的综合比较．抛弃法工艺都有　ＲｌＲ２Ｎ—Ｒ３一ＮＲ４Ｒ５＋ＨＸ—｝ＲｌＲ２ＮＨ　＿Ｒ３－ＮＲ４Ｒ５＋Ｘ一　式中的Ｘ表示烟气中所代表的强酸根离子，如：ＣＬ一、　废弃物产生．容易对环境造成二次污染　回收丁艺中柠檬酸　钠吸附解吸法因工艺特性不适合运用于处理低浓度Ｓ０，娴　ＮＯ３及５０４２．等．ｘ一可提高吸附液的抗氧化能力及降低再生能　气　氧化镁再生工艺流程相对较为复杂．系统能耗较大．较难　耗．是其它湿法Ｔ艺不具备的特性之一．．　推广。　（２）对烟气中Ｓ０　的吸附过程：　再生胺吸附解吸法吸附剂具有无毒、无害、无腐蚀性、在　Ｒ１Ｒ２ＮＨ　一Ｒ３一ＮＲ４Ｒ５＋ＳＯ２＋Ｈ２０—｝ＲｌＲ２ＮＨ　～Ｒ３一ＮＨ　Ｒ４Ｒ５＋ＨＳ０３　常温下无挥发性等优点．使该项工艺技术的综合技术性能要　该反应式表达吸附液对ＳＯ　的吸附过程，吸附剂对ＳＯ：　优于其他脱硫技术　尤其是莱钢银前２６５ｍ２烧结烟气脱硫和　的选择吸附能力要远强于其它种类吸附液．使得再生胺吸附　永峰１８０ｍ２烧结烟气脱硫工程的成功．证明该工艺效果显　解吸Ｔ艺对吸附液的循环量要求较低．大大降低了系统运行　著　运行稳定，为我国钢铁企业烧结烟气脱硫树立了一面旗　能耗　帜．有很好的推广意义和发展前景。　（３）吸附液再生（解吸１反应：　参考文献　ＲｊＲ２ＮＨ　一Ｒｊ—ＮＨ　｝　ｊ＋ＨＳ０３—　Ｒ】Ｒ２ＮＨ　一Ｒ）一ＮＲ４Ｒ５＋Ｓ０２＋Ｈ２０　１　济铜安全环保处．济钢１２０ｍ　烧结机烟气脱硫技术．冶金环境保护．　吸附液中对强酸根离子吸附产生的盐是一种热稳定性　２００８（５）　盐．不挥发、不可加热再生。一方面降低了解吸能耗．另一方　２唐胜卫．丁希楼．赵凯．马钢烧结烟气脱硫工艺技术研究．冶金环境　面保证了ＳＯ，副产品的高纯度　保护，２００８（５）　３　朱晓华．何鹏．适合在烧结脱硫领域推广的循环流化床烟气脱硫技　（４）吸附液净化过程：　术．冶金环境保护．２００８ｆ５）　２ｏ１　ｏ．Ｎｏ，４　源～