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首鋼球團煙氣脫硫工藝及設備優(yōu)化與改造

 　　首鋼1 # 氧化球團生產線采用鏈篦機 - 回轉窯 - 環(huán)冷機工藝，其煙氣脫硫采用脫硫除塵一體化的密相塔半干法脫硫技術。原生產原料 85% 為低硫自產磁精礦粉，設計進口煙氣SO 2 含量≤800 mg/m 3 ，隨著高硫秘魯精礦粉配加比例逐步提高至 40% 后，脫硫塔進口煙氣SO 2 含量由750 mg/m 3 升高至1 100 mg/m 3 。通過對循環(huán)灰輸送工藝、密相塔加灰工藝、循環(huán)灰加濕攪拌裝置、除塵進口布風工藝等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化與改造，保證了外排煙氣出口SO 2 含量≤180 mg/m 3 。

　　1 前 言

　　首鋼1 # 氧化球團生產線采用鏈篦機 - 回轉窯 - 環(huán)冷機工藝進行生產，設計生產能力120萬 t/a。于2013 年 8 月底完成脫硫系統(tǒng)工藝改造，投入運行。采用脫硫除塵一體化的密相塔半干法脫硫技術對球團生產煙氣進行脫硫，設計脫硫塔進口煙氣SO 2 含量 ≤800 mg/m 3 。2014 年1 月份首鋼開始進行提鐵降硅工業(yè)生產實踐，對配礦工藝進行了調整。隨著秘魯精礦粉配加比例逐步提高至40% 后，脫硫塔進口煙氣SO 2 含量由750 mg/m 3 升高至1 100 mg/m 3 。通過對循環(huán)灰輸送工藝、密相塔加灰工藝、循環(huán)灰加濕攪拌裝置、除塵進口布風工藝等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化與改造，提升了脫硫工藝的脫硫效率，實現(xiàn)了脫硫工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定控制，設備運行平穩(wěn)，保證了外排煙氣出口SO 2 含量≤180 mg/m 3，達到了本地環(huán)保部門規(guī)定的 180 mg/m 3 以下標準。

　　2 脫硫工藝簡介

　　球團煙氣脫硫工藝系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、密相塔系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、脫硫劑儲備輸運系統(tǒng)、脫硫劑循環(huán)輸送系統(tǒng)、副產物儲備輸運系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)，及其與之配套的供水、供電、供氣設施等構成，其主要設計參數(shù)見表 1。

　　

 　　工作原理:脫硫除塵一體化的密相塔半干法脫硫技術是一種以鈣基脫硫劑 CaO 為主的增濕類煙氣脫硫技術，細粉狀脫硫劑在加濕混合器內加濕混合，水均勻分配到顆粒表面，加濕后的脫硫劑與 SO 2 在脫硫塔內進行脫硫反應。球團煙氣脫硫工藝流程如圖 1 所示。

　　

　　3 工藝優(yōu)化及改造

　　3. 1 問題的提出

　　首鋼球團廠一直采用首鋼礦業(yè)公司自產精礦粉為生產原料。為了提高球團礦品位和綜合入爐品位，降低高爐渣比與焦比，提高高爐利用系數(shù)與技術經濟指標，自2014 年1 月份開始進行提鐵降硅工業(yè)生產實踐，改用 60% 的自產精礦粉 +40%秘魯精礦粉進行氧化球團生產。經檢測，自產精礦粉與秘魯精礦粉的含硫量分別為0. 089% 與0. 18%。原料改變的直接后果是生產煙氣中二氧化硫的含量大幅提高，脫硫裝置進口煙氣SO 2 含量由750 mg/m 3 升高至1 100mg/m 3 。為了達到本地環(huán)保部門規(guī)定的外排煙氣出口SO 2 含量≤180 mg/m 3 的要求，對原有的脫硫系統(tǒng)進行了優(yōu)化與改造。

　　3. 2 改造脫硫塔底灰斗，提高脫硫劑循環(huán)量

　　原設計脫硫塔的塔底為平底，布置有1 # 、2 # 、3 # 脫硫劑循環(huán)出料口，靠近煙氣進口的為1 #出料口，1 # 出料口上方正對著經雙軸攪拌加濕機加濕攪拌后的加料下灰口，循環(huán)脫硫劑經加濕攪拌后進入脫硫塔，與煙氣中的SO 2 發(fā)生化學反應，形成硫酸鈣和亞硫酸鈣，從而脫除煙氣中的SO 2 。加濕攪拌后的脫硫劑進入脫硫塔后，由于自身重力，并不能全部隨煙氣流一起進入脫硫塔上方繼續(xù)參與脫硫反應，其中的大顆粒依粒徑大小依次落入1 # 、2 # 、3 # 出料口，在出料口處由氣力輸送方式輸送至雙軸攪拌加濕機內，反復以上過程。從而導致塔底的循環(huán)脫硫劑系統(tǒng)出現(xiàn)“短路”現(xiàn)象，大顆粒脫硫劑不能參與脫硫系統(tǒng)的大循環(huán)，水分和質量越長越大，形成了局部惡性循環(huán)。塔底的“平底船式”灰斗結構加劇了這一過程，大量脫硫劑堆積于死角并出現(xiàn)板結，導致灰斗的實際利用空間大幅降低，嚴重時造成塔底1 # 、2 # 給料機及輸灰管道出現(xiàn)堵塞，影響脫硫效果。為了解決此問題，將脫硫塔原設計的“平底船式”大灰斗改造為3 個錐形料斗，使脫硫劑在灰斗內不能留存，全部參與系統(tǒng)的循環(huán)，提高了脫硫劑的循環(huán)量，促使脫硫劑加水過程更加均勻，塔底脫硫劑水分降低了0. 4% ～0. 5%，雙軸加濕機循環(huán)脫硫劑白灰的水分降低了0. 6% ～0. 8%，為后期增大加水量、提高脫硫率提供了條件?；叶犯脑烨昂蟮乃酌摿騽┧?、雙軸加濕機循環(huán)脫硫劑水分對比分別見表2與表3，灰斗結構改造示意見圖2。

　　

　　3. 3 優(yōu)化循環(huán)脫硫劑工藝管道，提高循環(huán)速率

　　脫硫塔有一個新脫硫劑加入點，新脫硫劑由脫硫劑倉用氣力輸送方式通過該點直接打入脫硫塔。另有3 個循環(huán)脫硫劑加入點，其中1 個是脫硫塔底灰斗脫硫劑循環(huán)加入點，另2 個是遠離雙軸攪拌加濕機的除塵器3 # 、4 # 灰斗中累積的脫硫劑加入點，由灰斗下方給料機經氣力輸送管道，少量加水后直接打入脫硫塔的左右兩側。因此，如何縮短除塵 1 # 、2 # 灰斗的脫硫劑進入脫硫塔的過程，對提高脫硫系統(tǒng)的脫硫效率意義重大。

　　為此，對塔底循環(huán)脫硫劑輸送管道進行了改造，將塔底水分含量高的循環(huán)脫硫劑用氣力輸送至脫硫塔，進入脫硫塔的點位就選在雙軸攪拌加濕機上方的脫硫塔壁處。同時，將除塵器1 # 、2 # 反吹頻次提高1. 5 倍，灰斗下方的給料量也提高近1. 5 倍，在雙軸攪拌加濕機灰量不變的情況下，加濕水量也相應提高了40% 以上，2 臺雙軸的加水量由0. 7 ～0. 8 t/h 均提高至1. 2～1. 3 t/h，加濕水總量由 2. 0 ～ 2. 2 t/h 提高至3. 0 ～3. 2 t/h，并對  # 、2 # 雙軸攪拌加濕機的 2臺水泵進行增容改造來滿足脫硫系統(tǒng)對水量的需求。輸灰管道改造后，相應提高了循環(huán)脫硫劑的循環(huán)倍率，直接提高了脫硫塔內的脫硫劑濃度含量，使脫硫系統(tǒng)的脫硫效率得到了大幅改善。改造前后脫硫系統(tǒng)加水量及脫硫效果對比見表4 與表5，脫硫塔底循環(huán)脫硫劑輸送管道改造示意如圖3。

　　

　　3. 4 增加立式攪拌裝置，改善脫硫劑與煙氣的攪拌效果，提高脫硫效率

　　煙氣與加濕后的循環(huán)脫硫劑接觸面積越大，脫除SO 2 的量就越高，脫硫效果越好。由于加濕循環(huán)灰從雙軸下料口落下后與攪拌軸的距離相對較遠，為了加強脫硫劑與煙氣的混合效果，在雙軸攪拌加濕機下料口處增加了2 臺立式攪拌裝置，使加濕循環(huán)脫硫劑從雙軸下料口落下后立即進行攪拌，并與煙氣混合，提高了煙氣與加濕循環(huán)灰的接觸面積，使雙軸的加水量進一步提高至1. 5 t/h × 2 臺，脫硫效果得到進一步提升。增加立式攪拌裝置前后的脫硫效率對比見表6。

　　

　　4 結 語

　　1)通過對脫硫塔底灰斗改造，解決了原灰斗積灰、結塊的問題，使脫硫塔底所有的脫硫劑均參與脫硫系統(tǒng)的循環(huán)，提高了脫硫劑的循環(huán)量，同時為提高脫硫劑的加水量提供了條件，有利于系統(tǒng)脫硫效率的提高。

　　2)通過優(yōu)化改造循環(huán)脫硫劑工藝管道、增容加水水泵與立式攪拌裝置等措施，提高了脫硫劑的循環(huán)速率，從而提高了脫硫塔內部脫硫劑的濃度，實現(xiàn)了脫硫劑在脫硫塔內的“密相”，提高了其脫硫效果。同時，通過增大對脫硫劑的加水量，使脫硫塔內煙氣、脫硫劑和水三相混合更加均勻，脫硫效果進一步提高。在高硫秘魯精礦配比逐步提高至40%，脫硫塔進口煙氣SO 2 濃度由750 mg/m 3 升至1 100 mg/m 3 的情況下，實現(xiàn)了外排煙氣出口SO 2 ≤180 mg/m 3 的目的，達到了本地環(huán)保部門的規(guī)定。