摘要:氣噴旋沖濕式石灰石－ 石膏法燒結煙氣脫硫裝置(XPB) 是寶鋼針對燒結煙氣特性自主研發(fā)的新型脫硫技術，較詳細論述該系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的關鍵控制:增壓風機風門或葉輪的控制、吸收塔進氣箱溫度的控制、吸收塔反應池 pH 值的控制、曝氣管浸沒深度的控制等。

關鍵詞:燒結機,煙氣脫硫,穩(wěn)定、經(jīng)濟運行,控制

0 引言

我國鋼鐵行業(yè)SO2 的排放總量占全國SO2 排放總量的3. 7% 左右，其中燒結工序SO2 排放量約占整個鋼鐵企業(yè)排放SO2 總量的40% ～ 60% ，因此減少燒結尾氣中SO2 含量是鋼鐵工業(yè)減少環(huán)境污染的重中之重［1-2］。

寶鋼作為中國最先進的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，一直把樹立綠色寶鋼的公眾形象，協(xié)調好環(huán)境效益和經(jīng)濟效益作為企業(yè)發(fā)展的重要原則之一。寶鋼集團內部的梅鋼3 號燒結機、不銹鋼1 號燒結機、寶鋼分公司3 號燒結機已先后增設了由寶鋼自主研發(fā)的氣噴旋沖濕式石灰石－ 石膏法燒結煙氣脫硫裝置( XPB)。目前三套脫硫裝置已全部投運，運行狀況穩(wěn)定，脫硫效率高。

本文就寶鋼3 套投運的脫硫裝置調試、運行情況，對XPB 關鍵控制指標進行探討。

1 脫硫裝置簡介

燒結尾氣由增壓風機升壓后經(jīng)冷卻器進入吸收塔，反應后煙氣經(jīng)除霧器除霧后通過煙囪排放大氣。工藝流程如圖1 所示。吸收劑采用250 目的石灰石粉，副產(chǎn)物為石膏。

XPB 吸收塔由三部分組成:進氣箱、反應池和出氣箱( 圖2)。

煙氣進入進氣箱后通過浸沒在反應池中的曝氣管噴入漿池中，與石灰石漿液充分接觸，使氣液兩相高度旋沖混合，煙氣中SO2 與碳酸鈣進行反應，生成亞硫酸鈣。

一部分亞硫酸鈣與煙氣中的氧作用轉化成 CaSO4·2H2O，大部分亞硫酸鈣在吸收塔漿液池中與氧化風機供給的氧氣發(fā)生反應，生成石膏。

石膏漿液在脫硫塔底部駐留一定時間生成石膏晶體。

凈煙氣則通過上升管進入出氣箱。

2 系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵控制

2. 1 增壓風機風門或葉輪的控制

燒結機鋪料厚度對煙氣排放量有很大影響，鋪料厚度不均勻會引起煙氣量的頻繁波動。若采用電廠脫硫裝置中增壓風機復合回路的自動控制模式［3］，則會引起風門( 靜調風機) 或葉輪( 動調風機) 的頻繁動作，這樣不但容易產(chǎn)生機械故障，還嚴重影響了燒結機和脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

因此在燒結脫硫系統(tǒng)里增壓風機的控制宜采用手動方式。對增壓風機入口壓力進行在線監(jiān)控，設置有效的上下限報警值，通過手動調整風門或葉輪的角度，使增壓風機入口壓力在一個合適的范圍內波動。當壓力出現(xiàn)瞬間或短時超限情況時僅記錄，不操作，在超限情況持續(xù)10 min以上，才進行風門或葉輪角度的調整。這樣既保證燒結和脫硫工況的穩(wěn)定，又避免了過頻動作可能引起的機械故障。

2. 2 吸收塔進氣箱溫度的控制

在濕法脫硫工藝中，吸收塔內襯均采用非金屬的防腐材質( 如丁基橡膠、玻璃鱗片膠泥) ，而這些材料的耐溫性能較差，一般都只能在80 ℃ 以下正常使用。另一方面，高溫也會引發(fā)吸收塔內結垢現(xiàn)象。因此吸收塔入口煙氣溫度是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵指標之一。

一般在電廠脫硫裝置中，采用GGH 設備對原煙氣進行降溫，但該設備故障頻率很高，一旦電除塵出現(xiàn)故障，脫硫裝置入口煙氣中粉塵含量超過 200 mg /m3 ，就會導致GGH 嚴重結垢，影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

XPB 系統(tǒng)中取消了采用冷卻器對煙氣進行降溫以保障吸收塔的熱安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

冷卻器采用二級冷卻，一級為氣霧蒸發(fā)冷卻，二級為漿液換熱冷卻，因此冷卻器內彌漫著水、氣、漿液，常規(guī)的測溫儀表是無法進行精確測量來判斷煙氣溫度的，只有當煙氣進入吸收塔進氣箱后，其真實溫度才能被反應出來。

吸收塔進氣箱溫度有波動性、滯后性的特點，因此，吸收塔進氣箱宜設置2 ～ 3 個的測溫儀表，便于更精確全面地獲知煙氣溫度。此外應根據(jù)理論計算繪制出煙氣工況－ 冷卻水量曲線圖( 圖3) ，當溫度有明顯上升趨勢時，應提前調整一級冷卻噴水量( 該曲線在運用中需根據(jù)實際情況進行修正)。溫度報警值也應比允許值低2 ～ 3 ℃。

2. 3 吸收塔反應池pH 值的控制

吸收塔反應池pH 值低，脫硫效率也低，無法滿足環(huán)保要求;pH 值高，脫硫效率也高，但易引起結垢。 pH 值的控制是由送入吸收塔的石灰石漿液的流量來進行調節(jié)與控制，也就是所謂的石灰石漿液補充控制。

由于吸收塔的持漿量很大，相對于煙氣量變化的速率，漿液pH 值發(fā)生變化的速率要緩慢得多，因此 pH 值的延滯與慣性較大。為克服該缺點，在電廠脫硫中一般將鍋爐負荷和SO2 濃度作為pH 值控制的前饋信號參與控制［3］，但燒結煙氣的波動頻繁、幅度大，不宜采納該方法，而應采用縮小pH 值控制范圍，留足安全余量的方式來解決( 圖4)。

2. 4 曝氣管浸沒深度的控制

曝氣管浸沒深度是決定系統(tǒng)脫硫效率和能耗的一項重要指標。曝氣管浸沒深度越淺，脫硫效率越低，另一方面增壓風機的電流也越小，整個系統(tǒng)的能耗也越低。浸沒深度越深，脫硫效率越高，但增壓風機的電流也越大，整個系統(tǒng)的能耗也越高�？梢姡ㄟ^調整曝氣管浸沒深度，找出既經(jīng)濟又能滿足環(huán)保要求的運行工況是很有必要的。表1 為某燒結脫硫工程中曝氣管浸沒深度與脫硫效率、增壓風機電流關系表。

從表1 可以看出，第2 種和第3 種工況，是該項目中既經(jīng)濟又能滿足環(huán)保要求的運行工況。在該系統(tǒng)運行中，曝氣管浸沒深度控制在200 ～ 210 mm是比較合理經(jīng)濟的。

3 結論

氣噴旋沖濕式石灰石－ 石膏法燒結煙氣脫硫裝置(XPB) ，是寶鋼自主研發(fā)的脫硫技術，從中試設備到產(chǎn)業(yè)化應用，到脫硫裝置投運，到現(xiàn)在穩(wěn)定運行已 1 年多，一共歷經(jīng)了4 年多摸索實踐過程。

一套系統(tǒng)運行是否安全穩(wěn)定、經(jīng)濟合理，是由該系統(tǒng)運行控制決定的。對于XPB 脫硫裝置來說，增壓風機風門或葉輪的控制、吸收塔進氣箱溫度的控制、吸收塔反應池pH 值的控制、曝氣管浸沒深度的控制等正是其關鍵所在。

參考文獻

［1］ 朱廷鈺. 燒結煙氣凈化技術［M］. 北京:化學工業(yè)出版社，2009.

［2］ 王曉泳. 我國燒結脫硫現(xiàn)狀分析［J］. 工業(yè)安全與環(huán)保，2007，33 (12) :25-27.

［3］ 閻維平，劉忠，王春波，等. 電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運行與控制［M］. 北京:中國電力出版社，2005.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”