適合燃燒結(jié)煙氣脫硫的SDA技術(shù)
摘要：本文介紹了燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)和SDA半干法煙氣脫硫技術(shù)的工藝優(yōu)勢(shì)，指出了SDA技術(shù)非常適合燒結(jié)煙氣脫硫。
1 引言
近幾年來，我國鋼鐵行業(yè)迅猛發(fā)展，使環(huán)境與發(fā)展的矛盾日益突出。鋼鐵工業(yè)要保持可持續(xù)發(fā)展，就必須減少對(duì)環(huán)境的污染，而減少SO2的排放則是鋼鐵工業(yè)減少對(duì)環(huán)境污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。其中，減少燒結(jié)工序SO2排放則是其重點(diǎn)。因?yàn)殇撹F工業(yè)產(chǎn)生SO2的污染源主要為燒結(jié)工序，其排放的SO2(在不包括自備電廠排放的SO2的 情況下)約占總量的90%。因此，加快實(shí)施燒結(jié)煙氣脫硫，減排SO2是鋼鐵工業(yè)環(huán)境治理急需解決的重要問題。
2 煙氣脫硫技術(shù)概述
煙氣脫硫包括：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三種。本文的煙氣脫硫是指燃燒后脫硫。
2.1濕法煙氣脫硫技術(shù)（WFGD）
濕法煙氣脫硫技術(shù)（WFGD）—是指液體或漿狀吸收劑在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物。該法具有脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但存在投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用都很高、脫硫后產(chǎn)物處理較難、易造成二次污染、系統(tǒng)復(fù)雜、啟停不便等問題。
2.2干法煙氣脫硫技術(shù)（DFGD）
干法煙氣脫硫技術(shù)（DFGD）—干法吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行。該法具有無污水和廢酸排出、設(shè)備腐蝕小、煙氣在凈化過程中無明顯溫降、凈化低、反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大。干法燃?xì)饷摿蚣夹g(shù)次污染等問題，近年來得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用，但對(duì)脫硫率要求較高的情況來說，它的低效率無法滿足要求。
2.3半干法煙氣脫硫技術(shù)（SDFGD）
半干法煙氣脫硫技術(shù)（SDFGD）— 半干法兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)，使脫硫劑在干燥狀態(tài)下在濕狀態(tài)下再生（如水洗活性炭再生流程）或者在濕狀態(tài)下脫硫在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物（如噴霧干燥法）的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫在干狀態(tài)處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既具有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又具有干法無污水和廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)點(diǎn)而受到人們廣泛的關(guān)注。
3 燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)
燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后，隨臺(tái)車運(yùn)行，在高溫?zé)Y(jié)成型過程中產(chǎn)生的含塵廢氣，燒結(jié)煙氣的主要特點(diǎn)是：
1） 煙氣量大且煙氣量波動(dòng)大。
2） SO2濃度較低，但SO2濃度波動(dòng)大。
3） 煙氣溫度波動(dòng)大，煙氣溫度一般在120~180.C上下。
4） 含濕量大，按體積計(jì)算，水分含量在10%左右。
5） 煙氣除含有HCL、SOX、NOX、HF外，還含有Hg等重金屬污染物。
6） 含有二惡英，目前鋼鐵行業(yè)的二惡英排放居世界第2位，僅次于垃圾焚燒行業(yè)。
燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)決定了燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)要具有快速的適應(yīng)煙氣成分、流量、溫度、SO2濃度變化的特性。在電廠上流行的濕法脫硫、CFB半干法脫硫、雙減法以及氨法脫硫等也都是好技術(shù)。但這些技術(shù)不能簡單轉(zhuǎn)移到鋼鐵燒結(jié)脫硫上。例如：濕法的配套設(shè)備龐大，系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，而燒結(jié)機(jī)現(xiàn)場往往沒有足夠的地方建設(shè)一套濕法脫硫系統(tǒng)，更沒有空間處理脫硫產(chǎn)生的廢棄物；
丹麥Niro公司的SDA（旋轉(zhuǎn)噴霧干燥吸收）半干法煙氣脫硫技術(shù)具有快速適應(yīng)煙氣成分、流量、溫度、SO2濃度變化的特性，操作簡單，運(yùn)行可靠，投資低，脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常適合燒結(jié)煙氣脫硫的技術(shù)。在德國杜伊茨堡鋼廠由成功的使用案例，1998年投入運(yùn)行，目前運(yùn)行良好。
4 SDA半干法煙氣脫硫技術(shù)
SDA是Spray Drying Absorption的縮寫，是噴霧干燥吸收的意思。SDA是丹麥Niro公司開發(fā)的一種半干法煙氣脫硫技術(shù)。20世紀(jì)70年代中Niro公司便開始嘗試使用SDA工藝吸收煙氣中的酸性物質(zhì)，并且大獲成功。1980年Niro公司的第一套SDA裝置投入電廠運(yùn)行，經(jīng)過20年的發(fā)展，現(xiàn)已成為世界上最為成熟的半干法煙氣脫硫技術(shù)之一。
4.1SDA工藝流程
SDA一般使用生石灰（CaO）作為吸收劑，生石灰經(jīng)過消化后制成熟石灰漿液（Ca（OH）2）。消化過程被控制在合適的溫度，使得消化后的熟石灰漿液具有非常高的活性。熟石灰漿液通過泵輸送至吸收塔頂部的旋轉(zhuǎn)霧化器，在霧化輪接近10，000rpm的高速旋轉(zhuǎn)作用下，漿液被霧化成數(shù)以億計(jì)的50um的霧滴。
未經(jīng)處理的熱煙氣進(jìn)入吸收塔后，立即與呈強(qiáng)堿性的吸收劑霧滴接觸，煙氣中的酸性成分（HCI、HF、SO2、SO3）被吸收，同時(shí)霧滴的水分被蒸發(fā)，變成干燥的脫硫產(chǎn)物。
這些干燥的產(chǎn)物有少量直接從吸收塔底部排出，大部分隨煙氣進(jìn)入吸收塔后的除塵器內(nèi)被收集，再通過機(jī)械或氣力方式輸送。處理后的潔凈煙氣通過煙囪排放。
根據(jù)實(shí)際情況，SDA系統(tǒng)還可以采用部分脫硫產(chǎn)物再循環(huán)制漿來提高吸收劑的利用率。
5 SDA工藝在燒結(jié)煙氣脫硫中的工藝優(yōu)勢(shì)
（1）操作彈性大，對(duì)不同的煙氣流量、煙氣溫度和煙氣成分能進(jìn)行快速響應(yīng)。SDA工藝通過實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)、出口SO2濃度，進(jìn)、出口煙氣的溫度，進(jìn)口煙氣的流量，通過頂罐及時(shí)調(diào)整新鮮石灰漿液和水（或循環(huán)漿液）的比例，響應(yīng)迅速。能夠快速適應(yīng)煙氣流量、組分、濃度的變化。
（2）SDA工藝中，吸收漿液被霧化成數(shù)十億顆細(xì)小的霧滴（50um），具有很大的比表面積，和SO2反應(yīng)很快，吸收率高；并且SDA工藝發(fā)生氣—液兩相反應(yīng)和氣—固兩相反應(yīng)。這兩點(diǎn)有力的保證了脫硫效率。
（3）SDA工藝通過控制消化溫度和消化時(shí)間獲得高活性的熟石灰漿液（Ca（OH）2），活性越高，比表面積越大，吸收率越高。并且可以使用低質(zhì)量的生石灰。
（4）在SDA工藝中，吸收塔內(nèi)部保持堿性環(huán)境，能有效的去除HCI、HF、SO2、SO3，SO3去除率高達(dá)99%~100%。
（5）SDA工藝水耗低，不產(chǎn)生污水。且可以用低質(zhì)量的水，如河水、海水及其他工藝廢水。
（6）SDA工藝可以簡單地增設(shè)活性碳噴射裝置，有效去除二惡英、重金屬等污染物。可以方便的與脫硝裝置銜接。
（7）SDA工藝粉塵濃度低，對(duì)布袋的磨損；干燥的、可以自由流動(dòng)的脫硫渣可以非常容易的采用氣力輸送的方式處理。
（8）SDA工藝系統(tǒng)中除旋轉(zhuǎn)噴霧器必須進(jìn)口外，其余的設(shè)備全部在國內(nèi)制造，吸收塔、煙道、煙囪等采用普通碳鋼材料，不需要安裝防腐層，不需要煙氣再加熱系統(tǒng)。
（9）SDA工藝投資低、運(yùn)行及維護(hù)成本低、系統(tǒng)簡單、容易操作、響應(yīng)快、可靠性高。
6 結(jié)論
燒結(jié)礦市高爐煉鐵的主要原料，鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生SO2的污染源主要在燒結(jié)工序。因此，加快實(shí)施燒結(jié)煙氣脫硫，減排SO2，市鋼鐵工業(yè)環(huán)境治理急需解決的重要問題。SDA半干法燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)要具有快速的適應(yīng)煙氣成分、流量、溫度、SO2濃度變化的特性，產(chǎn)物處理方便，占地面積小，投資低，運(yùn)行維護(hù)成本低，非常適合燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫。
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