CN101920163A - 一种半干法烧结烟气脱硫的方法 - Google Patents

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张义明
董文进
田欣
赵军
孟宪义
夏俊起
张晓强
李莹
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Abstract

一种半干法烧结烟气脱硫的方法,属于烟气脱硫技术领域,目的是提高半干法烧结烟气脱硫的效率。包括一次除尘、脱硫、二次除尘、烟气排放工序,烧结烟气经一次除尘后,被引至脱硫塔顶部,与经过加湿后的脱硫剂从脱硫塔顶向下流动,流动过程中石灰、水、SO2进行化学反应实现脱硫,脱硫后的烟气进入过度仓、二次除尘器除去脱硫产物,净化后的烟气由烟囱排放。反应后的产物落入脱硫塔、过度仓及二次除尘器灰斗。在一次除尘与脱硫工序之间,增设烟气降温工序,烧结烟气在脱硫塔外的降温装置中降温。使脱硫塔内温度保持在脱硫反应适宜温度,提高了石灰的消化反应速度,增加了SO2与脱硫剂的接触面积,脱硫效率高达90%以上。操作简便,运行费用低,维修方便。

Description

一种半干法烧结烟气脱硫的方法
技术领域
本发明涉及半干法烧结烟气脱硫的方法,属于烟气脱硫技术领域。
背景技术
加强烧结烟气SO2排放的控制,是人们长期以来亟待解决的课题。随着科学技术的发展和研究的不断深入,目前已有多种烟气脱硫技术问世。按照工艺特点,烟气脱硫可分为湿法、干法和半干法三类。其中以湿法石灰-石膏法浆液脱硫技术应用最为广泛。总反应方程式为SO2+CaO+2H2O=CaSO4·2H2O。这种方法的脱硫效率一般在90%以上,但运行费用高,占地面积大,且存在废水处理、设备腐蚀,喷嘴堵塞、检修量大等缺点。
采用石灰-石膏半干法进行烟气脱硫其反应机理与湿法相同,其脱硫工艺流程如图1所示。烧结烟气经电除尘器除尘后,用增压风机将烟气抽至脱硫塔顶部,与经过加湿后的脱硫剂石灰一起从脱硫塔顶向下流动,在运动过程中石灰、水、SO2进行化学反应实现脱硫。脱硫后的烟气进入过度仓、布袋除尘器除去脱硫产物,净化后的烟气由原烟囱排放。反应后的产物落入脱硫塔、过度仓及布袋除尘器的灰斗,大部分重新送入脱硫塔顶部循环使用,其余部分作为脱硫副产品外卖。该方法运行简单、占地面积小,投资低,不存在废水处理问题,但由于只在加湿机处加水,而石灰在加水量大的情况下流动性降低,加湿机下灰不畅,容易堵塞而产生板结,因此加湿机处加入的水量极为有限,脱硫塔内烧结烟气温度高。从而导致半干法烟气脱硫效率低,一般只在50%~75%左右。若在脱硫塔内打水,由于塔内烟气和石灰密相接触,容易造成喷嘴堵塞、水量分配不均、结垢、腐蚀等问题,从而影响脱硫效率和设备的使用寿命。有鉴于此,应当加以改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种半干法烧结烟气脱硫的方法,在保证半干法烧结烟气脱硫方法优点的前提下,克服其脱硫效率低的缺点,将烟气脱硫效率由原来的50%~75%提高到90%。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的:
一种半干法烧结烟气脱硫的方法,它包括一次除尘、脱硫、二次除尘、烟气排放工序,烧结烟气经一次除尘器除尘后,被引至脱硫塔顶部,与经过加湿后的脱硫剂石灰一起从脱硫塔顶向下流动,在流动过程中石灰、水、SO2进行化学反应实现脱硫,脱硫后的烟气进入过度仓、二次除尘器除去脱硫产物,净化后的烟气由烟囱排放。反应后的产物落入脱硫塔、过度仓及二次除尘器的灰斗。其独到之处是,在一次除尘步骤与脱硫步骤之间,增设烟气降温工序,在脱硫塔外的降温装置中,将烧结烟气由160℃-200℃降至120-150℃,然后进入脱硫塔,脱硫塔内加湿的石灰与降温后的烟气混合后,脱硫塔内温度为100℃-130℃。
上述半干法烧结烟气脱硫的方法,所述烟气降温工序,烟气的降温方式为打水降温,降温装置为在入口管段上均匀布设喷枪,喷枪2-8组,安装在脱硫系统入口管道的竖直管段上,喷枪水平均匀布设,水的压力0.1-1.2MPa,水量2-50吨/小时,空气压力0.1-1.5MPa,5-500米3/小时,喷头水呈雾化状态。
上述半干法烧结烟气脱硫的方法,在所述降温装置的入口管段增设冷风阀,冷风量0-10.5万米3/小时。以便当烟气入口瞬间温度超过180℃时备用及开关系统时烟气降温。即采用打水降温与混冷风降温相结合的方式,避免因烟气温度过高损坏二次除尘的布袋。
影响石灰-石膏半干法烧结烟气脱硫效率的关键是控制脱硫塔内温度、水量和石灰量。烧结烟气脱硫系统中的水既参加脱硫反应,又起到增加烟气与石灰的接触面积,同时降低脱硫塔内温度的作用,从而提高反应速度。因此系统中的水在脱硫系统中起到至关重要的左右。但系统中加水量不能太大,必须保证循环的脱硫剂中含水量在3%~5%才能保证脱硫灰的流动性,避免板结,在脱硫塔内均匀分布。石灰量用控制钙硫比和脱硫剂的循环次数解决。采用半干法烟气脱硫适宜温度为100℃-130℃,而大型烧结机烟气温度一般为160℃-180℃,瞬时可达200℃左右。本发明为确保烟气脱硫效果,采取了对烧结烟气进行降温的方案。
本发明的有益效果是,改变传统的石灰-石膏半干法烟气脱硫系统中单一的加湿机加水,结合烧结烟气温度高的特点,增加了脱硫塔前烧结烟气降温设施,由于降温水的加入,一方面使脱硫塔内温度保持在100℃-130℃的脱硫反应适宜温度,另一方面降温水提高了石灰的消化反应速度,同时增加了二氧化硫与脱硫剂的接触面积,从而使石灰-石膏半干法烧结烟气的脱硫效率由传统的50%~75%提高到90%以上。该发明操作简便,运行费用低,维修方便,无喷嘴堵塞的问题。
附图说明
图1是现有石灰-石膏半干法烟气脱硫工艺流程示意图;
图2是本发明烟气脱硫工艺流程图示意图;
图3是本发明烟气降温装置中喷枪在烟道中的安装位置示意图。
图中:法兰1;进水、进气口2;喷枪3;烟道4。
具体实施方式
实施例1:
参见图2、图3,本发明用于有效烧结面积为320m2铁矿烧结工艺的烟气脱硫。烧结烟气经一次除尘(电除尘)后,用增压风机将烟气抽至脱硫系统,压力增加为4000Pa左右。采用烟道喷水雾降温方式。总温降按40℃设计,共设FLOMAX5系列喷枪4组,安装在脱硫系统入口管道的竖直管段上,喷枪水平均匀布设,每个喷枪有10个喷嘴。需水量:压力0.1-1.2MPa,水量30吨/小时。需气量:压力0.1MPa的空气500米3/小时。确保喷头水呈雾化状态,水滴直径小于170微米。根据烟气温度将烟气降温分档控制。打水水质可采用城市中水,既符合产业政策,且价格便宜。
烟气先与喷嘴喷出的水雾接触后温度降至140℃以下由塔顶部进入脱硫塔,与经过加湿后的脱硫剂石灰一起从脱硫塔顶向下流动,在流动过程中石灰、水、SO2进行化学反应实现脱硫。脱硫塔内温度控制在100℃-130℃(温度过低会在后续的布袋除尘器中结露而产生板结),脱硫后的烧结烟气进入过度仓、布袋除尘器除去脱硫产物,净化后的烟气由原烟囱排放。反应后的产物落入脱硫塔、过度仓及布袋除尘器的灰斗。重新送入脱硫塔顶部循环使用。当烧结烟气出口SO2浓度超过控制浓度(200mg/m3)时,加入新脱硫剂,排出几乎2倍的废脱硫副产品外卖。
在竖直管道两侧各增设冷风阀,最大温降≤18℃,冷风量≤10.5万米3/小时。由于混风的加入增加了系统的处理风量,且增加了烟气中的含氧量,对布袋除尘器的布袋寿命产生影响,因此混风只做为烟气瞬间高温(200℃左右)备用及开关系统时烟气降温方式。避免因烟气温度过高损坏布袋。此外,由于烟气中含有较高浓度的SO2,为防止因打水降温引起管道腐蚀,可在近喷头的管道内壁增设防腐层。
上述脱硫工艺操作时可以根据烧结烟气温度及脱硫塔内温度,通过调节供水压力、喷枪个数、冷风阀的个数及开度控制烟气温度。既可以现场操作,也可以远程控制。操作方便、快捷。降温水的加入,增加了烟气中SO2与脱硫剂的接触面积,提高了脱硫反应速度,同时降温水又参加脱硫反应,从而大大提高了脱硫效率。具有的广泛的推广使用价值。
本实施例的烟气脱硫工艺由于在脱硫塔前增加了烧结烟气降温装置,使烧结烟气的脱硫效率由原来的50%~75%提高到90%以上。烧结烟气SO2浓度由原来的1200mg/m3降低到200mg/m3以下,最低可达37mg/m3。烧结烟气烟尘排放浓度由原来的100mg/m3降到30mg/m3以下,环境和社会效益显著。
实施例2:
本实施例的烧结烟气经电除尘后,用增压风机将烟气抽至脱硫系统,压力增加为4000Pa,采用烟道喷水雾降温方式。总温降按30℃设计,共设FLOMAX5系列喷枪8组,安装在脱硫系统入口管道的竖直管段上,喷枪水平均匀布设,每个喷枪有1个喷嘴。需水量:压力1.2MPa,水量50吨/小时。需气量:压力1MPa的空气300米3/小时。确保喷头水呈雾化状态,水滴直径小于170微米,打水水质为城市中水。其它步骤及参数同实施例1。
实施例3:
烧结烟气经电除尘后,增压风机将烟气抽至脱硫系统,压力增加为4000Pa,采用烟道喷水雾降温方式。总温降按0-40℃设计,共设FLOMAX5系列喷枪2组,安装在脱硫系统入口管道的竖直管段上,喷枪水平均匀布设,每个喷枪有6个喷嘴。需水量:压力0.8MPa,水量2吨/小时。需气量:压力1.5MPa的空气5米3/小时。确保喷头水呈雾化状态,水滴直径小于170微米,打水水质可采用城市中水或自来水。其它步骤及参数同实施例1。

Claims (3)

1.一种半干法烧结烟气脱硫的方法,它包括一次除尘、脱硫、二次除尘、烟气排放工序,烧结烟气经一次除尘器除尘后,被引至脱硫塔顶部,与经过加湿后的脱硫剂一起从脱硫塔顶向下流动,在流动过程中石灰、水、SO2进行化学反应实现脱硫,脱硫后的烟气进入过度仓、二次除尘器除去脱硫产物,净化后的烟气由烟囱排放,反应后的产物落入脱硫塔、过度仓及二次除尘器的灰斗,其特征在于,在一次除尘步骤与脱硫步骤之间,增设烟气降温工序,在脱硫塔外的降温装置中,将烧结烟气由160℃-200℃降至120-150℃,然后进入脱硫塔,脱硫塔内加湿的石灰与降温后的烟气混合后,脱硫塔内温度为100℃-130℃。
2.根据权利要求1所述之半干法烧结烟气脱硫的方法,其特征在于,所述烟气降温工序,烟气的降温方式为打水降温,降温装置为在入口管段上均匀布设喷枪,喷枪2-8组,安装在脱硫系统入口管道的竖直管段上,喷枪水平均匀布设,水的压力0.1-1.2MPa,水量2-50吨/小时,空气压力0.1-1.5MPa,5-500米3/小时,喷头水呈雾化状态。
3.根据权利要求2所述之半干法烧结烟气脱硫的方法,其特征在于,在所述降温装置的入口管段增设冷风阀,冷风量0-10.5万米3/小时。
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