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SDA脱硫技术在中天550㎡烧结机项目上的应用上海立谊环保工程技术有限公司常州中天炼铁有限公司新建一台550m2带式烧结机，该烧结机是目前国内单台烧结面积最大的烧结机。常州中天公司为了实现SO2减排，决定对该烧结机实行全烟气脱硫，以满足环保要求。由于该项目规模较大，没有先例，中天公司高度重视，经过一年之久的多方案比较论证，对多种脱硫工艺进行严格筛选，采用了SDA旋转喷雾脱硫工艺，并选择了对SDA工艺精通的上海立谊公司进行总承包。我公司为了该项目的成功实施，进行了科学、严格的多方案比较和优化，从设计参数的确定到工程实施规划，从技术方案论证开始就力求使该项目不但在规模上做到国内第一，而且在效果、效益上也要达到国内第一的目标。1.常州中天烧结机、烟气的基本数据序号项目一烧结机情况1台数（台）×烧结机面积（m2）1×5502台数（台）×主抽风机台数（台）1×23台数（台）×烟道数（个）1×24烟道尺寸（m×m）5烟囱数量（个）1二烟气情况1烟气量（万m3/h）工况3002主抽风机出口烟气温度110～170℃，设计工况150℃3主抽风机出口烟气压力（Pa）0～500（经验值）4含水率（Vol%）10（经验值）5NOx（mg/Nm3）150～160（经验值）6O2（Vol%）15%左右7SO2（mg/Nm3）1120（设计值）8含尘量（mg/Nm3）≤2009Cl-（mg/Nm3）100（经验值）10F-（mg/Nm3）10（经验值）2.常州中天钢厂烧结机烟气特点(1)烟气成分复杂，且根据配料的变化存在多变性；(2)烟气量及温度波动幅度迅速及较大，温度：110～170℃；(3)烟气湿度变化较大，水分含量平均约占体积比的14％；(4)烧结原料含硫量的变化，引起排放烟气SO2浓度随配料比的变化而发生变化；(5)烧结烟气含氧量高，占15%，可以充分利用烟气中的氧气氧化反应中间产物；本工程为在550m2烧结机主抽风机出口烟道至新建钢烟囱间增设烟气脱硫装置。脱硫原烟气引自烧结机主抽风机出口烟道，经过脱硫后，净烟气经增压风机抽引由新增钢烟囱排放，原烟囱用旁路挡板封闭隔离。脱硫工艺采用：SDA旋转喷雾脱硫工艺（半干法），脱硫系统烟气处理量为300×104m3/h。3.烧结烟气脱硫处理的目标值SO2排放浓度﹤100mg/Nm3；烟气粉尘排放浓度﹤30mg/Nm3。脱硫率：＞95%；年脱硫量：15830t；4.主要工艺设备介绍（1）脱硫塔1台，脱硫塔型式为旋转喷雾脱硫塔，直径21.4m，脱硫塔前烟气量（工况态）300×104m3/h，脱硫塔前烟气量（工况态）272×104m3/h，配F1000型雾化器。该配置是目前国内SDA法旋转喷雾脱硫工艺所应用的最大型号脱硫塔，雾化器也是国内SDA法上应用的最大雾化器。（2）布袋除尘器2台，采用离线清灰袋式除尘器。单台处理风量150×104m3/h，过滤面积25000㎡/台；过滤风速1.0m/s。（3）增压风机2台，采用轴流风机，设计流量150×104m3/h·台，全压4000Pa。（4）自动控制及检测系统采用施耐德控制系统，I/O点数在2000点左右，仪表检测采用专业仪表罗斯蒙特、E+H等品牌。5.工程模式该工程由上海立谊环保工程技术公司设计施工总承包，系统于2011年10月开始进场施工，将于12年6月底投入运行。SDA旋转喷雾法脱硫工艺介绍1.SDA法脱硫工艺原理烧结烟气被送入旋转喷雾干燥脱硫塔，与被雾化的石灰浆液接触，发生物理、化学反应，气体中的SO2等酸性气体被吸收净化，同时部分与氧气发生氧化反应，使CaSO3转化为CaSO4。石灰浆液的旋转雾化，是将生石灰粉加水配制成含固率15%~25%的石灰浆液，石灰浆液经振动筛筛分后流入浆液罐，根据烟气中SO2浓度由石灰浆液泵将石灰浆液定量送入置于脱硫塔顶部的浆液顶罐，顶罐内浆液自动流入浆液雾化器，经雾化器雾化成50μm的雾滴，以增加与烟气接触的比表面积。雾化器是高速旋转的机械设备，用来保证雾化效果。为了增加原烟气在脱硫塔内与石灰浆液的接触时间达到充分完成化学反应的目的，脱硫塔进气烟道设计成顶部烟气分配器与中心烟气分配器，使烟气在脱硫塔内逆时针旋转、与石灰浆液喷雾同向运动的进气方式。在脱硫塔内，雾化成50μm的石灰浆液雾滴与烟气接触迅速、充分，完成吸收SO2等酸性气体的化学反应。由于石灰浆液为极细小的雾滴，增大了脱硫剂与SO2接触的比表面积，反应极其迅速且有极高的脱除SO2效率。由于喷入塔内的石灰浆液是极细的雾滴，完成反应后的脱硫产物也为极细的颗粒，因此，完成反应的同时也即迅速干燥。完成的主要化学反应为：SO2被雾滴吸收：SO2+Ca(OH)2→CaSO3﹢H2O部分SO2完成如下反应：SO2+1/2O2+Ca(OH)2→CaSO4+H2O与其他酸性物质（如SO3、HF、HCl）的反应：SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+H2O2HF+Ca(OH)2→CaF2+H2O脱硫并干燥的粉状颗粒随气流进入布袋除尘器，进一步净化处理后，净烟气由增压风机抽引由烟囱排入大气。除尘器除下的脱硫灰定期外运。布袋除尘器入口烟道上留有添加活性炭（或焦粉）接口，以备将来增建活性炭（或焦粉）注入装置可进一步脱除二恶英、Hg等有害物。2.SDA工艺技术的先进性（1）脱硫效率高，可达97％，通常情况可在90-97%的范围内任意且迅速调节；（2）空塔结构，吸收塔的阻力不超过800Pa，节省运行成本；（3）调节灵活，更适应烧结烟气负荷的变化；（4）除尘器入口粉尘浓度＜18g/Nm3，降低除尘器负荷，减少除尘器的运行阻力，提高除尘器使用寿命；（5）湿法脱硫的机理，干法的特点，无废水产生，系统不需防腐处理；（6）可以简单地增设活性碳喷射装置，有效去除二噁英、重金属等污染物。该工艺可根据整个烟气系统的温度情况，将活性炭喷射系统布置于SDA的上游、中游、或是下游；（7）可以方便地与脱硝装置衔接SDA系统可以方便地与脱硝装置衔接。下图所示为韩国POSCO有色金属冶炼厂建造的SDA烟气脱硫装置，在SDA系统前面添加了脱硝装置；（8）脱硫产物输送简单脱硫副产物是干燥的、能自由流动的粉状体，可以非常容易地采用气力输送或机械输送方式进行处理；（9）无需烟气再加热系统；（10）浆液流量的自动控制简单，无需人工操作；（11）投资低、水耗低、电耗低、运行和维护成本低。3.关键设备先进性（1）SDA工艺核心设备——雾化器，由丹麦NIRO公司制造，喷雾能力可达90t/h。喷雾器的雾化粒径为50微米，大大增加了雾滴与烟气接触面积，提高吸收效率。雾化器具有极宽的给料分配调节范围，可根据工况波动情况调节喷雾能力，达到减小原料消耗的目的。此外该喷雾器具有低维护、防磨损的专利设计，使用寿命长、维修简单等特点。（2）烟气分布器，组合式，分为顶部烟气分布器和中心烟气分布器。具有烟气分布均匀，处理烟气量大等特点。4.系统控制简易性SDA系统简易控制图SDA工艺控制简单，操作灵活。其中控制系统为两条：一路温度控制；一路是SO2浓度控制。具体见上图所示。4.1温度控制根据烧结烟气特性，针对正常工况下的露点温度，设定一个脱硫塔出口和除H2OH2O石灰SDA再循环浆液固体设定点BH/ESPSO2监控器吸收塔出口温度设定点密度监控器再循环固体TCs石灰消解器温度设定点ESP尘器入口烟气的最低温度（当烟气温度过低时自动连锁减小雾化器入口浆液调节阀）；针对布袋除尘器的布袋特点设定一个脱硫塔出口和除尘器入口烟气的最高温度（当烟气温度过高时自动连锁打开烟道上的野风阀，并迅速打开旁路挡板和适当关闭增压风机入口挡板），以保证整个脱硫系统的正常、安全运行。然后控制脱硫塔出口温度在90℃左右，以保证脱硫反应的高效。4.2SO2浓度控制通过脱硫塔前烟气监测装置和布袋除尘器后烟气监测装置（均与环保局通讯）对烟气流量、SO2浓度、O2含量、温度、湿度、压力等条件的实时检测，在线分析出该条件下，达到SO2排放浓度≤100mg/Nm3所需的一定浓度的喷浆量，再通过自动连锁调节配备固含量25%的石灰浆液和固含量40%的循环灰浆液量。整个过程无需人工操作，自动连锁反应过程在6min左右，反应迅速、准确，节省了很大一部分的人力、物力。5.脱硫效果1）脱硫效率≥97％，SO2排放浓度≤100mg/Nm3；2）出口烟气含尘量浓度≤30mg/Nm3；3）脱硫系统同步作业率为100％。6.系统运行的经济性SDA法与其它脱硫方法比较，具有占地面积小，系统启/停方便，调节灵活，运行维护简单，脱硫效率高，无外排污水的特点，因而使其运行成本大幅度降低，具有明显的优势。脱硫副产物的应用研究SDA法产生的脱硫灰是一种粉状固体，上海立谊环保公司通过与建材企业的合作研究，脱硫灰可以综合利用变废为宝。固体废物的综合利用SDA工艺过程没有废水，而且最终产物是干燥的、可流动的，性质与粉煤灰相似。在飞灰完全收集的情况下，纯净的SDA产物是纤细的、灰白色的粉末，粉末的特性和飞灰类似，散装密度小。SDA工艺过程产物主要包括飞灰和亚硫酸钙，也包括一定量的硫酸钙和没有反应的氢氧化钙。有预除尘和没有预除尘情况下SDA工艺产物的组分见下表：SDA脱硫产物成份表SDA产物的组分有预除尘没有预除尘CaSO335－6015－30CaSO46－153－8CaCl20.1－20.1－1CaCO31－50.5－3Ca(OH)22－102－10自由水1－31－3结晶水4－102－6飞灰1－3050－80由上表可以看出SDA脱硫副产物成份：硫酸钙和亚硫酸钙占70%-80%，其他占20%-30%，粒径：≤50µm占90%以上，适合作为高炉水渣的添加料。钢铁厂烧结机的后面都有电除尘器，SDA烧结脱硫产物中飞灰含量很少。作为水泥添加剂：经我公司对SDA脱硫工艺副产物的长期试验研究，认为完全可以作为缓凝剂，添加到水泥当中。重钢脱硫灰已经用于长寿润江水泥厂。作为砂浆添加剂：我公司承保的南京2x180㎡烧结机脱硫项目，经过对烧结脱硫灰的分析与试验，完全可以作为砂浆添加剂使用。现已与南京有关砂浆企业签订了使用协议。作为石膏使用：经过我公司对SDA脱硫工艺烧结脱硫灰的分析与试验后，认为完全可以采用分级煅烧等生产工艺转化为市场需求量较大且有较高经济价值的无水石膏，作为建材使用。结语SDA旋转喷雾脱硫法以其运行成本低、操作方便、易于维护的显著优点，正在国内钢铁行业烧结机烟气脱硫项目上得到迅速推广应用，随着对其副产物资源化利用的研究进展，该工艺的优点将会得到进一步彰显，会成为烧结机烟气脱硫的首选工艺。愿与各位同仁、各位朋友一起，把烟气脱硫的技术做得更好，为环保事业做贡献！谢谢！