煙氣脫硫除塵器技術及工藝

　　1)濕法脫硫技術

　　濕法脫硫技術主要是石灰石一石膏濕法、氨——硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、鈉堿法等。濕法脫硫工藝主要有煙氣系統、漿液制備系統、洗滌吸收系統、脫硫副產物處置系統、事故漿液及排空系統、廢水處理系統、供配電系統、工藝水系統及自控系統、其他公輔系統等組成。

　　石灰石(石灰)——石膏濕法：脫硫劑為石灰石或石灰，也可用同類性質的廢棄物如機修車間的電石渣和石車間的漿餅等。脫硫塔的類型有很多種，如噴淋塔、液柱塔、填料塔、鼓泡塔等。脫硫副產物為石膏，可用作水泥添加劑或建材。

　　氨——硫銨法：脫硫劑為氨水，或利用焦化廠回收的廢氨水。氨水對設備腐蝕性強，和氨水接觸設備要求質量較高。脫硫副產物為硫銨。使用硫銨主要途徑是用作農用化肥。采用氨硫銨法脫硫時會燒結機煙氣中含有的多種重金屬和二噁英類物質進入副產物硫銨。如果硫銨作為農用肥，可能會造成水體和土壤的污染。因此選擇氨——硫銨法脫硫工藝時，對這些待   解決的問題應特別關注并禁止用于農業。

　　氧化鎂法：脫硫劑為氫氧化鎂或氧化鎂，脫硫副產物有兩種：回收法裝置產出SO2制酸，加熱   氧化鎂循環使用，但回收法應用實例比較少；拋棄法產出硫酸鎂廢水外排，目前拋棄法使用較多。

　　濕法脫硫的吸收塔型式有很多類型，目前應用   廣泛、技術   成熟的是噴淋式空塔，其他吸收裝置有液柱塔、噴淋塔、鼓泡塔、篩板塔、文丘里反應器、旋流板塔等。原煙氣經增壓風機引至脫硫塔進行洗滌脫硫，處理后的凈煙氣經主排氣管排到煙囪入口處。原有的主排風管成為脫硫系統的煙氣旁路。濕法脫硫系統布置在燒結機主抽風機與煙囪之間，在   條件下主排氣系統與脫硫系統相對獨立，互不影響，在脫硫系統出現故障時，燒結煙氣可直接通過煙囪排放。

　　濕法脫硫工藝具有的特點：脫硫，穩定在90%以上，對于濃度為3000mg/m3的SO2也可控制在200mg/Nm3以下；脫硫劑來源廣泛，價格便宜，品質要求不高，還可以采用一些鋼鐵生產過程中產生的堿性廢物(如轉爐鋼渣)作為脫硫劑，可采用從焦化廠回收的焦化廢氨水作為脫硫劑，可以達到“以廢治廢”的目的；脫硫副產物易于處理加工和利用，脫硫石膏可作為建材替代部分   石膏；濕法技術比較成熟，適用性強，穩定性高。

　　但是，濕法脫硫工藝存在許多不足，主要是：濕法脫硫工藝一次性投資大、運行成本較高；一次性投資約20~30元/t燒結礦，脫硫運行費用約為5~15元/t燒結礦；占地面積較大；有廢水產生，還需處理；   解決磨損、堵塞、腐蝕、漏泄等問題不易，特別是腐蝕和結垢堵塞問題；脫硫副產物量大，利用不多。

　　燒結煙氣采用濕法脫硫工藝，無論是否有GGH(煙氣換熱器)，都有   對煙囪進行，這需要正確選用質量好的材料和   施工。在現有濕法燒結煙氣脫硫中，煙囪工作大都沒做，脫硫濕煙氣通過脫硫塔臨時煙囪排放。材料的選取既要考慮對煙囪內溫度交變的適應性，還要考慮耐溫、耐濕、使用壽命、價格及施工方便等因素。常用的材料有：套筒內襯高鎳合金鋼材料、玻璃鱗片樹脂、硼硅酸泡沫玻璃磚、膠泥、聚脲材料。目前，從性價比角度進行綜合考慮，大多企業采用硼硅酸泡沫玻璃磚。濕法脫硫工藝排煙溫度較低，一般為50~60℃，對煙氣抬升擴散排放造成影響，會出現白煙和煙囪雨，廠區周邊經常會下落白泥點。當舊煙囪不能進行時，應另建濕煙囪。

　　2)干(半干)法脫硫工藝

　　干(半干)法包括活性炭法(AC)、循環流化床法(CFB)、密相干塔、旋轉噴霧干燥法(SDA)、新型一體化技術(NID)等多種工藝。煙氣系統、脫硫劑制備和投加系統、脫硫除塵系統、脫硫灰貯存及循環系統、電氣自控系統、工藝水系統及其他公共輔助系統等是干(半干)法脫硫工藝的組成部分。產生的脫硫副產物決定于使用什么脫硫劑，使用石灰脫硫時其主要成分是亞硫酸鈣、硫酸鈣、氟化鈣、氯化鈣、未   反應物及飛灰等，呈干粉狀。鈣基脫硫副產物可用作免燒磚、水泥添加料、垃圾廠防滲、礦井回填材料、修路地基等。活性炭工藝的副產物為液態SO2或硫酸。

　　活性炭吸附法：以煤為原材料制成活性焦為脫硫劑，活性焦依靠其吸附和催化原理進行吸附脫硫；活性焦具有光譜吸附特性，在脫硫的過程中不消耗水、不排放廢水廢渣，可去除二噁英類污染物。活性炭吸附SO2，對其加熱回收SO2氣體，同時回收活性炭，回收的SO2可生產液體SO2、硫磺、硫酸、化肥等產品，具有優異的環保性能，補充我國硫資源不豐富的問題。但是該工藝造價高且設備龐大，存在運行成本高、腐蝕問題突出、硫資源回收處理等問題，系統長期運行穩定性差。

　　循環流化床(CFB)法：該工藝以循環流化床原理為基礎，吸收劑經加濕活化后噴入流化床，再通過多次再循環吸收劑，使脫硫劑與煙氣的接觸時間長達30分鐘，地提高了脫硫效率和脫硫劑的利用率。反應過程為半干狀態，脫硫過程產生大量飛灰(含脫硫劑)，脫硫塔后端需加收塵設備進行除塵，并回用脫硫劑。高溫煙氣在流化床內與脫硫劑漿液   很好的混合，二氧化硫被吸收后，反應物主要轉變成為亞硫酸鹽和少量硫酸鹽，還有未   反應的脫硫劑，反應后的固體顆粒物從脫硫裝置中排走。高的顆粒循環倍率以及強烈的湍流狀態提供了連續的顆粒接觸動力，固體顆粒之間的不停碰撞摩擦使得脫硫劑表面的反應副產物不斷被磨損剝落，新的脫硫劑表面連續地暴露在二氧化硫氣體中，脫硫劑和二氧化硫充分接觸，了床內的傳質和傳熱，從而避免了孔堵塞造成的脫硫劑活性下降。

　　密相干塔法：該技術的主要原理為石灰、密相干塔反應器下部及后部的布袋除塵器下收集的大量循環灰一起進入加濕器內進行消化，使混合灰中的水分含量保持在3%左右，加濕后的大量循環灰通過密相干塔上部的布料器重新進入脫硫塔內，含水分的循環灰具有   的反應活性，與塔上部進入的二氧化硫煙氣發生反應。塔中設有多個攪拌器，增強了攪拌、破碎作用(即流化、傳質)，將脫硫劑表面生成物打落，使脫硫劑和煙氣充分接觸。脫硫劑不斷循環利用，脫硫效率可達90%以上。   終的脫硫副產物通過灰倉排出循環系統，由輸送裝置送入廢料倉。

　　電子束照射法：煙氣經電除塵后，用水噴霧進行冷卻，到70℃左右時加入適量氨的煙氣經過電子射線激發輻射，SO2和NOx被氧化，水合成為硫酸和硝酸，繼續和氨反應，生成粉末狀的硫銨和硝銨(如果選用石灰作為吸收劑，則生成副產物為亞硫酸鈣和硫酸鈣)，通過其后的過濾裝置回收后可作為肥料，處理后的清潔煙氣經煙囪排放。脫硫脫硝的反應機理是由電子加速器形成大量   電子，在反應器內與燒結煙氣中的主要成分O2，H2O，N2等分子沖撞，生成氧化的OH、O、HO2等活性游離基。這些活性游離基能夠氧化煙氣中的SO2和NOx，從而生成硫酸和硝酸，   脫硫脫硝的目的。再與加入煙氣中的氨反應，生成細顆粒狀的硫酸銨和硝酸銨。

　　旋轉噴霧干燥(SDA)：該工藝原理為利用噴霧干燥原理，將脫硫劑漿液以霧狀形式噴入吸收塔內，脫硫劑漿滴與煙氣中二氧化硫發生反應，反應過程中不斷吸收煙氣中的熱量并產生熱量使水分干燥蒸發。脫硫副產物內部還有未   反應的脫硫劑石灰，一般通過脫硫灰渣再循環，與新鮮的石灰漿液混合來提高吸收劑的利用率，旋轉噴霧干燥脫硫工藝經濟運行脫硫效率可達到90%以上。脫硫副產物以干狀灰渣形式從反應器底部排出，脫硫后的煙氣通常還使用除塵設備(布袋除塵器)進行除塵后排放，脫硫副產物通常拋棄處理。

　　脫硫系統的設置目前主要采用兩種模式：   種為將脫硫裝置裝于燒結機主抽風機與煙囪之間，加設增壓風機。原燒結主排風管成了脫硫系統的旁路。這種布置方式的優點是燒結機頭排氣系統與脫硫系統之間可相對獨立，互不影響，這種模式可成為并聯布置，但是   加設增壓風機。   種模式為將脫硫裝置裝在燒結機后除塵器之前，與燒結主排氣系統共用一個主抽風機，脫硫系統加設旁路，這種方式簡稱為串聯布置。這種方式的優點為系統比較簡單，一次性投資和運行成本都有所降低，可是除塵器收集的含鐵粉塵不能夠回用，造成資源的浪費。另外脫硫系統因耐壓值加大而要求廠家提高制造水平。并聯方式多用在現役燒結機煙氣脫硫的加裝改造，串聯布置方式對新建燒結企業適用。

　　干(半干)法脫硫技術特點：工藝相對簡單，運行維護及管理比較方便；一次性投資和運行成本相對于濕法脫硫工藝可降低25%左右；占地面積少，總圖布置容易進行，特別有利于現役燒結機的脫硫改造工程；脫硫系統可在高于酸露點溫度以上運行，系統無須做或要求不高(活性炭吸附法除外)；無工藝廢水產生；幾乎能夠100%地脫除SO3、Cl和F等酸性物質；若在脫硫后端添加活性炭還能脫除二噁英、Hg等污染物；脫硫副產物可用于免燒磚、水泥添加料、防滲材料、修路路基及礦井回填材料。

　　就干(半干)法脫硫工藝總體來說，脫硫效率略低于濕法脫硫工藝，脫硫副產物利用途徑較少，使用價值不高，需進一步   ，對脫硫副產物進行綜合利用和資源化。河北科技大學對脫硫灰進行改良配比后，生產生態建材，脫硫灰綜合利用取得了   進展。此外，相對于濕法脫硫工藝，消耗脫硫劑相對要多，Ca/S還比較高，脫硫劑利用率較低。操作運行的穩定性(尤其是循環流化床)和適應性需要加強和改良。干(半干)法脫硫工藝一次性投資約為15~23元/t燒結礦(活性炭吸附法除外)。運行成本會因不同的脫硫工藝和不同的SO2濃度而不同，脫硫系統運行成本約為4~7元/t燒結礦，活性炭吸附法工藝運行成本高出很多，約為15元/t燒結礦。