典型的烧结烟气脱硫技术
1 石灰-石膏法
石灰2石膏法是一种典型的湿法脱硫技术,其原理是烧结烟气首先利用冷却塔进行冷却增湿,然后进入吸收塔与石灰浆液进行脱硫反应,同时向吸收塔中的浆液鼓入空气,氧化后的浆液再经浓缩、脱水,生成纯度90 %以上的石膏。石灰2石膏法技术成熟,脱硫效率高,副产物也可利用。
2 氨-硫酸铵法
氨2硫酸铵法是一种湿法脱硫技术,是把烧结厂的烟气脱硫与焦化厂的煤气脱氨相结合的一种“化害为利”的综合处理工艺。其原理是用亚硫酸铵制成的吸收液与烧结烟气中的SO2 反应,生成亚硫酸氢氨。再与氨气反应,生成亚硫酸铵溶液,以此溶液为吸收液再与SO2 反应。往复循环,亚硫酸铵溶液浓度逐渐增高,达到一定浓度后,将部分溶液提取出来,使之氧化,浓缩成为硫酸铵被收回。该法脱硫效率高,副产物可利用。
3 密相塔法
密相塔法是一种典型的半干法脱硫技术,其原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3 %～5 %,然后循环灰由密相塔上部进料口进入反应塔内。大量循环灰进入塔后,与由塔上部进入的含SO2 烟气进行反应。含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,另外塔内设有搅拌器,不仅克服了粘壁问题而且增强了传质, 使脱硫效率可达90 %以上。脱硫剂不断循环使用, 有效利用率达98 %以上。最终脱硫产物由灰仓排出循环系统,通过气力输送装置送入存储仓。
4 循环流化床法
循环流化床法是一种半干法脱硫技术,其原理是将生石灰消化后引入脱硫塔内,在流化状态下与通入的烟气进行脱硫反应,烟气脱硫后进入布袋除尘器除尘,再由引风机经烟囱排出,布袋除尘器除下的物料大部分经吸收剂循环输送槽返回流化床循环使用。由于循环流化使脱硫剂整体形成较大反应表面,脱硫剂与烟气中的SO2 充分接触,脱硫效率较高。
5 MEROS 法
MEROS 法是一种半干法脱硫技术,其原理是将添加剂均匀、高速并逆流喷射到烧结烟气中,然后利用调节反应器中的高效双流(水/ 压缩空气) 喷嘴加湿冷却烧结烟气。离开调节反应器之后,含尘烟气通过脉冲袋滤器,去除烟气中的粉尘颗粒。为了提高气体净化效率和降低添加剂费用,滤袋除尘器中的大多数分离粉尘循环到调节反应器之后的气流中。其中部分粉尘离开系统,输送到中间存储筒仓。 MEROS 法集脱硫、脱HCl 和HF 于一身,并可以使 VOC(挥发性有机化合物) 可冷凝部分几乎全部去除,运行结果表明: 喷消石灰脱硫效率为80 % ,喷 Na HCO3 脱硫效率大于90 %。
6 活性炭法
活性炭法是一种集除尘、脱硫、脱硝与脱除二噁英4 种功能于一体的干法脱硫技术。典型的活性炭法有日本新日铁于1987 年在名古屋钢铁厂3 号烧结机设置的一套利用活性炭吸附烧结烟气脱硫、脱硝装置,处理烟气量为90 万m3 / h ,投资55 亿日元, 年运行费用约10 亿日元。经过多年的运行,发现该装置不仅可以同时实现较高的脱硫率(95 %) 和脱硝率(40 %) ,而且能够有效脱除二噁英和具有良好的除尘效果。现在名古屋钢铁厂的1 、2 号烧结机也应用该装置(烟气处理量130 万m3 / h) ,并于1999 年 7 月投产使用。日本J FE 福山厂的4 、5 号烧结机也使用了活性炭法, 烟气处理量分别达到了110 万m3 / h 和170 万m3 / h ,活性炭消耗量分别为100 t/ 月和150 t/ 月,脱硫率80 %、除尘率60 %、脱二噁英率98 %、二噁英排放浓度可降到0.01～0.05 ng/ m3 。
活性炭法的原理是烧结机排出的烟气经旋风除尘器简单除尘后, 粉尘浓度从1 000 mg/ m3 降为 250 mg/ m3 ,由主风机排出。烟气经升压鼓风机后送往移动床吸收塔,并在吸收塔入口处添加脱硝所需的氨气。烟气中的SOx 、NOx 在吸收塔内进行反应,生成的硫酸和铵盐被活性炭吸附除去。吸附了硫酸和铵盐的活性炭送入脱离塔,经加热至400 ℃ 左右即可解吸出高浓度SO2 。解吸出的高浓度SO2 可以用来生产高纯度硫磺(99.95 %以上) 或浓硫酸 (98 %以上) ,再生后的活性炭经冷却筛去除杂质后送回吸收塔进行循环使用。活性炭法在进行烟气处理过程中烟气温度并没有下降,故无需再对处理后的烟气加热来进行排放,这有别于其它脱硫技术。活性炭法具有脱除污染物功能强、占地面积小、副产物可利用、不产生二次污染等许多优点。
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