大气污染监测

首钢国际工程公司烧结设计专业不断总结和吸取烧结工程设计、生产中的经验及技术成果，形成了丰富的技术积淀，打造出了多项烧结工艺的核心技术。烧结生产过程产生大量含SO2烟气，排放量约占钢铁企业年排放量的40%~60%，控制烧结生产过程中SO2的排放，已成为钢铁企业SO2排放控制的重点。面对当前脱硫形势，首钢国际工程公司联合首钢环保产业事业部、北科大环境工程中心组建北京首科兴业工程技术有限公司，专门承揽烧结脱硫工程。技术团队针对首钢迁钢360m2烧结机脱硫工程，通过对国内几种脱硫工艺进行全面考察、综合分析后，确定采取密相干塔脱硫工艺；脱硫设施投产后运行稳定，脱硫效率达95%，每年可以节省SO2排污成本约648万元，具有较好的经济效益和环境效益。

1 烟气脱硫研发背景

目前，我国烧结烟气SO2脱硫处于起步阶段，仅少数几个烧结厂上了脱硫设施；首钢国际工程公司烧结技术团队在调研后发现国内的烧结脱硫设施均不够理想。

当前采用的几种脱硫塔存在以下不足之处：

(1) 喷淋塔，广泛应用于工业烟气脱硫；国内火力发电厂已建脱硫设施基本上采取该技术。塔中空、不易结垢、阻力小，突出缺点是传质系数低、相界面积小，喷淋塔庞大，投资高。

(2) 填料塔，传质系数比喷雾塔稍大；流体阻力较大，且气液相界面积较小；易结垢，积垢清理困难；投资高。

(3) 旋流板塔，流体阻力大，塔内结构复杂、易结垢；水平度要求很髙，大型装置制造安装困难；投资高。

(4) 喷射吸收塔，工作性能与喷淋塔相近；采用的吸收剂比表面积小，塔体相比于其他三种更庞大，投资高。

2 脱硫工艺的确定

2.1 工艺流程的确定原则

脱硫工程方案的确定，需遵循以下原则：安全、可靠、经济、适用并符合国情；技术成熟、先进、经济合理、有工业化业绩的工艺系统；控制工程造价，尽量考虑设备的国产化；节约用水；燃烧设备的能力要适应负荷变化的要求；考虑燃煤含硫量、工艺过程的原料含硫量、SO2控制规划以及环境要求；考虑脱硫剂供应条件；考虑脱硫副产品、脱硫灰、飞灰的综合再利用；充分考虑废水、废渣的排放；充分考虑厂址、布置条件等因素。

首钢迁钢烧结脱硫工程为老厂增新环保项目，借鉴国内外成熟的烟气脱硫工艺；根据烟气特点以及对脱硫除尘系统的实际要求，对常用的湿法及几种(半)干法烟气工艺的特点和技术经济性做了分析比较，最后确定采取密相干塔处理工艺。

2.2 密相干塔工艺的特点

2.2.1 密相干塔的脱硫原理

密相干塔烟气脱硫技术是由德国福汉燃烧技术股份有限公司和北京科技大学环境工程中心针对中国国情开发的一种先进技术。具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、能耗低、维护量小、占地面积小、系统寿命长等优点，主要用于各种火电厂锅炉、工业锅炉以及工业窑炉排放烟气的脱硫净化处理。主要原理利用经水选提纯后的脱硫剂浆液，与布袋除尘器下的大量循环灰一起进入加湿器内进行均化，使混合灰的水分含量保持在3%~5%之间，由于含3%~5% 水分的循环灰有极好的流动性，反应塔中设有搅拌器，不但能克服粘壁问题而且还能增强传质作用。加湿后的大量循环灰由干塔上部的布料器进入塔内，与上部进入的含SO2烟气进行反应。脱硫剂不断循环，脱硫效率可达95%。最终脱硫副产物由灰仓排出循环系统，通过输送装置送入废料仓。整个工艺流程包括SO2的吸收和吸收剂的循环利用两个过程：

(1) SO2的吸收：烟气由干塔上部入口进入塔内，在塔内与吸收剂进行反应，反应后的烟气由塔下部烟道出口排出，经布袋除尘器除尘后排放至大气中。

(2) 吸收剂的循环利用：密相干塔内落下的反应产物、布袋除尘器收集的循环灰和新吸收剂浆液一起由提升机提升到塔上部布料器内，再次进入密相干塔进行一系列脱硫物化反应。

2.2.2 密相干塔的主要特点

(1) 脱硫剂用量少利用率高，循环过程中脱硫剂颗粒在搅拌器的作用下，不断裸露出新表面，使脱硫反应不断充分地进行，SO2脱除效率达95%，同时可以去除HCl、HF等；

(2) 耗水量低，脱硫剂通过加湿来提高其活性所用的水少，通常循环脱硫剂的含湿量为3%~ 5%；

(3) 反应塔内的搅拌器强化了均质过程，延长了脱硫反应的时间，保证系统的运行质量；

(4) 系统对不同SO2浓度的烟气及负荷变化的适应能力极强，是该技术的显着优点；

(5) 脱硫剂在整个脱硫过程中都处于干燥状态，操作温度高于露点，不会发生腐蚀或冷凝，无废水产生；

(6) 密相干塔用普通钢材制作，而且无需合金、涂料和橡胶衬里等特殊防腐措施；

(7) 烟气无需再加热即可排放。

(8) 脱硫副产物主要成分：

CaSO4·2H2O占61.7%，CaCO3占21.9%，CaSO3·1/2H2O占1.1%，CaCl2·4H2O占1.3%，Ca (OH)2占0.2%，Fe2O3占1.7%，Al2O3及SiO2均占1.5% ，MgO占0.8%，P2O5占0.5%。
2.2.3 密相干塔脱硫系统的运行方式

烧结生产与脱硫系统同时运行，在特殊情况及出现故障时允许烟气从旁路烟道排放。正常运行时，无论脱硫装置处于何种工况都不会对烧结生产产生任何影响。脱硫系统投运时，脱硫系统的进、出口挡板门打开，旁路烟道挡板门关闭。密相干塔负荷变化时，应按干塔运行特性来调节加料装置的进料量，以改变干塔内循环灰的密度，来适应负荷的变化。

在烧结机启动过程中或脱硫系统解列、需要检修时，应将脱硫系统进、出口挡板门关闭，旁路烟道挡板门打开，烟气经引风机和旁路烟道直接进入烟囱排出。其工艺原理如图1。