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烧结机烟气脱硫技术的研发动态与进展

  钢铁企业二氧化硫的排放主要是烧结机头废气,约占钢铁企业二氧化硫总排放量的四分之三。我国到目前为止还没有成熟的烧结脱硫技术,企业在建设烧结机时就没预留位置,二氧化硫尾气直接排放,造成严重污染。我国多数钢铁企业的二氧化硫排放量只能达到2kg/t钢的水平,远低于国际lkg/t钢的标准。因此,组织有关企业进行烟气脱硫技术攻关迫在眉睫。
  
在现有的较为成熟的烟气脱硫技术中,石灰石-石膏法和其他各类湿法洗涤系统占脱硫设备的83%;喷雾干燥法占10%;可再生及联合脱硫脱硝法占4%;吸收剂喷射法占3%。
  随着人们环保意识的加强,环保标准越来越严格。为了降低投资及成本,提高脱硫效率,近年来各国投入了大量人力、物力,研发经济、高效的实用脱硫新工艺,比较有代表性的新型脱硫除尘器技术主要有以下几种:
(1)深度烟气脱硫法
  这种方法是日本千代田化工建设公司开发的专利技术。核心是射流沸腾反应器,烟气以沸腾状通过浆液,发生反应,省略了再循环泵、雾化喷嘴、氧化槽和浓缩装置,其投资比石灰石-石膏系统低50%~75%。
(2)脉冲电晕等离子体法
  
这种方法是靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体,产生高能电子。它可以省去昂贵的电子束加速器,同时具有工艺设备简单、操作简便等优点。目前已建成14000m3/h的试验装置,能耗12~15kWh/m3。(3)烧结机头脱硫技术
  
日本新日铁公司于1987年在名古钢厂的3号烧结机中设置了一套选用活性炭吸附的烧结烟气脱硫、脱硝设备(烟气量:90万m3/h),建设投资约为55亿日元(折合人民币4.2亿元),年运行费用10亿日元(折合人民币7700万元)。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%),而且具有很好的除尘效果。此外,还发现使用廉价的活性焦炭,也完全能够达到要求的效果。现在名古屋钢铁厂的1号、2号烧结机也已安装该处理装置(烟气量:130万m3/h)。
  
活性炭吸附脱硫、脱硝原理是:烧结含硫烟气通过除尘器除尘后经鼓风机和升压鼓风机送入移动层吸收塔,并在吸收塔入口处添加脱硝所需的氨。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二氧化硫,送往派生品回收装置,可利用它生产高浓度硫磺或浓硫酸;再生后的活性炭经冷却筛去杂质后送回吸收塔进行循环使用。
  
值得指出的是,目前我国冶金企业进行烧结烟气脱硫,在学习国际上的烧结烟气脱硫新技术的基础上,新的烧结烟气脱硫技术正在实践阶段。
  
采用循环流化床技术对鞍钢烧结机机头废气(5000m3/h)进行了烟气脱硫工业性试验。由烧结机风箱引出的烟气(SO2浓度范围为300~500mg/m3),经预除尘器和加压风机,以一定速度经过气流分布板进入流化床,使床内吸收剂颗粒(CaO)处于流化状态,床内两相流喷嘴不断喷出50~80mm液滴,使吸收剂表面湿润,表面润湿的吸收剂与烟气中SO2快速化学反应而达到脱硫目的。吸收剂粒子在流态化磨损过程中,表层得以不断更新、脱落的表层粒子随净化烟气离开流化床,经气固分离器分离收集重返流化床循环使用。
  工业性试验结果表明,流化床内气体含湿量(床内喷液量)、床重、床速是影响脱硫效率和装置压力损失的主要因素。随床内气体含湿量增大、床重增加、床速降低硫效率提高。装置压力损失随床重增加、床速提高而增大。当床重为270kg/m2,床速为2.98m/s,床内气体含湿量为24.7g/Nm3条件下,烟气脱硫效率>85%,床层压力损失约2000Pa。