編者按
3月24日本刊《鋼鐵脫硫運行艱難》介紹了鋼鐵燒結(jié)機煙氣脫硫技術(shù)的四大難點。本期，記者參訪了鋼鐵燒結(jié)機煙氣脫硫行業(yè)中的知名企業(yè)濟南高新開發(fā)區(qū)中泰環(huán)保技術(shù)開發(fā)中心，看看這家企業(yè)是如何解決技術(shù)難點的。我們也希望其他企業(yè)來電來稿，共同探討燒結(jié)機脫硫技術(shù)如何突破技術(shù)瓶頸。
濟南高新開發(fā)區(qū)中泰環(huán)保技術(shù)開發(fā)中心(以下簡稱中泰環(huán)保)，作為專門解決鋼鐵廠燒結(jié)機脫硫難題的環(huán)保技術(shù)研發(fā)企業(yè)，成功研發(fā)制造出適合我國鋼鐵廠特點的石灰－石膏煙氣脫硫技術(shù)，在由中國環(huán)境報社舉辦的“2009環(huán)保優(yōu)秀品牌企業(yè)”評選中獲得殊榮。在2005年~2009年間，這項技術(shù)應(yīng)用于15個項目。經(jīng)過多次改進，目前，這項技術(shù)能夠很好地適應(yīng)燒結(jié)煙氣粉塵濃度高、煙氣量和煙氣溫度波動大等特點，解決了目前石灰—石膏脫硫技術(shù)存在的問題。
難點:如何消除或減緩設(shè)備結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象
解決思路:外阻式噴霧管實現(xiàn)防堵塞；帶維修導軌的煙氣凈化裝置實現(xiàn)了不停機在線檢修易結(jié)垢系統(tǒng)
中泰環(huán)?？偨?jīng)理王京福介紹說，目前，濕式石灰—石膏法脫硫塔常用的脫硫噴漿設(shè)備為美國碗狀噴頭和日本川崎螺旋式噴嘴，脫硫區(qū)域設(shè)置2~4層噴淋層，每層噴淋層安裝一定數(shù)量的噴嘴。燒結(jié)機煙氣含塵濃度高，普通噴嘴容易堵塞，其安裝方式固定，致使結(jié)垢噴嘴只能等到燒結(jié)機停機后才能進行處理。然而，對于燒結(jié)機機頭煙氣脫硫設(shè)備，如果結(jié)垢成分不及時處理，脫硫效率必然受到影響，并且可能產(chǎn)生一系列的連鎖反應(yīng)(如在一定程度上影響燒結(jié)負壓)。
針對燒結(jié)機煙氣特點，中泰環(huán)保自主研發(fā)了噴霧式煙氣凈化器(含七項發(fā)明、實用型專利)。在解決結(jié)垢堵塞問題方面，設(shè)備采用了外阻式噴霧管和帶維修導軌的煙氣凈化裝置。外阻式噴霧管設(shè)計為多孔噴管，這種設(shè)計可根據(jù)煙氣特點設(shè)置噴霧管數(shù)量、排列、轉(zhuǎn)向等，安裝三四套噴漿系統(tǒng)。以一套大型脫硫設(shè)備為例，噴淋層高12m，設(shè)置4~8套噴淋系統(tǒng)，噴霧管數(shù)量為30~40個。另設(shè)一套備用系統(tǒng)(備用系統(tǒng)的設(shè)置可使燒結(jié)脫硫系統(tǒng)同步運行率達到99％以上)。
王京福介紹說，就實際運行情況來看，設(shè)備有很高的脫硫除塵功效，經(jīng)檢測脫硫效率可達95.9％(數(shù)據(jù)來源:唐山市環(huán)境監(jiān)測中心站監(jiān)測報告，唐環(huán)監(jiān)測(氣)字(2009)第059號)，除塵效率可達95％(數(shù)據(jù)來源:山東省環(huán)境監(jiān)測中心站監(jiān)測報告，魯環(huán)監(jiān)(委)2004第080號)。
帶維修導軌的煙氣凈化裝置在脫硫系統(tǒng)的運用，實現(xiàn)了不停機在線檢修易結(jié)垢系統(tǒng)。有了這套設(shè)備，當一套噴漿系統(tǒng)工作一段時間后停止，工作人員可開啟噴漿備用系統(tǒng)，將需要更換的噴漿系統(tǒng)中的噴霧管取出，清理結(jié)垢成分，從而保證了脫硫效率不受影響。清潔后噴霧管可循環(huán)使用(使用壽命不小于兩年)。
難點:如何降低整套脫硫設(shè)備的阻力
解決思路:整套系統(tǒng)分段，減少設(shè)備管道的彎度、長度，控制系統(tǒng)內(nèi)部的溫度；不使用阻力大、易結(jié)垢的除霧器
降低脫硫設(shè)備的風氣阻力是一個不可忽視的問題。王京福介紹說，鋼鐵燒結(jié)過程中需要氣體運動才能保證產(chǎn)量。如果脫硫設(shè)備風氣阻力過大，首先會影響燒結(jié)機生產(chǎn)；其次，煙氣的運動會因為阻力過大，最終影響除塵、脫硫的效率；第三，因為阻力大，要增加增壓風機以增加煙氣流動速度，會導致建設(shè)成本的增加。
王京福告訴記者，公司采用的噴霧式煙氣凈化器通過兩種途徑降低整套脫硫設(shè)備的阻力。第一，經(jīng)過相關(guān)比摩阻計算與實際實施得到的數(shù)據(jù)，把整套系統(tǒng)分段，減少設(shè)備管道的彎度、長度，控制系統(tǒng)內(nèi)部的溫度，將氣體流速、膨脹都控制在理想范圍內(nèi)，將整套脫硫系統(tǒng)的整體阻力降低為200pa~350pa。由于阻力小，所以這套系統(tǒng)不使用增壓風機，可保證不影響燒結(jié)機產(chǎn)量。第二，不使用阻力大、易結(jié)垢的除霧器。王京福介紹說，采用凈化器后，塔內(nèi)脫硫后的煙氣和水分形成渦流狀，通過慣性力進行氣水分離，使煙氣含水量保持在3.5％左右，脫水后的煙氣經(jīng)煙囪排空，分離出的水分沿塔壁流向塔底，成功攻克了濕法脫水問題。
難點:照搬電廠脫硫工藝，造成設(shè)備連續(xù)運行時間不能保證
解決思路:脫硫塔過硫部分采用304L不銹鋼制作，其他涉及脫硫系統(tǒng)壽命的關(guān)鍵部位，采用內(nèi)/外防腐抗磨技術(shù)
目前，我國燒結(jié)機上使用的石灰—石膏法脫硫設(shè)備，因其造價低、占地面積小、使用動力小，占已上脫硫設(shè)施總數(shù)量的50％以上。但是由于照搬電廠脫硫工藝和設(shè)計缺陷，有些設(shè)施的脫硫塔堵塞和噴霧系統(tǒng)結(jié)垢速度超過了清理、維修能力，連續(xù)運行時間能夠超過半年以上的并不多。據(jù)估算，僅此給鋼鐵企業(yè)造成的經(jīng)濟損失約在10億元以上。
除了解決因結(jié)垢、堵塞而引起的難題之外，關(guān)鍵部分的材料選用也是重點。王京福告訴記者，目前一些企業(yè)的脫硫塔過硫部分使用304L不銹鋼制作，其他涉及脫硫系統(tǒng)壽命的關(guān)鍵部位，采用內(nèi)/外防腐抗磨技術(shù)，也保證了設(shè)備的使用壽命。
據(jù)王京福介紹，經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，脫硫塔過硫部分采用碳鋼(以前較為流行的方法)制作(內(nèi)加防腐)，雖然降低了脫硫設(shè)備的成本，但是設(shè)備不抗酸性氣體腐蝕，壞損率高，維修更換頻繁，使用壽命短，導致設(shè)備維修率大大提高。如果脫硫塔現(xiàn)在過硫部分采用304L不銹鋼制作，其他涉及脫硫系統(tǒng)壽命的關(guān)鍵部位，采用內(nèi)/外防腐抗磨技術(shù)，同時通過技術(shù)手段有效控制循環(huán)水氯離子含量在3000mg/L以下，可減輕對不銹鋼的腐蝕，保證設(shè)備的使用壽命。
難點:運行費用如何減？
解決思路:脫硫設(shè)備省去氣—氣換熱器，不增設(shè)增壓風機，降低設(shè)備能耗
2008年8月，中國鋼鐵協(xié)會哈爾濱燒結(jié)脫硫會議的文件指出:山東某鋼鐵廠120m2燒結(jié)機機頭煙氣采用循環(huán)流化床脫硫工藝，運行費用噸燒結(jié)礦增加成本14元，噸鋼增加成本30元，脫除1噸二氧化硫花費將近6000元；某鋼鐵廠2×83m2燒結(jié)機采用氨—硫銨法脫硫工藝，液氨價格為3500元/噸，實際運行中，噸燒結(jié)礦增加成本7.3元，噸鋼增加成本16.06元。
從以上資料可以看出，高昂的運行費用是許多燒結(jié)機脫硫設(shè)備不投入使用的原因之一。中泰環(huán)保設(shè)計的燒結(jié)機煙氣脫硫系統(tǒng)是在正壓條件下進行，因此不必考慮煙氣對風機的腐蝕問題，整套脫硫設(shè)備可以省去氣—氣換熱器，同時也減少了換熱器因腐蝕、堵塞而增加的維修費用。不設(shè)除霧器，整套脫硫設(shè)備阻力小，不影響燒結(jié)機生產(chǎn)，不需要增設(shè)增壓風機，大大節(jié)省了脫硫成本。同時，整套設(shè)備耗電量低，比如200m2的燒結(jié)機，普通配套環(huán)保設(shè)施的單位耗電量約1500千瓦時，中泰環(huán)保脫硫設(shè)備單位耗電量僅為300千瓦時。綜合計算，整套脫硫系統(tǒng)使每噸燒結(jié)礦增加成本不超過1.5元(費用已記入折舊，且不抵減減排費用)。
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