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福建三钢闽光有限公司根据国家环保”三同时”的要求以及自身的发展需要,,在2007年新建1台180㎡烧结机的同时,拟配套建设烟气脱硫装置,对烧结机机头烟气进行脱硫处理.由于公司地处三明市市区中心,对整个市区的环境污染较大,因此,烧结机机头烟气脱硫,对改善环境及减轻三明地区环境有着举足轻重的作用.
2、干、湿法脱硫的对比
根据福建三钢的实际情况和要求，采用的烟气脱硫装置必须具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易于处理等特点。现有的脱硫工艺可分为干法和湿法两大类，本公司在做可行性研究方案时，对干、湿法脱硫进行了比较。
3、方案选择及确定
3.1两种干法工艺
本项目可供选择的干法脱硫方案有密切相干塔法和烟气循环流化床法两种。
密切相干塔脱硫工艺的原理是：利用干粉状的钙基脱硫剂，将其与密相干塔及布袋除料器除下的循环灰（利用斗式提升机）一起送入加湿器内进行增湿消化，使混合灰的水分含量保持在3%~5%，加湿后的混合灰由塔上部的烟气与之发生反应，最终脱硫副产物由灰仓溢出循环系统，通过气力输送装置送入废料仓，再利用罐车送到废料堆积场或者用作路基填埋。循环硫化床干法脱硫（CFB-FG）的工艺原理是[2]：烟气从吸收塔底部进入，经文丘里管加速后与加入的吸收剂（消石灰）、循环灰（通过循环斜槽返回吸收塔）及水发生反应，除去烟气中的SOx、 HCl 、HF、CO2等气体。烟气中夹带的吸收剂和循环灰在通过吸收塔下部的文丘里管时，受到气流的加速而悬浮起来，形成激烈的湍动状态，使颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新，从而极大地强化了气固间的传热、传质。同时为了达到最佳的反应温度，通过向吸收塔内喷水，，使烟气温度冷却，到露点温度以上20℃左右。携带大量吸收剂、吸附剂和反应产物的烟气从吸收塔顶部侧向下行进入脱硫布袋除尘器进行气体分离。经气固分离后的烟气含量不超过30mg/m3，净烟气通过烟囱排往大气。脱硫干灰循环使用，多余部分作为最终脱硫副产物通过气力输送至脱硫灰库，再通过罐车或二级输送设备外排。本项目的脱硫灰用于混凝土制砖，及用作矿井回填和路基填埋。
福建三钢闽光股份有限公司对以上脱硫工艺进行了论证，认为两种干法脱硫工艺在理论上都适合烧结机烟气脱硫，其中，循环流化床干法脱硫技术比较成熟。
3.2现场调研
在确定‘方案之前，三钢公司对密相干塔法和循环流化床干法脱硫工艺进行了现场考察，分别考察了密相在石家庄钢铁厂的应用、循环流化床干法在山西华能榆社电厂2×300MW机组以及河北马头电厂210MW机组的应用。
考察情况如下：
循环流化床干法脱硫在山西华能榆社电厂2×300MW机组和河北马头电厂210MW上运行正常，脱硫率达到90%以上，甚至高达99%。
密相干塔法脱硫在石家庄钢铁厂的应用存在一些问题，脱硫塔底出现漏水，塌底以斗是提升机腐蚀很严重，两台并列运行的脱硫引风机出现共振现象，其中一套脱硫装置没有运行，可是DCS上显示脱硫效率90%。根据分析脱硫塔漏水、腐蚀属于工艺本身问题造成的，由于密相干塔法脱硫是利用斗式提升机将吸收剂和循环物料从吸收塔顶部倒入，水分得不到充分蒸发，顶部开口漏风率大；而且塔内装有多个搅拌器来增加物料的扰动，这对运行来说也存在很大的隐患。
通过对以上两种脱硫工艺进行论证及现场调研，公司选择了循环流化床干法脱硫技术。此工艺不仅在理论上叫成熟，而且经数十个项目的实践，在设计、运行、设备国产化等方面积累了丰富的经验，设备的可用率及可靠性能得到保障。
4、CFE-FGD工艺技术
4.1 CFE-FGD工艺的反应机理及流程
CFE-FGD脱硫工艺的主要化学反应式为：Ca(OH)2+SO2=CaSO3.1/2 H2O+1/2 H2O
Ca(OH)2+SO3= CaSO4. 1/2 H2O+1/2 H2O
CaSO3. 1/2 H2O+1/2O2= CaSO4.1/2H2O
Ca(OH)2+CO2= CaCO3.+ H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2.2 H2O(～70℃)(强吸潮性物质)
2 Ca(OH)2+2HCl= CaCl2..Ca(OH)2. 2H2O（›120℃）
Ca(OH)2+2HF=CaF2+2 H2O
从上述反应方程式可以看出，Ca(OH)2在70℃左右与HCl反应，生成强吸潮性的CaCl2. 2H2O,会影响脱硫灰的循环以及气力输送，应尽量避免。
一个典型的适合烧结烟气脱硫的CFB-FGD系统由吸收剂和吸附剂供应系统、脱硫塔、物料再循环、工艺水系统、脱硫后除尘器以及仪表控制系统等组成。
4.2 FB-FGD工艺特点
采用“循环流化床吸收塔（CFB-FGD）+吸附剂及吸收剂+布袋除尘”工艺进行烟气脱硫，具有以下特点：
1）机头电除尘器与路旁设置的脱硫系统相互独立，当脱硫系统运行时，机头电除尘器作为脱硫的欲除尘器，可减少脱硫系统的副产物排量和吸收剂的耗损，；当脱硫系统停运时，电除尘系统仍可正常工作，除尘后的烟气直接外排。
2）系统流程简单，占地面积小，造价低，运行维护费用低。
3）可以脱除几乎100%的SO3、HCl、HF等酸性气体，无须考虑酸气体，无须考虑酸腐蚀造成的下游设备及烟囱腐蚀。
4）利用吸附剂及塔内物料的巨大比表面积，使烟气中的重金属、有机污染物（主要是二噁英（PCDD）和呋喃（PCDF）大部分被吸附。
5）脱硫产物为干灰，整个系统无废水排放，无副产物外的二次污染产生。
6）采用清洁烟气再循环，可以适合烟气大负荷变化。
7）系统可靠，控制简单。通过温度、床层压降、酸性物质排放浓度三大控制回路即可保证系统正常工作，满足脱硫要求，且三个回路相互独立，互不影响。
4.3 CFB-FGD的运行方式
CFB-FGD的吸收剂与降温水是分别加入到吸收塔内，两者可以分别加入到吸收塔内，两者可以分别控制，不会像石灰浆液或者增湿消化器那样，，为适应入口SO2的变化加入吸收剂的同时，带入大量的水，因吸收塔内水分短时间内无法蒸发，导致烟气温度高，吸收塔后面的设备腐蚀，布袋除尘器易糊袋。
CFB-FGD工艺设置了清洁烟气再循环，当负荷降小至小于满负荷的70%时，开启循环烟道挡板，可以利用吸收塔的负压将引风机后的清洁烟气引入吸收塔。由此保证了负荷变化时，吸收塔内的烟气量不变，吸收塔的内的物料床层不变，从而保持高的脱硫率，这是CFB-FGD适应负荷变化和保持高脱硫率的显著特点。
5、结语
三钢2号烧结机机头烟气脱硫项目2007年3月完成初步设计，5月份开始安装，至目前为止工程安装并进入系统调试。该项目实施后，将使排放的烟气中SO2平均浓度由5 000mg/m3，从而大大降低SO2的排放量。这对减轻三明地区的大气污染，改善该地区的人居环境将发挥重要作用，并取得显著的环保效益和社会效益。
