[发明专利]一种烧结烟气脱硫净化方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金烧结烟气净化领域，具体涉及一种对来自烧结烟气的脱硫净化方法及设备。

背景技术

钢铁工业的快速发展，随之而来其产生的大量二氧化硫废气造成的环境污染也非常严重，烧结工序是钢铁工业二氧化硫的主要排放源。最近，国家加大了二氧化硫治理力度，要求对烧结烟气进行脱硫，减少二氧化硫排放，最大程度上减弱二氧化硫对生态环境的影响。

目前，国内外燃煤电厂烟气脱硫技术日趋成熟和完善，无论是湿法脱硫还是干法脱硫(或半干法脱硫)都取得了良好的脱硫效果，这是由于电厂烟气SO₂浓度高(电厂烟气温度及烟气量比较稳定)，对环境的污染更为严重，因此电厂烟气脱硫开展较早，积累了一定的经验。

但对于烧结烟来讲，由于烧结烟气自身的特点，采用现有的燃煤电厂烟气脱硫技术是不可行的，原因在于：

(1)烧结工况不稳，烟气量波动大。

(2)二氧化硫排放浓度低波动范围宽。随着原料来源的不同、烧结工艺参数(如料层厚度、空气过剩系数、烧结温度碱度等)的变化，烧结烟气二氧化硫排放浓度低且波动范围宽。

(3)烟尘中含有微量金属元素。

(4)含有害气体，如H₂S、NO_X、SO_X、HCL、HF、二噁英等。

(5)含湿量大，烧结工艺特点决定，烟气中的含水量在10％左右。

(6)温度变化范围大，随工况变化。

由于国外烧结烟气SO₂排放标准尺度较为宽松，德国为500mg/m³，丹麦为200mg/m³，因此国外烧结烟气开展脱硫的较少。日本在20世纪70年代建设的大型烧结厂先后采用了烧结烟气脱硫技术，脱硫方式为湿式吸收法。日本NKK(现为JFE)京滨制铁所采用氨-硫氨法进行烧结烟气的脱硫，自1989年投入运行以来，虽运行稳定，但这种方法存在氨逃逸，污染空气；副产品硫酸氨中含有重金属，不能直接应用于农业，另外对设备的耐腐蚀性要求较高等缺点。

日本新日铁名古屋钢铁厂的3台烧结机应用了利用活性炭吸附原理的烧结烟气脱硫、脱硝装置。该方法是在活性炭移动层吸收塔入口处，向烟气中加入脱硝所需的氨，烟气在吸收塔内形成硫酸、硫酸氢氨等物质被活性炭吸附去除。吸附了硫酸和铵盐的活性炭被送入脱吸塔，经加热至400℃左右即可解吸出高浓度SO₂。解吸出的高浓度SO₂送往副产品回收装置利用，生产高浓度硫磺(纯度达99.9％以上)或浓硫酸(纯度98％以上)，再生后的活性炭则经冷却筛去杂质后送回吸收塔进行循环使用。经过多年的运行发现，该装置可以同时实现较高的脱硫率(95％)和脱硝率(40％)，而且具有较好的除尘效果。但是缺点是一次性投资大，运行费用高。

烟气脱硫有干法、半干法、湿法三种，湿法脱硫虽然脱硫效率高，但存在着设备投资大，占地面积大，水资源浪费，二次污染严重等缺点，因此这种方法的应用受到一定的制约。因此现在世界范围内烧结机烟气脱硫有从湿法向半干法发展的趋势，1998年旋转喷雾脱硫法(属于半干法)首次在德国杜依斯堡钢厂70m²小型烧结机得到成功应用，但对于大型烧结机烟气来讲，大型型烧结机由于烟气量更大，烟气的成分、烧结工况变化更加复杂，对烟气脱硫工艺技术要求更高，不是简单的放大和调整就可以实现的。

近来国家加大了二氧化硫治理力度，要求脱硫后烧结烟气SO₂在100mg/m³以下，比国外严格，德国为500mg/m³，丹麦为200mg/m³。因此国内许多钢厂对烧结烟气相应采取了脱硫措施；包钢采用的ENS半干法脱硫法：CaOH/MgOH新粉投加管道，烟气带入反应塔，与雾化水反应，是湿润、反应、干燥、电除尘，排放这样一个过程。由于包钢的铁矿为含氟矿，采用ENS法的目的是以脱氟为主，脱硫为辅，且包钢烧结脱硫除氟装置投资太高、副产难处理，在不经过改进的情况下尚不适合其它企业发展。

石家庄钢采用密相干塔脱硫法，该法属于半干法，利用干粉钙基脱硫剂与布袋灰一起进入加湿消化，灰水3～5％由塔顶进入与由上部进入的烟气反应，含水灰循环有好的反应性、流动性，设有搅拌，增强传质，脱硫效率达到90％，脱硫剂利用率98％。