烧结球团烟气脱硫除尘低成本达标实用技术

　　烧结球团烟气净化目前环保主要考核二氧化硫、除尘，氮氧化物由于含量比较低，许多企业暂时不超标，随着环保要求的提高，会陆续考核氮氧化物、二噁英、酸、重金属，采用湿法脱硫增加湿电、改进除雾器、半干法、活性碳（活性焦）一体化净化技术都能达标。由于钢企资金短缺、融资困难，用户也不妨尝试采用现有系统上的一些低成本改造，包括脱硫塔后喷淋冷凝、塔前喷淋蒸发和电除尘器低低温改造。

 　　1、塔后喷淋冷凝

　　在湿法脱硫塔出口后，增加直接喷淋、或混合冷凝除湿装置，将湿烟气的温度从50ºC降低到40ºC、最好30ºC以下，湿烟气中大部分水汽会冷凝为水，烟气中残余的二氧化硫、石膏、PM2.5细颗粒物、氨、离子液等成分都会随着水汽的冷凝进入冷凝液中。氮氧化物中二价以上的也可以去除，NO需要进行适当氧化后去除。

　　如图1所示为一参考案例，热电厂两台130吨燃煤锅炉的石灰石石膏法脱硫塔后的下降烟道改造为一台立式直接喷淋冷凝换热器，一台220吨燃煤锅炉在湿法脱硫塔后增加一台卧式直接喷淋冷凝换热器，烟气集中通过共用的烟囱排放。项目于2015年采暖季前投入运行，已经于2016年3月通过鉴定验收。

　　

　　图1 湿法脱硫塔后增加直接喷淋冷凝净化系统

 　　项目的更多信息如下：

　　总烟气量：120万 m3/h

　　入口烟气温度：~50℃

　　出口粉尘浓度：≤10mg/Nm3

　　出口SO2浓度：17mg/Nm3

　　出口NOx浓度：55mg/Nm3

　　出口排烟温度：39℃

　　系统阻损：0.4kPa

　　循环水量：1800t/h

　　循环水温：入口：≤30℃，出口~40℃

　　排水用途：石灰石制浆和工艺补水

　　循环水采用高温热泵降温，余热为80℃以上热水用于供热，一个采暖季增加供热量16MW，效益865万元，投资回收期不到4年。对于余热水暂不利用的用户，可以采用人工游泳池、河、湖、景观方式冷却。回收的冷凝水如图2所示，水质接近中水，首先可以在石灰石粉制浆、工艺补水、烧结混料中直接利用，实现烧结生产零新水消耗，深度处理后可以外供，对于我国水资源亏乏地区具有重要意义。

  　　

　　图2 湿法脱硫烟气直接喷淋冷凝水

 　　2、塔前蒸发洗涤

　　在脱硫塔前的入口烟道内，增加一组压缩空气或高压雾化喷枪喷工艺水，喷雾颗粒尺寸在~100μm，单位喷水比表面积是一般脱硫喷嘴的400倍以上，数秒内就可以实现蒸发冷却到饱和状态，只需要0.1-0.5 L/m3的气液比就可以实现脱硫达标。

　　与传统的完全靠大喷淋量实现饱和不同，该技术首先通过少量喷雾蒸发达到饱和，高温段实现烟气饱和润湿，有利于利用烟气中亚硫酸根的氧化。塔内喷淋起到冷凝吸收的作用，提高了脱硫效率，减少排放烟气水蒸汽含量，烟气中的二氧化硫、其它酸性成分、重金属、PM2.5细颗粒物也会随着水蒸汽冷凝一起进入吸收液中。该技术实现了蒸发和冷凝两级相变，是低成本实现烧结烟气脱硫除尘等多污染物协同达标的可选择技术之一。

 　　3、低低温电除尘

　　低低温静电除尘是国内外都得到充分证明的超低排放可选择技术，三电场除尘器能够达到五电场除尘器的效率，出口烟气粉尘浓度可以降低30mg/m3以下，同时还能解决下游设备的防腐蚀和放散烟气脱白，工况风量降低有利于节电。这项技术不需要增加电除尘器电场、更不需要电改袋就可以解决除尘问题，同时有利于脱硫达标。

　　烧结电除尘器前采用间接换热器会增加阻损，也存在烟气冷却到露点温度、导致电除尘器腐蚀的风险，特别是对于我国的烧结烟气，入口温度波动范围在65-200ºC之间波动大，采用以下技术可以解决问题：

 　　喷雾蒸发冷却降温：近年来喷雾蒸发冷却技术日趋成熟，可以精确控制出口烟气温度在目标温度+/-2°C，而且不增加阻损、投资少，可以选择在烧结大烟道内、最好在高温区增加喷雾蒸发冷却系统，使进入电除尘器的烟气温湿度精确控制在最佳范围，有利于实现除尘、脱硫同时达标，同时还可以顺便处理利用脱硫废液。

　　相变蓄热+焦碳颗粒吸附：在电除尘器入口分布板附近增加相变温度在~90℃的固液相变材料，与焦碳混合做成颗粒层，一方面可以稳定烟气温度，还可以吸收酸雾。固液相变的原理与热管类似，不同的是不需要真空，属于常压相变，设备造价低、使用维护方便。焦碳就选择烧结原料，采用移动颗粒层吸附后经过适当处理后，返回工艺使用。

　　石灰粉/焦粉或煤粉喷粉吸附：电除尘入口烟气温度降低后已经达到酸露点，会生成硫酸雾和其它酸雾，吸附酸雾需要一定的粉尘浓度，可以选择将烧结原料的石灰粉、焦粉或煤粉等原料均匀喷洒到烟气中实现吸附脱硫、脱酸、除二噁英，由于浓度不高、不会影响烧结灰的循环利用，一些有害成份会以硫酸盐的形式被去除，其原理类似于循环流化床半干法脱硫。