用動力波技術脫除燒結煙氣中的二氧化硫

　　鋼鐵廠燒結煙氣有其煙氣流量波動大、溫度高、粉塵含量不固定等特點。美國一家企業(yè)在從事多年脫硫經驗的基礎上，對燒結煙氣進行了分析，并將動力波脫硫技術進行了不斷完善和改進，已經可以適應燒結煙氣的多種復雜狀況。 燒結機的煙氣流量大致在4000～6000m3/ (m2?h)，污染物主要為SO2(一般含量在1000～2000mg/m3)，并以燒結機中段的煙氣含硫量最高，約為5500 mg/m3，機頭機尾較低，只有約350mg/m3。此外，燒結煙氣還含有較多的水(約為10%)和CO,還含有少量重金屬、HCl、HF、二惡英、VOC、NOx等，還有酸霧和固體粉塵。

　　從目前的統計來看，濕法脫硫是目前運行穩(wěn)定, 且脫硫效率較高的方法之一，即利用洗滌塔使燒結煙氣與吸收液充分接觸，以達到脫除上述污染物的目的。

　　1.動力波技術概述

　　動力波逆噴塔技術實際上是用于煙道氣脫硫的單元操作技術，它能同時完成對煙道氣的急冷、脫除酸性氣體和固體粉塵等三項功能，可用于燒結廠、冶金工業(yè)爐窯、電廠、水泥廠、工業(yè)廢棄物焚燒、鈦白粉廠、煉焦廠、煉油廠、鍋爐等廠的廢氣凈化。

　　來自燒結機的燒結煙氣自上而下進入逆噴塔中，吸收液自下而上逆向噴射與氣體進行接觸(反應區(qū)或吸收區(qū))從而形成泡沫區(qū)，在此區(qū)域內實現了煙氣急冷、酸性氣體脫除、粉塵脫除。氣液分離在分離槽中進行，然后通過一種特制的除霧器，即可得到清潔的氣體。

　　逆噴塔的技術核心為泡沫區(qū)的吸收，即吸收液與煙氣流向相反，使吸收液與煙氣保持動量平衡，形成泡沫區(qū)。這個泡沫區(qū)是強湍流區(qū)域。在此區(qū)域內氣液充分混合，吸收液的接觸面高速更新。煙氣的沖力使吸收液四散飛濺，吸收液與煙氣達到動態(tài)平衡處形成穩(wěn)定的泡沫層。吸收液的湍動膜包裹了煙氣中的粉塵及氣態(tài)污染物，使煙氣驟然冷卻，酸性氣體被吸收。泡沫區(qū)在逆噴塔內的上下移動取決于煙氣和吸收液的相對沖力。由于采用大口徑敞口噴頭，排放煙氣中不存在因霧化而產生的細小液滴，煙氣與吸收液在逆噴管中相撞后，一起通過逆噴塔進入分離裝置。在此，由于重力作用，吸收液與煙氣分離，煙氣通過除霧器排出。吸收液收集于分離裝置底部，用泵打回逆噴頭。

　　逆噴頭是無堵塞設計，采用耐磨的碳化硅材料制成，使逆噴塔能處理含固量高、污臟、粘稠的循環(huán)吸收液。這種設計不但可以大大減少排污處理量，得到良好的經濟效益，同時可使吸收液的濃度大幅度提高。逆噴塔的操作應保持在泡沫區(qū)進行，所以必須采用合適的液氣比、氣體流速以及噴頭壓力。

　　正是由于采用了大口徑噴頭，所以對處理燒結廠這種大流量的含硫煙氣，動力波逆噴塔通常只需要3～7個噴頭即可，而其他脫硫技術設計往往需要幾十個甚至上百個噴頭，這不僅節(jié)省了能耗，而且配管系統也簡單了很多。

　　2.動力波可一塔四用

　　動力波技術能在一個塔內完成氣體急冷、酸性氣體吸收、粉塵脫除以及塔內氧化四種功能。動力波技術形成的泡沫區(qū)能完成氣體急冷、酸性氣體吸收、粉塵脫除，塔內布置的氧化管道能將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，從而在一個塔內完成脫硫除塵，減少后續(xù)設備的投入，控制和操作相應簡單。對于目前鋼廠的實際情況，大多沒有預留足夠的空間來建設脫硫裝置，動力波技術可一塔四用，能在有限的空間內安裝脫硫裝置，設備占地面積少，適合大多數鋼廠的實際情況。

　　動力波的吸收劑有多種選擇，鋼廠可根據實際需要來決定。動力波逆噴塔的設計能夠處理燒結廠最終選擇的吸收劑，如石灰、石灰石、燒堿、廢堿液、氨水、鋼渣等不同類型的吸收劑。例如，當采用石灰乳或石灰石時，逆噴塔必須能夠處理含20%漿料的循環(huán)液，并保證氣液相的充分接觸，而不發(fā)生系統的堵塞問題。

　　燒結煙氣量的變化幅度大，含硫量高，常規(guī)的脫硫技術難以承受如此大的波動，而動力波技術完全能適應，其煙氣的操作條件可以在50%～120%之間變化，而無需作其他設備的改變。動力波材質的選擇也具有很大優(yōu)勢，因為隨著氣體在進料管中急冷，溫度降低，SO2和SO3氣體通過其露點轉變?yōu)槔淠乃釟?，所以材料的選擇必須能承受如此寬范圍的條件變化。動力波在設計時充分考慮了燒結機裝置的特點，根據不同的進口條件選擇不同的材料。在其他塔體等材料的選擇上，動力波采用較低等級的合金材料，減少了投資成本。

　　動力波管道系統的設計應該使得吸收液在管道中流動時處于懸浮狀態(tài)，并且應避免在容器和管道中的沉降，從而防止管道的堵塞。為此，管徑的選擇應使得液體在管道中的流速大于其沉降速率，但流速也不能太大，否則會造成管道的磨蝕。通過采用大口徑無堵塞的噴頭，避免了常規(guī)脫硫塔中嚴重的腐蝕問題。

　　對于洗滌后排放液的處理，是將洗滌液進行深度氧化，達到一定的COD(<200g/m3)值后再排放，亦即將亞硫酸鹽進一步氧化為硫酸鹽。動力波逆噴塔技術在設計時，可以在吸收液槽的下部設置一個空氣分布器，通過向系統中不斷鼓入空氣使其中的亞硫酸鹽和三氧化硫轉化為硫酸鹽，轉化率可達到95%～99%，從而滿足環(huán)保的要求。

　　總之，動力波逆噴塔脫硫技術是一種較為成熟的技術，在各個工業(yè)領域已經成功地建造了300多套商業(yè)化裝置;能夠在同一塔中完成氣體急冷、酸性氣體脫除和固體粉塵的脫除等功能;能夠在同一系統內對亞硫酸鹽進行氧化生成硫酸鹽，減少了后續(xù)的再處理設施;反應區(qū)(吸收區(qū))和氣液分離區(qū)在不同的部分進行，從而使得氣液分離區(qū)的材質可以采用較低等級的合金鋼，節(jié)省投資費用;大口徑的噴頭設計從本質上解決了系統的堵塞問題，不但減少了裝置的維護和檢修，也相應節(jié)省了能耗和管道方面的投資成本;系統運行穩(wěn)定，操作彈性高，能適應燒結煙氣的變化;占地面積少，適應老裝置的脫硫建設。