2019 年4 月29 日，生態(tài)環(huán)境部等5 部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》，鼓勵(lì)鋼鐵企業(yè)分階段分區(qū)域完成全廠超低排放改造，以此為契機(jī)，使我國(guó)鋼鐵工業(yè)步入由大到強(qiáng)、綠色轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。目前，我國(guó)大多數(shù)鋼廠燒結(jié)機(jī)、球團(tuán)等設(shè)備已建設(shè)脫硫除塵裝置，由于前幾年鋼鐵行業(yè)不景氣，大多鋼廠所建脫硫塔具有空塔流速高、塔內(nèi)空間小等缺點(diǎn)，導(dǎo)致脫硫提效改造工程量大，施工周期長(zhǎng)，投資高等現(xiàn)象發(fā)生。除塵系統(tǒng)大多數(shù)鋼廠已建設(shè)濕式電除塵器，該設(shè)備耗電量高、運(yùn)維費(fèi)用高，對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)講，是一種無(wú)形的負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)針對(duì)冶金行業(yè)出現(xiàn)的環(huán)保情況，亟需一種工期短、投資費(fèi)用低的超低改造技術(shù)路線，以滿足冶金行業(yè)脫硫除塵系統(tǒng)提效改造的要求。

一、項(xiàng)目概況

一 煙氣參數(shù)

日照鋼鐵有限公司12#（360m2）燒結(jié)機(jī)機(jī)頭在2010 年已建設(shè)脫硫除塵裝置，該裝置采用石灰-石膏法脫硫技術(shù)。由于原料發(fā)生變化，吸收塔入口二氧化硫有600mg/Nm3 升至1200mg/ Nm3。吸收塔出口設(shè)有濕式電除塵器，通過(guò)濕式電除塵器后塵排放可小于20mg/Nm3 ，煙氣參數(shù)詳見(jiàn)表1。

表1 吸收塔入口煙氣參數(shù)

序號(hào)

項(xiàng)目

單位

吸收塔入口

1

燒結(jié)礦產(chǎn)量

萬(wàn)噸/年

430

2

燒結(jié)機(jī)

㎡

360

3

設(shè)計(jì)煙氣量

m?/h

2100000

4

煙氣溫度

℃

130±20

5

煙氣成分

水蒸氣含量H2O

Vol％

9-10

6

氧氣含量0（2 dry）

Vol％

16.5

7

氮?dú)夂縉2(dry)

Vol％

79

8

二氧化碳含量CO（2 dry)

Vol％

4.5

9

SO2 濃度范圍（dry)

mg/Nm?

＜1200

10

粉塵濃度（dry)

mg/Nm?

＜50

根據(jù)國(guó)家環(huán)保最新標(biāo)準(zhǔn)要求，燒結(jié)機(jī)排放煙氣在基準(zhǔn)氧16% 下，二氧化硫排放值小于 35mg/Nm3 ，塵排放值小于 10mg/ Nm3，原有脫硫除塵系統(tǒng)已無(wú)法滿足超低排放要求，需進(jìn)行脫硫除塵提效改造。

二 原吸收塔參數(shù)

原吸收塔采用逆向空塔噴淋，設(shè)有3 層噴淋層，噴淋層標(biāo)高分別為+16.00m、+18.00m、+20.00m。吸收塔頂部設(shè)有兩級(jí)屋脊式除霧器，除霧器標(biāo)高為+23.995m，吸收塔具體參數(shù)詳見(jiàn)

表2。吸收塔出口煙道設(shè)有濕式電除塵器，電除塵器采用立式管狀布置形式，設(shè)有1659 根極線，入口塵50mg/Nm3 ，出口按小于20mg/Nm3 設(shè)計(jì)。

表2 原吸收塔參數(shù)

序號(hào)

名稱

規(guī)格型號(hào)

備注

1

塔徑

13m

空塔噴淋

2

空塔流速

3.8m/s

3

噴淋層數(shù)量/間距

3 層/2m

4

循環(huán)泵流量

2800m3/h

單臺(tái)

5

液氣比

5.5

6

除霧器

兩級(jí)屋脊式除霧器

7

漿液池高度

6m

二、改造技術(shù)路線

一 脫硫提效改造方案

根據(jù)脫硫效率設(shè)計(jì)要求，原有吸收塔液氣比已不能滿足脫硫效率，需在增加液氣比的基礎(chǔ)上增設(shè)托盤或氣動(dòng)脫硫單元，但經(jīng)查閱吸收塔圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，原吸收塔最下層噴淋層與吸收塔入口間距僅1.5 米，不滿足安裝托盤空間要求。

噴淋層之間間距均為2 米，同樣無(wú)安裝氣動(dòng)單元空間。若通過(guò)更換循環(huán)泵，以達(dá)到增加液氣比的目的，將造成設(shè)備浪費(fèi)，提高改造投資成本。綜合考慮，本工程從停爐改造時(shí)間、投資費(fèi)用等方面綜合考慮，采用如下技術(shù)改造路線：

移動(dòng)標(biāo)高+ 18.00m 處噴淋層至最下層噴淋層標(biāo)高+ 16.00m 處位置，在標(biāo)高+16.00m 處設(shè)兩套噴淋層，每套噴淋層均利舊原有循環(huán)泵，兩套噴淋層采用交叉布置（詳見(jiàn)圖1），其支撐梁利舊；噴淋層形式由樹(shù)狀改為枝狀交叉布置，噴淋母管設(shè)在塔外。更換兩套噴淋層的噴嘴，噴嘴采用單向雙頭噴嘴， 外側(cè)緊挨塔壁側(cè)采用單頭實(shí)心噴嘴，每套噴淋層保證覆蓋率不低于300%；兩套噴淋層噴嘴均向下噴射，共計(jì)184 個(gè)噴嘴，噴射流量總計(jì)為5600m3/h。

圖1 +16.00m 層噴淋層布置圖

· 冶煉加工

（2） 標(biāo)高+20.00m 處更換原有噴淋層形式，同時(shí)新增一套大流量噴淋層。改造噴淋層對(duì)應(yīng)原有循環(huán)泵，新增噴淋層需新增一臺(tái)循環(huán)泵，其流量為3200m3/h。此標(biāo)高處，改造噴淋層與新增噴淋層采用交叉布置，其布置結(jié)構(gòu)與圖1 相同，噴淋層支撐梁利舊。噴淋層形式由樹(shù)狀改為枝狀交叉布置，噴淋母管設(shè)在塔外。更換兩套噴淋層的噴嘴，噴嘴采用單向雙頭噴嘴，外側(cè)緊挨塔壁側(cè)采用單頭實(shí)心噴嘴，每套噴淋層保證覆蓋率不低于 300%；兩套噴淋層噴嘴均向下噴射，共計(jì) 194 個(gè)噴嘴，噴射流量總計(jì)為6000m3/h。

（3） 標(biāo)高+16.5m 處新增一層噴淋層，對(duì)應(yīng)新增一臺(tái)循環(huán)泵，其流量為3200m3/h，此噴淋層支撐梁以+16.0m 處支撐梁為基礎(chǔ)，利用門字型支架支撐。噴嘴采用單向雙頭噴嘴，塔壁側(cè)為單頭實(shí)心噴嘴，方向向上。該層噴淋層共計(jì)噴嘴104 個(gè)， 噴淋層覆蓋率不低于300%，噴淋流量總計(jì)為3200m3/h。

（4） 在標(biāo)高+18.40m 位置安裝氣動(dòng)脫硫單元，氣動(dòng)脫硫單元材質(zhì)采用316L 材質(zhì)，對(duì)原有噴淋層支撐梁進(jìn)行移位，并增設(shè)輔梁。氣動(dòng)脫硫單元采用模塊式布置，每三個(gè)氣動(dòng)單元組成一個(gè)模塊，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝，節(jié)約施工時(shí)間。氣動(dòng)脫硫單元與塔壁周圍設(shè)有封板，有效避免煙氣短路現(xiàn)象發(fā)生，從而提高脫硫效率。

（5） 本次改造技術(shù)路線所述噴淋層與常規(guī)噴淋層形式不同，本技術(shù)路線塔內(nèi)噴淋層采用支管交叉布置，噴淋母管設(shè)在塔外，在塔外分支后進(jìn)入噴淋層支管。循環(huán)主管升至頂層和底層設(shè)計(jì)標(biāo)高后，繞塔鋪設(shè)至指定角度，根據(jù)塔內(nèi)噴淋層設(shè)計(jì)要求，分成4~5 根支管，與塔內(nèi)噴淋支管對(duì)接。

二 除塵提效改造方案

原脫硫系統(tǒng)設(shè)有濕式電除塵器，該設(shè)備耗電高、易腐蝕。本工程保留原有濕式電除塵設(shè)備，拆除吸收塔頂部屋脊式除霧器，更換為氣動(dòng)高效除塵除霧器。該除霧器只需一層支撐梁，因此保留下層屋脊式除霧器支撐梁，拆除上層支撐梁，可有效縮短施工工期。氣動(dòng)高效除塵除霧器共四級(jí)，設(shè)有內(nèi)部沖洗系統(tǒng)和下部沖洗系統(tǒng)，可有效避免堵塞情況發(fā)生，其布置圖詳見(jiàn)圖2。

本次改造采用氣動(dòng)高效除塵除霧器與原有濕式電除塵串聯(lián)技術(shù)路線，具有雙重除塵保障效果，當(dāng)吸收塔入口塵高于50mg/Nm3 時(shí)，啟動(dòng)濕式電除塵系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整濕電運(yùn)行功率，對(duì)塵排放進(jìn)一步控制。當(dāng)吸收塔入口塵低于50mg/Nm3 時(shí)，關(guān)閉濕式電除塵系統(tǒng)，節(jié)約電耗。

圖2 氣動(dòng)高效除塵除霧器布置圖

三、改造結(jié)果

一 性能測(cè)試結(jié)果

表3 煙氣性能測(cè)試數(shù)據(jù)表

檢測(cè)頻次

煙氣標(biāo)干流量

（Nm3/h）

檢測(cè)結(jié)果（折算后）

入口SO2 濃度（mg/ Nm3）

出口SO2 濃度（mg/ Nm3）

入口塵濃度 （mg/ Nm3）

出口塵濃度

（mg/Nm3）

第一次

671677

1145

25

45

6.7

第二次

756204

1078

19

42

4.5

第三次

774286

1208

22

48

4.9

第四次

711046

1134

27

37

3.5

第五次

698508

1157

23

43

4.2

第六次

689997

1056

18

45

4.9

二 脫硫提效改造結(jié)果

采用噴淋交叉布置，增加液氣比及氣動(dòng)脫硫單元后，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行，在入口SO 為900-1150mg/Nm3 之間波動(dòng)時(shí)，出口SO 可有效控制在35mg/Nm3 以下，具體性能測(cè)試詳見(jiàn)表3。經(jīng)檢測(cè)吸收塔漿液pH 值為5，若通過(guò)供漿將pH 值調(diào)至5.5 左右，出口SO 可有效控制在20mg/Nm3 以下。

三 除塵提效改造結(jié)果

將原有除霧器更換為氣動(dòng)高效除塵除霧器后，通過(guò)有資質(zhì)第三方檢測(cè)單位進(jìn)行性能測(cè)試，檢測(cè)吸收塔出口塵含量均小于10mg/Nm3 ，具體性能測(cè)試數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表3。因此整套系統(tǒng)可關(guān)閉濕式電除塵運(yùn)行，節(jié)約電耗。

四、結(jié)論

(1)冶金行業(yè)脫硫提效改造，可保留原有循環(huán)泵，增加新的循環(huán)泵并將噴淋層采用交叉布置，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大程度利舊原有設(shè)備下，增加所需液氣比。

(2)脫硫塔改造可通過(guò)將原有噴淋層移位采用交叉布置方式，提供安裝氣動(dòng)脫硫單元或者托盤等提效裝置，以達(dá)到脫硫效率。

(3)燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)除塵提效改造，完全可將原有除霧器更換為管束式除霧器，在吸收塔入口塵含量＜50mg/Nm3 時(shí)，出口塵含量控制在10mg/Nm3 以下。

參考文獻(xiàn)：

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