半干法除脱氟脱硫技术在烧结烟气净化中的应用.doc

ENS半干法除氟脱硫技术在烧结烟气净化中的应用 O 引言 烟气脱硫技术多种多样，世界各国从20世纪50 年代开始研究脱硫技术，至今脱硫技术已达200多种。根据脱硫过程所处的不同阶段，可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫3种。按脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法烟气脱硫。烟气脱硫是目前控制大气中SO：排放浓度与总量最有效、应用最广的烟气脱硫技术。烟气脱硫即采用化学、物理及生物等方法将烟气中的SO：予以固定和脱除，目前烟气脱硫技术中最为成熟的为湿法技术，占整个脱硫设施的85％以上，其中以石灰石／石膏湿法占36．7％；另外还有氨一硫酸铵法，M舯法、活性炭法、钠碱法、电子催化氧化法、钠碱循环吸收法等。湿法脱硫技术尽管脱除效率较高达90％以上，脱硫剂利用率高，但其设备费用高，且运行费用昂贵，管理维护困难，产生二次污染心]。因此，开发一种资源化、高效化、经济化的烟气脱硫净化技术是当今环保工作者研究热点。联合国环境规划部署1988年公布的统计资料显示，s02已成为世界第一大污染物，人类每年向大气排放的S0：达1 800万t。我国1995年 S02排放量为2 341万t，超过美国当时的2 100万t； 2004年Sq排放量为2 254万t；2005年s02排放总量为2 549万t，比上年增长13．1％，居世界首位，均超过 “十五”规划总量控制目标(1 800万t／a)。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右，主要污染物排放总量减少lO％的约束性指标。 2006年，全国S02排放量达2 594．4万t，比2005年增长 1．8％。因此S02减排已成为我国环境治理的重点，也是我们应该承担的责任。 与传统的脱硫技术比较，ENS半干法除氟脱硫技术具有脱硫效率高、工艺流程简单、生产运行费用低、不产生二次污染等特点，有着广阔的发展前景。本文对ENS半干法除氟脱硫技术的研究应用进行了介绍。 1 工艺原理 德国ENs半干法采用一定粒径要求的Ca， Mg(OH)：粉料作为吸附剂，通过输送系统和投加器进人烟气管道，由烟气带入反应塔。在反应塔内与雾化系统的水雾接触，使碱性干粉表面湿润，烟气中 F一、sO，等酸性气体同时湿润，附着并与湿润碱性物发生反应，生成钙／镁盐等化合物；反应后的烟气及盐粒在反应塔下部被烟气的余热干燥，进入除尘器，烟尘被除尘器收集，净化后的烟气经风机送到烟囱排放。除尘器的一部分收集尘返回反应塔管道，强化反应和再利用，使其达到饱和利用。 SO：与Ca(OH)：的反应单从化学反应方程式看是简单的酸碱中和反应，但从整个反应动力学上分析，反应速度与烟气中水的含量有很大关系。 气相中so：生成so；一的反应大致经过以下过程：水蒸汽的气体SO：进入液相状态，相互结合与碱反应后，脱出水分子，并生成HsOf，再进一步与碱反应，生成so；一和水分子。 酸性气体与Ca(OH)：的反应活性顺序为：s0， HFHCIS02C02。 从气液两相平衡及动力学角度分析，碱性反应物表面的含水量与气相的含水量一相对湿度相关，系统中酸碱反应的机率与酸性组分的含量和碱性物质的总表面积相关。 2工艺过程及组成 采用的半干法除氟脱硫工艺，烧结机机头产生的万方数据含有氟化物、sO，及含铁粉尘的烟气经大烟道出烧结室，进入电除尘器进行预除尘，回收烧结烟尘，返回烧结配料室做烧结矿原料。预除尘后的烟气由装有加料装置的管道进人反应塔，Ca(0H)：碱性粉料从贮料仓经增湿机加湿后通过加料装置喷人烟道进入反应塔，反应塔内雾化系统根据概念设计数字模型，调整烟气温度、湿度，使气态硫化物、氟化物与碱性粉料充分反应，形成固态盐一粉尘与除氟脱硫烟气，经管道进入主抽风机前的除尘器，使含氟、S02的固态粉尘与气体分离．烟气达标经主抽风机至烟囱排放。主除尘器的作用是把吸附了氟和硫的粉尘捕集下来，除下来的粉尘主要是硫酸钙、氟化钙等废渣和没有参与吸收反应的氢氧化钙等，其中20％一30％的除尘灰循环使用，用仓式泵加压喷入主除尘器的烟气入口中，继续参与反应和吸收。 2．1物料控制 德国ENS半干法的物料控制，由烟道末端的sO：在线监测仪的回馈信号与其他烟气参数信号共同在半干法数学模型程序下，控制物料的投加量，以达到反应物的充分反应和最合理的用量。 2．2温度控制 德国ENS半干法温度控制是保证烟气反应后出反应塔温度高于露点温度，保证烟气在管道、除尘器、风机及烟囱中不结垢、不腐蚀。 烟气温度的控制主要由喷雾量和反应塔进出口温度、烟气湿度决定。烟气雾化程度决定着反应效果和反应塔体积及结构，在喷雾系统水与压缩空气以较低的速度进入喷头的混合腔充分混合，并逐步加速。在出口处形成压力差，造成气水混合系统的迅速膨胀，水相高度分散，形成细小水珠。实