“石灰石-石膏湿法(空塔喷淋)烧结烟气脱硫技术”后评估结果
一、技术分析评价
(一)技术特点
该评估对象除了具有石灰石-石膏湿法(空塔喷淋)烟气脱硫工艺技术共性外,还有其特殊技术要点。
1. 脱硫吸收塔采用喷淋空塔的结构型式,因其塔内无托盘、填料等构件,吸收浆液通过空心锥喷嘴雾化为粒径<2500μm 以下的液滴后与烟气逆流接触,既避免了石膏浆液附着在塔内件上发生结垢堵塞,又降低了烟气流经吸收塔的阻力。
2. 针对烧结机烟气特点,在吸收塔浆池结晶生成物控制方面,研发了一种浆液池结晶生成物的控制方法(现正申请专利,申请号200920064042.6),该方法在实际应用过程中,不但很好地消除了吸收塔内壁结垢和管道堵塞问题,而且该控制方法对吸收浆液pH 值、Cl-浓度、F-浓度、重金属含量、氧化空气量、石膏结晶时间、反应温度等进行严格控制,确保外排浆液中石膏晶体粒径饱满,杂质含量少,生成的石膏晶体非常利于脱水,能有效保证副产物石膏的含水量在10%以下,有利于石膏的综合利用。
3. 针对脱硫系统腐蚀介质及环境状况的不同,采用了组合式防腐技术。在吸收塔入口,属于“干湿”交界处,腐蚀环境非常恶劣,采用高镍基C276 合金贴衬吸收塔烟气入口进行防腐。在吸收塔内,浆液腐蚀、冲刷较严重,采用碳钢衬氯磺化丁基橡胶的方式,能有效防止塔体腐蚀穿孔现象,在喷淋层等冲刷非常严重的区域,采用内衬双层预硫化丁基橡胶,大大减少了吸收塔壁腐蚀概率,延长了吸收塔的使用寿命。吸收塔顶烟囱冲刷情况较小,采用碳钢衬玻璃鳞片的方式防腐,既有效又节约造价。吸收塔搅拌器选用耐磨、耐腐的高镍基1.4529 合金。吸收浆液喷淋管采用FRP 耐磨防腐。
(二)脱硫效率。工程实例运行情况证实,该工艺技术在钙硫比为1.026(石灰石粉粒径:325 目90%过筛率;CaCO3 含量≥90%、MgO 含量≤2%),脱硫塔入口二氧化硫平均浓度 2571mg/Nm3 的情况下,平均脱硫效率为93.3%,外排废气中二氧化硫浓度在200mg/Nm3 以下。
(三)对主设备生产的影响。本工艺是成熟工艺,采用旁路布置,在烧结主抽风机后增设增压风机,脱硫系统运行不影响烧结主设备生产运行。
(四)对负荷变化的适应性。因其喷淋层设置为单元制,且在配备高水平的自动控制系统的情况下,对于烟气量负荷变化,从30%到满负荷均有较好的适应性。
(五)协同脱除多种污染物能力。根据工程实例运行情况,对SO3 的脱除效率约20%,没有脱除其它污染物的监测资料说明。
二、设备运行状况评价
(一)脱硫设备同步运行率。该工艺系统配置有:烟气系统、石灰石浆液制备系统、吸收系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排空系统、仪用空气系统、事故浆液系统、废水处理系统、自动化控制系统等,系统配置完善合理。根据依托工程2010 年1~5 月运行数据,脱硫设备与主体生产设备同步运行率平均为89.9%。
(二)设备国产化率。本工艺所采用设备以国产设备为主,依托工程设备国产化率为81.5%。
(三)有设备腐蚀、结垢现象。由于湿法脱硫工艺烟气进入吸收塔后烟气就处于饱和状态,因此包括吸收塔、烟道、烟囱都处于高腐蚀性状态。依托工程也有腐蚀现象产生,但由于本工艺采用了减少设备腐蚀、结垢的实用新型专利技术,使设备腐蚀和结垢比传统湿法工艺有所减少。
三、系统性能评价
(一)钙硫比。本系统钙硫比为1.026(石灰石粉粒径:325 目90%过筛率;CaCO3 含量≥90%、MgO 含量≤2%),钙硫比低,钙的利用效率高。
(二)能耗水平。该脱硫系统吨烧结矿电耗增加7~8kWh/t,吨烧结矿能耗增加0.9~1kgce/t,处理每万标准立方米烟气量耗电32kWh/万Nm3,耗能4.2kgce/万Nm3。
(三)脱硫副产物。石灰石-石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏,性能稳定,可用于生产建材产品和水泥缓凝剂。本工艺技术产生的脱硫副产物石膏由于采取了结晶生成物控制技术,并控制烧结烟气的含尘浓度在200mg/Nm3 以下。保证其石膏晶体非常利于脱水,能有效保证副产物石膏的含水量在 10%以下,石膏品质较好。
(四)废水产生情况。该工艺与其它石灰石-石膏法脱硫一样,有废水产生。废水中含有氯离子、氟离子、COD、氨氮等,需独单处理,一般处理100 万Nm3/h 烟气量,产生5m3/h 左右的废水量。
(五)有“烟囱雨”现象。依托工程针对塔顶烟囱外排饱和湿烟气附带产生的“烟囱雨”现象,通过研究其成因及特性,采取一系列防治措施,并加高排气烟囱到80m 后,“烟囱雨”现象有所缓解。
四、经济性评价
(一)投资。该烧结烟气脱硫工艺工程实例设计合理,设备关键部件及材质满足工艺要求,依托工程处理单位烟气量投资为75 元/Nm3/h。
(二)运行成本。根据依托工程2010 年1~5 月实际运行数据,本工艺吨烧结矿运行成本5.21 元(半烟气脱硫,不考虑减排少交的排污费),其中电费占42.4%,脱硫剂费用占28.9%,维修费占11.2%,折旧及其他占17.5%。
五、其它内容评价
本工艺处理单位烟气量占地面积为0.0028 ~ 0.0032 m2/Nm3/h。
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