鉴于烧结矿成分的复杂性和生产工艺的差异性，烧结烟气脱硫远比电厂烟气脱硫难度大。抛开处理介质的理化和烟气特性，单纯比较市场上用于电厂锅炉的干、湿法脱硫技术没有太大意义。烧结烟气脱硫被列为我国《2007年～2020年中国钢铁行业科技发展指南》中的重点研发课题，开发一套经济可靠、技术先进的烧结烟气脱硫专项技术，对于宝钢乃至全国钢铁企业的烧结烟气治理都具有重要意义。
独特气喷旋冲工艺确保脱硫效果
2005年，宝钢研究院在国内率先开展烧结烟气脱硫技术研发，他们根据烧结烟气的特性，对国内外各种脱硫技术进行了深入对比分析，选定石灰石-石膏法工艺路线为研发基础，开发了气喷旋冲烧结烟气脱硫工艺。
脱硫原理决定方案可行性
待处理的烧结烟气经增压风机升压后，首先进入吸收塔前的冷却预处理装置，与冷却工艺水和冷却浆液接触，随后进入气喷旋冲吸收塔，烟气经气喷旋冲装置由气喷管下部的气喷孔高速喷入吸收浆液中。由于特殊的气喷管结构和阵列形式，使得喷出的烟气在浆液中发生剧烈的对冲、剪切、旋转、破碎，从而进行充分的气液传质，并发生化学吸收反应，同时烟气中残留的烟尘等污染物也在这一过程中被进一步除去。反应后生成的亚硫酸钙在吸收塔下部浆液区，与氧化风机鼓入的氧化空气作用，被强制氧化成硫酸钙，进而结晶生成石膏。烟气在吸收塔塔浆液区被弥散成微细气泡，在三相传质反应过程中得以净化，直至气泡上升至液面处破裂，完成净化过程。经过组合式除雾器前后两级的粗、精气液分离作用后，净烟气达到设定指标要求，由烟囱排放。
关键设备确保脱硫效果
针对烧结烟气HF、HCl、重金属、碱金属等含量多、腐蚀性强、易黏结、易结垢，他们在吸收塔前设置一冷却预处理装置，以降低入塔烟温，保证吸收塔的热安全性，并为脱硫反应创造最佳的反应温度条件，有效解决了传统工艺易堵、降温效果差等问题。他们将重金属、碱金属和一部分烟尘除去，防止了吸收塔内的堵塞、结垢，并保证了石膏品位；通过脱除烧结烟气中大部分HF、HCl，减轻了对吸收塔等后续设备的腐蚀。
针对烧结烟气量波动大，一般的喷淋塔、循环流化床等很难适应这一难题，他们采用空气动力学原理，将脱硫装置开发设计为气喷旋冲吸收塔。浆液为连续相，气体塔体从中部进入，经气喷旋冲装置喷出成为离散相进入液相，气液两相强烈旋冲、扰动、高效传质，对烟气波动的适应能力强，脱硫、除尘效率高，吸收反应一次完成，浆液不需循环，功耗小，同时，脱硫副产物石膏结晶好、粒径大，便于综合利用。
他们开发了吸收塔外水平烟道式两级除雾器，净截面流速高，结构紧凑，除雾内件制作加工方便，便于冲洗且阻力损失小。与吸收塔上部的空塔结构形成组合式除雾器，出口烟气中液滴含量小于75mg/Nm3。
中试试验提供可靠依据
烧结脱硫中试装置建于宝钢不锈钢分公司3号烧结机旁，设计处理烟气量9万m3/h，于2006年10月底投运。在实际烟气条件下，他们针对不同工况开展了全面试验研究。主要包括各种条件对系统压力影响的试验；脱硫效率影响因素正交试验；烟气冷却预处理、气喷旋冲装置的性能试验与开发，为工程建设提供成套工艺设计和非标设备设计参数；针对性的各种防腐材料挂片实验，开发出两种适合烧结烟气脱硫的专用防腐胶泥，为工程选材提供依据；各种条件下系统稳定运行攻关研究，形成运行控制成套技术；石膏理化性能分析对比试验，为后续利用提供依据；废水成分分析。他们形成了50多万字的烧结烟气脱硫整套技术资料，18项专利组成的专利包和15项企业技术秘密。
工程化应用取得显著成果
宝钢组织召开了烧结脱硫专题评审会议，与会专家对该工艺技术给予了充分肯定，宝钢决定在其4台大型烧结机烟气脱硫工程中进行产业化应用。在工程化应用过程中他们开发了系列关键技术，包括工程热力学系列模型与计算、冷却方案；气喷旋冲装置数值模拟、结构方案、加工技术开发；工程放大浆液扰动和强制氧化技术开发、工程方案；工程系统防腐的研发方案；吸收塔上部结构动力学模型与除雾器工程方案；大工程系统防结垢、防堵技术和系统运行控制方案；系统调试方案与运行技术规程；应急预案技术开发与有关技术规程；工程烧结脱硫石膏质量监控及资源化利用方案；大型烧结脱硫工程废水处理技术的开发；工程建设技术支撑以及系统调试、运行及问题处理，他们在工程化过程中共申报专利8项和技术秘密20项。
工程化应用情况
目前，该技术已在宝钢内部4套烧结脱硫工程中成功应用，如梅钢3号180平方米烧结机全烟气脱硫工程、不锈钢分公司1号224平方米烧结机全烟气脱硫工程、宝钢分公司3号495平方米烧结机全烟气脱硫工程和2号495平方米烧结机全烟气脱硫工程。
以梅钢脱硫工程为例，在线监测数据的处理烟气量平均为61万Nm3/h，烟气进口SO2浓度平均为1500mg/m3，出口SO2浓度平均在70mg/m3，脱硫率达95%。人工监测SO2平均浓度及脱硫率与在线自动监测数据相吻合。烟尘净化效率人工监测的平均进口粉尘浓度为362mg/Nm3时，出口粉尘平均浓度为31.6mg/Nm3，平均效率达88.5%。SO3去除率≥50%，HCl去除率≥80%，HF去除率≥90%。本工艺对NOX和具有较高的脱除效率，实测结果表明，NOX脱除率约30%～50%，脱除率约为40%～60%。烟囱出口处低温冷凝形成“白雾”，梅钢实测“白雾”冷凝液滴的pH值为6.0左右。实际运行系统阻损约为3.2KPA，钙硫比为1.03，与设计值一致。系统的平均电耗为2190kWh，小于2800kWh的设计电耗；系统平均水耗为32.2t/h，废水产生量2.5t/h，小于33t/h和3t/h的设计水耗和废水排放量。废水送厂内综合废水处理系统处理后回用。经检验，正常运行下脱硫石膏中CaSO4·2H2O的平均含量为90.02%，含水率在10%左右，全部售给建材厂。
技术应用成果
宝钢采用气喷旋冲烧结烟气脱硫工艺装备的3套大中型烧结烟气脱硫工程，截至2010年底，累计减排SO23.35万吨，减排粉尘1820多吨，总经济效益1.03亿元，显著改善了区域环境。作为国内投运时间长、运行稳定、技术经济性优良的烧结脱硫成套工艺和装备之一，该技术在行业内起到了示范作用。
（来源：中国冶金报）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。