摘要：介绍攀枝花市攀钢钒有限责任公司360m2烧结机循环流化床半干法脱硫系统的组成及工艺流程，分析其投产后运行过程中产生的塌床、粘塔等问题，并提出了有针对性的解决措施。
关键词：循环流化床 半干法烟气脱硫 塌床 粘塔
1 引言
烟气脱硫是控制SO2排放的主要技术手段，而循环流化床法是目前国内应用最多的半干法脱硫技术。该技术脱硫是国外20世纪50年代后期开发的一种脱硫技术，具有投资低、占地少、结构简单、易于操作，兼有高效除尘和烟气净化功能，运行费用低等特点[1]。该工艺采用悬浮吸收法, 利用循环流化床强烈的传热和传质特性, 在吸收塔内加入石灰等脱硫剂,用高速气流使脱硫剂流化从而与烟气强烈混合接触,烟气中的酸性污染物与脱硫剂中和、固化从而达到净化烟气的目的。但是，在投产后的运行过程中产生了塌床、粘塔等问题，严重影响了脱硫系统的运行效果，减排效果差，SO2不能达标排放，不能达到国家环保总局政策要求，威胁到了烧结机的正常生产。因此，有必要分析其产生影响的原因，提出有针对性的解决措施，以提高脱硫工艺的运行效率与脱硫率，达到减排目标，保护环境。
2 工艺简介
烧结机的原料矿石和燃料中所含的硫主要以硫化物的形式存在，绝大部分的硫化物被氧化成SO2以气体形态进入烧结烟气。攀枝花市攀钢钒有限责任公司烧结机由于采用攀枝花周边的钒钛磁铁铁精矿，致使烧结机在生产过程中的烟气产生了大量的SO2气体。表1是脱硫系统进口的数据参数。
表1 攀枝花市攀钢钒有限责任公司烧结机脱硫系统进口数据
攀枝花市攀钢钒有限责任公司360m2烧结机采用大连绿诺环境工程科技有限公司研究生产的循环流化床半干法脱硫系统。该系统由脱硫剂储存和制浆供给系统、气固循环吸收反应塔系统、袋式除尘器系统、气力输送系统等设备组成，其系统组成见图1。
图1 循环流化床半干法脱硫系统示意图
烟气从反应塔底部进入, 在文丘里管处被加速, 在该处与三流体喷枪喷入的水、压缩空气和熟石灰浆混合, 大量雾化的灰浆与高浓度的循环固体颗粒在流化状态下碰撞，结合,吸收酸性气体分子，生成亚硫酸钙或硫酸钙，脱除烟气中SO2。脱硫后的烟气经过布袋除尘器净化粉尘，洁净废气经烟囱排入大气。
该工艺以循环流化床原理为基础，通过脱硫剂的多次再循环，延长脱硫剂与烟气的接触时间，大大提高了脱硫剂的利用率。烟气循环流化床脱硫工艺处理能力大，对负荷变动的适应能力很强，运行可靠，维护工作量少，且具有很高的脱硫效率。它具有干法工艺的许多优点，如流程简单、工程所占场地小，脱硫运行维护成本低，投资小以及副产品可综合利用等，并且能在较低的钙硫比情况下达到湿法工艺的脱硫效率，即90%以上。是国内首家拥有自主知识产权并成功运行的循环流化床干法脱硫技术。脱硫产生的烟气经过布袋除尘后排入大气，烟气污染小，脱硫灰已被用于水处理，钒钛综合利用等项目，解决了废弃物的处理问题，实现了副产品循环利用，减少了二次污染，经济效益显著提高。
但该脱硫系统在新1#烧结机投产以来，遇到了系统运行不稳定、脱硫塔粘塔严重，每次清塔花费大量的人力、物力和财力。循环流化床建立不起来，流化效果差，偶尔建起流化床，运行保留时间也不长。输灰系统也经常出现堵塞现象。
3 运行过程中出现的问题及解决措施
3.1 塌床
由于脱硫过程是在流化床内进行的，稳定的流化床是获得高效脱硫率的基础。而建立稳定的流化床，就需要有分布均匀的流场和连续循环的床料[2]。
脱硫塔文丘里的气流分布将直接影响流化床的稳定性，当文丘里过管气流流速过低时，无法托住流化床中的颗粒，出现掉灰塌床现象。在脱硫系统运行过程中，曾多次出现布袋除尘器提升阀气源压力不够而导致提升阀不能正常在线喷吹，整个系统气流堵塞，流化床坍塌。为此，建立了对气源压力进行检查和提升阀气源空气过滤器清洗的管理制度，重新设计了提升阀运行程序，保证了整个脱硫系统气流通畅与流化床稳定；
为了防止过管气流流速过低，一方面要保证足够的文丘里过管风量，另一方面要保证文丘里的过管气流均匀分布，防止局部过低而产生掉灰塌床[3]。当烧结机主抽烟气流量过低时及时开启烟气循环系统，保证足够的文丘里过管风量。此外，为保证不正常停机导致的塌床后可快速建床，一是改进了旋风分离器，保证旋风分离器和物料循环机的正常运转，从而建立起连续循环的物料循环，二是通过循环回料机的回料控制，保证每个回料灰仓内有一定的物料。
3.2 粘塔
从脱硫系统运行机理上来看，粘塔是由于潮湿的物料或脱硫灰随烟气在脱硫塔内流通的过程中粘附在塔壁上，随着运行时间的推移，粘附在塔壁上的物质越来越厚，而导致脱硫系统不正常运转的现象。导致粘塔现象主要有两个原因：一是塌床，二是烟气入口温度过低为保证脱硫率，喷浆频率过大致使塔温低，使塔壁上的物料潮湿粘附在塔壁上。
因此，为了解决粘塔，一是保证流化床的稳定；二是保证塔温，确保进口烟气温度不低于155℃的情况下，通过喷浆频率控制脱硫塔内温度在一定范围内。
3.3 堵灰
新1#脱硫系统投产初期，布袋除尘器灰斗内的物料经常输送不出去，不仅造成整个系统气流不通畅，影响流化床的温度，而且污染现场环境。导致物料输送不畅有两个原因：一、灰斗内的物料没有进入仓泵；二、仓泵输送的过程中，气源压力过低，造成输灰管堵塞。
通过不断的实践，采取的措施：一是调整气源压力，保持在3～4kg/m2；二是改变了物料进入仓泵时间；三是气相浓度保持在1～2t/m3；物料输送运行顺畅，形成了很好的物料循环利用。
4 运行效果
通过对塌床、粘塔输灰等问题的研究，操作工艺的优化，实现了此脱硫工艺的运行效率与脱硫率的提高（见表2）。
表2 脱硫系统运行效果参数对比
5 结束语
针对攀钢钒半干法脱硫工艺在运行过程中暴露出的塌床与粘塔等问题，进行了原因分析，采取了应对措施，经过不断的改进和操作优化，脱硫系统的运行效率提高到了96%以上，脱硫率能够达到90%。现攀钢循环硫化床半干法脱硫系统能保持良好的运行状态，SO2减排量和脱硫率等运行指标达到了国内先进水平。
参考文献
[1] 张悦，祁宁等. 关于循环流化床烟气脱硫机理的研究.辽宁化工.2003,32（4）:172-174.
[2] 吴国勋，余绍华等．循环流化床半干法脱硫工艺流化床的建立及稳床措施.浙江洁达环保工程有限公司．
[3] 林驰前、林春源.烟气循环流化床干法脱硫系统的设计与调试.中国环保产业.2007（6）:27-30
论文作者:马立民
论文发表刊物:《科技中国》2016年5期
论文发表时间:2016/7/26
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