鋼鐵燒結廠3105m2燒結機脫硫除塵一體化改造工程項目可行性研究報告-資料下載頁

【導讀】XX股份公司燒結廠。3#105m2燒結機脫硫除塵一體化改造工程

　　

【正文】 合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及廠家對氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進，進入 90 年代后，氨法脫硫工藝漸漸得到了應用。 國外研究氨法脫硫技術的企業(yè)主要有：美國： GE、 Marsulex、Pircon、 Babcockamp。Wilcox；德國： LentjesBischoff、 KruppKoppers；日本： NKK、 IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。不同工藝的氨法脫硫自 20 世紀 80～ 90 年代開始應用，日本 NKK（日本鋼管公司）在 70 年代中期建成了 200MW 和 300MW 兩套機組，目前已累計運行二十多年。美國 GE（通用環(huán)境系統公司）于 1990 年開始建成了多個大型示范裝置，規(guī)模從 50MW 至 300MW。德國 KruppKoppers（德國克虜伯公司）也于 1989 年在德國建成 65MW 示范裝置，目前已累計運行十多年。據不完全統計，全世界目前使用氨法脫硫的機組大約在 10000MW 左右。 20xx 年 2 月 18 日至 28 日，國家發(fā)改委、中國電力企業(yè)聯合會氨法煙氣脫硫技術考察團考察了位于美國北達科他州已經成功運行了 8 年的“大平原合成燃料廠”的 30 萬千瓦級煙氣量的氨法脫硫工程。這次考察，對于我國是否鼓勵、引導、支持在大型火電機組或者其它需要煙氣脫硫的設施上采用氨法脫硫技術，對于按照循環(huán)型經濟 34 發(fā)展要求，提升煙氣脫硫產業(yè)化發(fā)展水平，具有一定的參考價值。考察認為： （一）氨法脫硫技術是成熟的。其副產品為硫酸銨肥料，且無廢水產生。 （二）氨法脫硫適合于燃燒高硫煤（相當于燃煤含硫量約 5%）的機組。 （三）氨法脫硫對于氣溶膠 能夠得到有效控制，盡可能減少了對環(huán)境的二次污染，符合循環(huán)經濟發(fā)展的要求。 （四）氨法脫硫的造價已接近甚至低于傳統的石灰石 石膏法，且有明顯的經濟效益，對于高硫煤的經濟性更好。 （五）建議國家在中高硫煤大型火電機組或者化工、煤氣聯合企業(yè)中的燃燒煙氣設備上，建設氨法煙氣脫硫示范工程。 氨法脫硫與幾種典型脫硫工藝技術對比如下：（摘自《 氨法煙氣脫硫技術赴美考察報告 》 項目 氨法 石灰石 石膏濕法 雙堿法 爐內噴鈣尾部 增濕活化脫硫 氧化鎂法 技術成熟程度 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 系統 設置 系統簡單 系統 較復雜 系統簡單 系統簡單 系統簡單 適用 煤種 不受含硫量限制 不受含硫量限制 不受含硫量限制 中、低硫煤 不受含硫量限制 應用單機規(guī)模 中小機組 100MW 以上機組使用 多為中小機組 多為中小機組 中小機組 脫硫率 95% 以上 95% 以上 95% 以上 85% 95% 以上 吸收劑 氨水 石灰石 石灰、碳酸鈉 石灰 氧化鎂 吸收劑來源 化工行業(yè) 需從外地運來 需從外地運來 難以提供高品質石灰 易獲得 35 副產物種類 硫酸銨溶液 石膏 石膏 脫硫廢渣（亞硫酸鈣等） 亞硫酸鎂 /硫酸鎂 副產物出 路 可作復合肥原料 綜合利用 綜合利用 難以綜合利用 綜合利用 二次污染 無 可產生廢水和固廢 無 無 無 FGD 投資 中 高 高 低 高 . 燒結煙氣的脫硫現狀 上述脫硫技術主要用于鍋爐脫硫。目前，國內燒結機煙氣脫硫方面，基本處于空白。一般情況下，燒結過程的 SO2 排放量占鋼鐵企業(yè)排放總量的 40%～ 60%，控制燒結機生產過程的 SO2排放是鋼鐵行業(yè)控制 SO2污染的重點。當前，控制燒結機 SO2 排放的基本方法有：低硫原料配入法；高煙囪稀釋排放；煙氣脫硫法。 燒結煙氣中的 SO2 是燒結原 料中的硫在高溫燒結過程中與空氣中的氧化合生成的。因此，在確定燒結原料方案時，按照規(guī)定的 SO2允許排放量來適當選擇配入含硫低的原料。低硫原料配入法由于對原料含硫要求嚴格，使原料來源受到一定限制，燒結礦的生成成本也會隨含硫原料價格的上漲而增加。因此，此法實踐上有困難。 2. 高煙囪稀釋排放 一般情況，燒結排放煙氣的主抽煙囪高度大多為 80～ 120 米，為使燒結煙氣中的 SO2沉降量低于當地標準，常采用高煙囪達到擴散稀釋的目的，此法在世界各國的冶金、火電行業(yè)廣泛采用。高煙囪稀釋排放簡單經濟，是目前鋼鐵企業(yè)普遍采用的基本 方法；但在我國已對 36 SO2實行排放濃度和排放總量雙重控制，因此此法不現實。 煙氣脫硫法是治理燒結煙氣 SO2污染的必由之路。目前，煙氣脫硫法按脫硫工藝過程是否加水和脫硫產物的干濕形態(tài)分為：濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝，按副產品處置方式分為回收流程和拋棄流程。現在燒結煙氣脫硫法中常見的有：（ 1）石灰 /石灰 石膏法；（ 2）石灰乳噴霧干燥法；（ 3）氧化膜吸收再生法；（ 4）雙堿法；（ 5）爐內噴鈣法。從總體上看，國外的煙氣脫硫裝置比較成熟，自動化控制水平高，已經系統化、成套化和工程化，但在 XX 應用，可 能存在下列問題：（ 1）投資大，運行成本高；（ 2）浪費硫資源和產生二次污染。 近年來， 國內 鋼鐵企業(yè)建設了一些不同流程的燒結煙氣脫硫項目，各種脫硫技術在鋼鐵企業(yè)都有不同程度的應用，但從已經投產的燒結煙氣脫硫項目來看，雖然取得了一定的成果和經驗 ，并沒有完全解決燒結煙氣脫硫技術問題，并沒有找到真正適合燒結煙氣脫硫的技術。全行業(yè)仍處于探討和研究階段，這種局面在短時間內無法打破。 37 . 國內燒結機脫硫工程投資額比較表 （資料來源：國家環(huán)境保護部） 脫硫廠商 脫硫工藝 鋼廠名稱 燒結機 投資 （萬元） 建設時間 脫硫效率 技術 來源 投資分析 北京中航泰達 科技有限公司 氣噴旋沖 石灰石 /石膏法 梅鋼 180㎡ 5000 98% 自主開發(fā)技術 按燒結機面積 計： 萬元 /㎡ 武漢都市環(huán)保工程 技術股份有限公司 氨 硫銨法 柳鋼 3 83㎡ 6000 95% 不詳 按燒結機面積 計： 萬元 /㎡ 武漢都市環(huán)保工程 技術股份有限公司 氨 硫銨法 杭鋼 150㎡ 7999 在建 不詳 按燒結機面積 計： 萬元 /㎡ 康世富科技環(huán)保 （深圳） 有限公司 CANSOLV循環(huán)吸收 法 SO2 清潔系統技術 XX 265㎡ （半煙氣） 9800 在建 加拿大康世富公司 按燒結機面積 計： 37 萬元 /㎡ 日本三菱 商事（株） 干式活性碳法 太鋼 600㎡ 500㎡ 32100 不詳 在建 日本 住友技術 按燒結機面積 計： 萬元 /㎡ 華西化工研究所 離子液循環(huán)吸收法 攀鋼 130㎡ 9094 在建 自主開發(fā)技術 按燒結機面積 計： 70 萬元 /㎡ 宇安環(huán)保 設備有限公司 GWD 氨法 淮 鋼 144㎡＋ 180㎡ 5980 議標 ≥ 95% 自主開發(fā)技術 按燒結機面積 計： 萬元 /㎡ 38 . XX265 ㎡ 燒結 機有機胺法 煙氣 脫硫 技術 特點 . XX265 ㎡ 燒結 機有機胺法 技術選定原則 XX265 ㎡燒結機有機胺 煙氣脫硫技術以不產生新的廢氣、廢水、固體廢棄物等二次污染，運行成本低，經濟效益好，并適合進一步脫硝、脫汞的要求為原則，具體如下： 1）、不產生二次污染，包括不產生廢氣、廢水、固體廢棄物，特別是在脫硫的同時不能產生 C02 污染。 2）、脫硫副產品不是廢棄物，應是一種成品，可以銷售，以提高經濟效益；或是一種中間 產品，在鋼鐵廠內部可以通過不同的工序進行消化。 3）、盡量降低投資，燒結煙氣脫硫項目的投資不應超過燒結機投資的 50%，最好達到 30%～ 40%。 4）、脫硫項目運行成本低。盡可能大量利用燒結機和環(huán)冷機的余熱，降低或取消蒸汽用量；提高脫硫劑的吸收效率，降低電力消耗。 5）、能與鋼鐵廠現有工序結合，節(jié)省投資。 6）、經濟效益好，不虧損。 . XX265 ㎡ 燒結 機有機胺法的 主要 技術 方案 按照選定原則，選定有機胺法脫硫技術為燒結機煙氣脫硫技術，采用有機胺液為 SO2吸收劑，通過吸收和解吸過程來完成脫硫任務。 有機胺煙氣脫硫工 藝流程如圖 1 所示，其脫硫工藝由預分離器、吸收裝置、解吸裝置、胺凈化裝置組成。大致流程為：煙道氣體在水 39 噴淋預洗滌器中急冷和飽和，同時去除小顆粒灰塵及大部分強酸，預洗滌器中洗滌液 pH 值低的酸性環(huán)境，防止 SO2的水解并使其以氣相形式進入吸收塔。貧胺與 SO2 逆流接觸反應，其中煙氣中強酸與吸收劑反應。凈化后的煙道氣符合環(huán)保標準并送回煙道放空。吸收 SO2后的富液經富液泵加壓后進溶液換熱器，與熱貧液換熱后進入再生塔上部，在再生塔內被蒸汽汽提，并經再沸器加熱再生為熱貧液。熱貧液經換熱后進貧液泵加壓，再生出來的貧胺液返回吸 收塔循環(huán)利用，其中一部分進入胺凈化裝置去除 “熱穩(wěn)定性鹽 ”，保證貧胺液濃度。從再生塔解析出來的 SO2 經冷卻、分離后純度達到 99％以上（干基），可作為硫酸或硫磺生產中所需原料。 圖 1 有機胺法煙氣脫硫工藝流程圖 有機胺煙氣脫硫的優(yōu)點： 1）脫硫效率大于 99%； 2）系統腐蝕小，系統在弱酸性氣液相環(huán)境中運行，基本無腐 蝕； 3）無二次污染，副產品硫酸或硫磺的商業(yè)價值高，市場需求 大 ； 4）吸收液具有高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性； 5）吸收液對 SO2 的選擇吸收性是 CO2的 5000倍； 6）吸收液的低起泡性。 40 有機胺煙氣脫硫的缺點： 1）一次投資較大； 2）需要硫磺或硫酸回收等下游配套裝置； 3）再生蒸汽消耗量較大，能耗成本較高； 4）有機胺的抗氧化性、過程中生成的熱穩(wěn)定鹽需要脫除。 有機胺法脫硫 系統主要由煙氣系統、冷卻與洗滌系統、 SO2吸收及解吸系統、制酸系統及循環(huán)水系統等組成。 一、 煙氣系統、冷卻與洗滌系統 。 從燒結主抽風機來的高溫煙道氣，經增 壓風機加壓后，進入煙氣換熱器，將煙氣溫度由 170～ 180℃降至 120℃ 左右后進入冷卻與洗滌系統進一步降溫，并脫除煙氣中的大部分粉塵 ,煙氣從洗滌吸收塔下部進入，由下向上流動，洗滌液由上向下噴射與煙氣逆向接觸，二者發(fā)生碰撞產生湍流區(qū)，從而實現了粉塵的脫除及煙氣的降溫。 二、 SO2吸收及解吸系統 。 溫度降至 42～ 45℃ 的煙氣進入吸收塔，在吸收塔內與從吸收塔上部進入的脫硫溶劑逆流接觸，氣體中的 SO2被脫硫溶劑吸收，凈化后的氣體在吸收塔上部引出直接放空。 吸收 SO2后的脫硫溶劑為富胺液，富胺液從吸收塔中由富胺泵抽出，加 壓進入貧富胺熱交換器，與從再生塔底出來的貧胺液換熱至約95～ 100℃ ，經再生塔上部噴頭噴淋入塔。在再生塔內，富胺液被上升的蒸汽氣提，解吸出 SO2。解吸出的 SO2 隨同大量的水蒸汽由再生塔塔頂引出。 溫度約 95～ 100℃ ，壓力約 的再生氣進入再生塔冷卻器冷卻至～ 40℃ ，經再生塔塔頂凝液收集罐實現 SO2 與水蒸汽的分離。分離出水分后的 SO2氣體去制酸系統。再生塔塔頂凝液收集罐底部的 41 冷凝液由回流泵送回再生塔頂部，以維持系統水平衡。 SO2解吸后的脫硫溶劑為貧胺液，由再生塔底部引出的貧胺液經貧富胺熱交換器降 溫后，進入貧胺罐，由貧胺泵升壓，經貧胺冷凝器進一步降溫，送入吸收塔上部重新吸收 SO2。 三、 制酸系統 。 制酸系統主要由 SO2氣體干燥系統、 SO2 氣體氧化轉化系統、 SO3吸收系統等組成。來自燒結脫硫系統的含有一定水份的 SO2氣體進入干燥塔，經干燥后水份 ≤， SO2的濃度 10%，O2為 %，經金屬絲網除沫器除霧、除沫后由 SO2鼓風機送至氧化轉化系統。 SO2 干燥采用濃度為 93％的濃硫酸。 93％濃酸儲槽內的濃硫酸經濃硫酸泵加壓后進入濃酸冷卻器冷卻后噴入干燥塔內，對 SO2 氣體進行干燥，干燥塔底的濃酸 自流回 93％濃酸儲槽。 干燥后的 SO2 氣體經 SO2鼓風機送至轉化器。裝置開始運行時，SO2氣體先經開工爐加熱至 SO2 氣體氧化所需的溫度后進入轉化器，在轉化器內設置的三層催化劑作用下， SO2 大部分被氧化，氧化過程中放熱。等裝置穩(wěn)定運行后，可停掉開工爐，靠對應每層催化劑設置的換熱器，利用氧化過程中放出的熱量加熱低溫的 SO2氣體。經過三層催化劑催化氧化后，約 90％的 SO2被氧化為 SO3，進入后續(xù)的 SO3吸收系統。 經轉化后的氣體進入 SO3吸收塔，吸收其中的 SO3 后經塔頂的金屬絲網除沫器除沫、除霧后，剩余未氧化的約 10％的 SO2 與空氣的混合物經通風機升壓后去洗滌吸收塔前煙道。 42 SO3吸收采用濃度為 98％的濃硫酸。 98％濃酸儲槽內的濃硫酸經濃硫酸泵加壓后進入濃酸冷卻器冷卻后噴入吸收塔內，對 SO3氣體進行吸收， SO3吸收塔底的濃酸自流回 98％濃酸儲槽。 在 93％濃酸儲槽與 98％濃酸儲槽之間設有串酸管線。通過串酸加水和產出成品酸來維持