摘 要日钢年产240万吨氧化球团链篦机-回转窑烟气脱硫采用石灰-石膏湿法工艺，需满足山东省钢铁工业大气污染物排放标准（DB37/990-2019）超低排放要求，因此对原脱硫系统进行提效改造。此次改造部分利用原吸收塔，增大浆池容积，增加浆液循环量和液气比，喷淋层的浆液覆盖率提升至300%；湿式电除尘器独立引出布置，并预留MGGH消白装置的位置，同时对其他公用系统进行提效设计。提效改造后，脱硫塔出口SO2浓度≤35mg/Nm3，粉尘≤10mg/Nm3。该项目实施改造后，污染物二氧化硫排放浓度得到大大消减，达到超低排放标准，环境效益十分明显
关键词：链篦机-回转窑；石灰-石膏湿法；脱硫增效 ；超低排放
1前 言
2019年4月29日，生态环境部等五部门联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》[1]，意见指出，推动现有钢铁企业超低排放改造，在氧含量基准18%工况条件下，球团焙烧烟气二氧化硫排放浓度小时平均值分别不高于35mg/Nm3，本次脱硫提效在原4#、5#烧结机石灰-石膏脱硫系统基础上进行优化设计和改造，使污染物二氧化硫和粉尘达到超低排放要求。
1工程概况
在日照钢铁原4#、5#烧结机原址，产业升级新上项目为年产240万吨氧化球团生产线，球团烟气中的二氧化硫主要来自矿粉焙烧过程中的原料煤气、铁矿粉和煤粉中的硫化物和硫酸盐，烟气中的SO2浓度会随配料比的变化而发生较大的变化[2][3],烟气设计参数见表1
表1 240万吨球团链篦机-回转窑烟气参数
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球团链篦机烟气排放浓度要求SO2≤35 mg/Nm3、粉尘≤10 mg/Nm3，且烟气量比原脱硫系统设计参数高，现有的脱硫装置性能不能满足新的环保要求，需要进行增效改造。
2脱硫提效改造要求
新上240万吨氧化球团链篦机-回转窑烟气中SO2≤1500 mg/Nm3(标态、干基，18%O2)，在烟囱总排口二氧化硫排放浓度＜35 mg/Nm3，粉尘≤10 mg/Nm3，其脱硫效率不低于97.7%。
球团烟气温度设计值为140℃，这样可以覆盖适应整个温度变化区间的运行工况，设计烟气量留有一定的余量此次提效改造将脱硫塔喷淋段扩大降低空塔烟气流速，将原有脱硫塔顶部的湿式电除尘器引出，独立钢架支撑湿式电除尘器，并预留好湿法脱硫MGGH的安装空间位置。
3 脱硫系统增效改造
3.1 逆流喷淋单循环脱硫塔增强设计
原脱硫系统采用石灰-石膏湿法技术，脱硫剂石灰为厂区活性石灰窑产的石灰粉料，CaO成分含量大于80%，原脱硫塔直径为9.2m，设置有三层喷淋层，循环泵的流量为2284m3/h，原脱硫系统二氧化硫排放浓度设计值＜100 mg/Nm3, 增效改造后脱硫系统，更换三台浆液循环泵，新循环泵浆液流量2716 m3/h，喷淋段塔内径由9.2m提升至10.6m，保证空塔烟气流速在高效反应工作区间，且能保证脱硫液滴通过脱硫塔顶部除雾器的脱除效率。本次改造需要给未来环保升级预留MGGH消白设施，因此新配置的湿式电除尘器塔外布置，且出口与直排烟囱直连（湿式电除尘器出口预留低温段MGGH空间位置）[4][5]。
3.2 提效后吸收塔设计参数
吸收塔原塔径9.2m，原塔内浆液浆池容积为520m3，吸收塔空塔烟气流速设计值为3.5m/s，浆池内浆液循环停留时间设计值4.2min，钙硫比设计值为1.05，液气比设计值为10L/Nm3，浆液PH值控制在5-6，保证烟气中二氧化硫进一步的高效脱除。
脱硫塔设置3层喷淋，每层喷淋层单独对应一台浆液循环泵，脱硫喷嘴与原装置选用的脱硫喷嘴一致：喷淋覆盖率达300%。
3.3 高效除雾器的配置
本次增效改造更换全新两层屋脊式除雾器，除雾器出口液滴含量设计值为＜50 mg/Nm3。独立设计的湿式电除尘器进口粉尘浓度设计值＜60 mg/Nm3，阳极管内烟气流速不大于2m/s，除雾器材料采用加强聚丙稀，应能承受高速水流冲刷，冲洗水管和冲洗喷嘴的材质为FRPP，除雾效率设计值83.4%，压力损失不大于400Pa。
3.4 原烟气事故喷淋降温系统
脱硫塔体采用碳钢+玻璃鳞片结构，当温度高于160℃时会引起火灾等安全事故，因此需要对脱硫塔入口烟道设置紧急事故喷淋降温系统。当事故喷淋降温系统投运后，烟气温度达到160℃超过十分钟或者瞬间超过180℃发出停止锅炉机组报警信号，并自动停止锅炉运行。
3.5 氧化空气系统改造
原氧化风机出力不能满足要求，需要扩容改造，在原氧化风机场地空间，新增1台与原氧化风机同等出力的氧化风机，氧化风量由620Nm3/h提升至920Nm3/h，脱硫塔底的循环浆液池氧化空气通过氧化喷枪注入浆液池内，塔外循环浆液箱氧化空气注入方式采用氧化空气管网。
3.6 脱硫剂制备及供应系统
该湿法脱硫装置原入口二氧化硫浓度设计值为1200mg/Nm3,本次增效改造，考虑到后期浓度波动变化范围和一定的余量，二氧化硫浓度设计值为1500 mg/Nm3,经核算，原石灰粉储存仓和石灰浆液计量制备装置容量均满足超低排放改造要求，因此利用原石灰浆液制备及加浆系统。
3.7 石膏脱水系统
原脱硫系统石膏脱水采用板框压滤机，石膏含水量多，品质不高，本次改造石膏脱水采用真空皮带脱水系统。石膏浆液旋流器包括：旋流器组给料分配管、溢流和下料箱和所有必要的阀门、旋流器和配件等；真空皮带脱水机至少包括：真空皮带脱水机、驱动装置、给料分配管、冲洗喷嘴、落料斗、张紧装置、气水分离器和支撑结构。
3.8 脱硫工艺水系统
脱硫工艺系统工艺用水点包括：（1）吸收塔蒸发水、石灰石浆制备用水、石膏结晶水、石膏表面水；（2）水环式真空泵用水；（3）除雾器、真空皮带脱水机及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；（4）氧化风机和其他设备的冷却水及密封水。提效改造后，脱硫工艺水用量为60t/h，原工艺水箱75m3, 工艺水箱为碳钢结构，其可用容积按脱硫装置正常运行1.5小时的最大工艺水耗量设计,此次改造将工艺水箱加高1.5m进行扩容，加高后有效容积增至90m3。
4 结语
脱硫提效后，对原脱硫塔进行了加高抬升和扩大塔径，适当降低烟气流速，有利于亚硫酸钙的氧化和石膏结晶；原脱硫塔顶的湿式电除尘器独立钢架支撑，预留MGGH消白装置安装空间，石灰-石膏湿法工艺成熟可靠，运行安全稳定，改造后SO2≤35mg/Nm3,粉尘≤10mg/Nm3,烟气系统设计工况的压力损失不大于2000Pa。
该项目实施改造后，污染物氮氧化物排放浓度得到大大消减，达到超低排放标准，环境效益十分明显，有效的降低了区域大气环境污染物容量压力。
参考文献
[1] 生态环境部. 《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》[C]．2019.
[2] 杨怀东. LJS工艺在凌钢200万t球团烟气脱硫除尘项目的应用[J]. 冶金能源,2018,37 (3):62-64.
[3] 魏光平. 石灰石-石膏湿法在氧化球团烟气脱硫中的应用 [J]. 中国环保产业, 2017, (6):52-54.
[4] 赖志强,李朝阳,李峰,艾华等. 高硫球团矿链篦机回转窑烟气脱硫工程实践[J]. 中国重型装备,2018, (3):7-8.
[5］李玉然,闫晓淼,叶猛,等． 钢铁烧结烟气脱硫工艺运行现状概述及评价［J］.环境工程，2014，32( 11) : 81- 87．
作者简介：周英贵（1977-），男，四川绵竹人，工程师，硕士，主要从事环境工程脱硫、脱硝、除尘设计工作