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烧结砖烟气的治理(下)

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烧结砖烟气的治理(下)

发布日期:2020-09-15 作者: 点击:

烧结砖烟气的治理(下)

  

 2、烟气的治理


  2.1烧结砖烟气特征


  烧结砖工艺中,有一次码烧和二次码烧的区别,隧道窑焙烧过程中,焙烧高温烟气或余热烟气由锅炉引风机抽取,送到干燥室,用于砖坯的干燥。轻质耐火砖


  宽断面长隧道窑一次码烧工艺中,锅炉引风机在出车端抽取烟气,是隧道窑冷却段的余热烟气,SO 2含量较低,此时,干燥后的烟气可不经过脱硫处理。而由进车端抽取的烟气为高温带烟气,这部分烟气,SO2含量较高,需要脱硫处理。


  中断面隧道窑一次码烧工艺,隧道窑所有烟气由锅炉引风机抽取,通过相同断面的干燥窑后,烟气温度降低,湿度提高,烟气流速很低。这部分烟气,SO2含量较高,需要脱硫处理。


  二次码烧工艺,隧道窑所有烟气由锅炉引风机抽取,送入多条隧道式干燥室,通过干燥室后,烟气温度降低,湿度提高,烟气流速很低。这部分烟气,SO2含量较高,需要脱硫处理。


  烧结砖燃煤烟气SO 2的治理,与火电厂烟气治理类似,分别在燃烧前、燃烧中及燃烧后三个阶段。


  2.2燃烧前阶段


  燃烧前阶段,应尽量采用工业废渣作为燃料,如粉煤灰、锅炉渣,其中SO 2含量低,燃烧后,烟气中SO 2的危害也较小。其次,应严格选择硫含量低于1%的原煤作为燃料。


  2.3燃烧中阶段


  燃烧中阶段,炉内掺钙的脱硫方式,因外投煤的燃烧条件限制,钙质脱硫剂与原煤中的SO 2不能充分接触,脱硫效率较低,应用较少。其次,烧结砖工艺中,燃料作为内燃掺配料,与制砖原料混合,成型及干燥后,码入隧道窑中焙烧,燃料燃烧中,硫与原料中的金属化合物,形成部分不融于水的硫酸钙及可溶性硫酸盐。由于烧结砖内可溶性硫酸盐引起泛霜、同时石灰引起烧结砖的石灰爆裂。因此,采用添加石灰石粉作为钙质脱硫剂,在砖坯内部的焙烧过程中进行脱硫的方式,脱硫效率如何,研究较少,也未见报道。

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  2.4燃烧后阶段


  燃烧后阶段主要依靠烟气治理,目前烟气脱硫治理的理论及工艺模式有200多种,其中,具有商业意义并投入工业运行的烟气脱硫技术,不过10多种。在大型火电厂烟气脱硫应用中,普遍采用湿式石灰石-石膏法的脱硫工艺,该脱硫工艺,以石灰石粉浆液为脱硫剂,通过在吸收塔内与烟气接触,吸收烟气中的SO 2,进行化学反应生成亚硫酸钙,再利用风机鼓入空气氧气,将亚硫酸钙转化成石膏(即二水硫酸钙),脱硫效率达到90%以上。轻质耐火砖


  但是,火电厂采用的湿式石灰石-石膏法脱硫装置,存在投资高,占火电厂总投资的15%左右,脱硫装置脱出1kgSO 2,脱硫成本达到0.60~2.80元【2】,运行费用高,脱硫装置占地面积较大等问题。


  2009年3月,国家环境保护部门发布《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462-2009)国家环境保护标准,针对工业炉窑烟气治理的特点,提出了烟气脱硫4种工艺方法、脱硫剂的种类、脱硫装置及相关的技术规范要求。规范中一体化脱硫装置已经具备吸收、反应、氧化、除雾为一体的功能。脱硫装置及系统造价,大幅度降低。


  烧结砖企业,可根据烟气性能及特点、脱硫剂的来源、所在的地区环境因素综合考虑。采取技术规范中任意一种脱硫工艺方法,对烟气进行治理。


  烧结砖企业应用的脱硫设备,需要重视烧结砖厂干燥后烟气温度低、压力低、含硫低、湿度高的特点,同时重视脱硫装置系统阻力增加后,对干燥窑干燥效果的影响。否则,配套脱硫装置后,对烧结砖干燥及烧成的正常运行,均有一定负面影响。


  2.4.1 脱硫方法与脱硫剂


  烧结砖企业可根据《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》中对脱硫设备的技术性能,结合企业的实际条件,选择脱硫方法与脱硫剂。


  脱硫装置主要技术指标


  序号效率脱硫方法液气比钙(镁)硫比循环液PH值


  1大于90%石灰法>5<1.105.0~7.0


  2氧化镁>2<1.055.0~7.0


  3石灰石法>10<1.055.0~6.0


  4双碱法>2<1.105.0~8.0


  脱硫剂包括生石灰(成份为CaO)、消石灰(成份为Ca(OH)2)、石灰石粉(成份为CaCO3)、氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钠,以及电石渣等碱性废渣。轻质耐火砖


  石灰石法中,脱硫剂石灰石粉的细度需保证250目90%过筛率。虽然石灰石材料费用低,但需要建设球磨系统,运行费用高、占地面积较大。


  表中所列四种脱硫方法,烧结砖企业采用石灰法较为恰当。脱硫剂可外购。


  脱硫剂及脱硫装置运行费,对脱硫成本影响较大。


  2.4.2液气比与系统阻力


  脱硫装置主要技术指标中,液气比指标,指脱硫浆液流量与吸收塔内通过的烟气流量的比值。液气比太低,脱硫剂料浆对烟气中SO2的吸收效果低,使得出脱硫塔烟气中SO2浓度升高,脱硫效率降低。液气比高时,使得出脱硫塔烟气中含水量增加,后续设备的腐蚀程度提高,重要的是一体化脱硫塔中除雾器的影响,为保证净化烟气通过烟囱后,避免出现烟囱雨,脱硫塔中除雾器起到关键作用。烟气水分提高后,除雾器的工作负荷增加,脱硫塔内系统阻力提高,不仅影响脱硫系统安全稳定运行,同时对干燥室及烧成隧道窑的运行产生影响。


  例3,C烧结砖厂,两次码烧工艺,隧道窑烟气由2台16号锅炉引风机送入12条隧道式干燥室,热交换后,干燥室烟气由1台18号轴流风机送入简易脱硫装置,脱硫剂为氢氧化钠。脱硫后烟气经除雾器,进入烟囱排空。该脱硫装置运行后,隧道式干燥室内连续出现湿坯垮塌,干燥废品增加。通过分析,主要是脱硫装置内除雾器的阻力影响,造成轴流风机出口阻力增加,使得干燥室内烟气不能及时排除,造成干燥室内湿坯垮塌,当降低除雾器的阻力后,系统阻力下降,干燥室内湿坯垮塌现象消失。


  同样的原因,当脱硫装置与烧成隧道窑配套时,由于除雾器的阻力影响,系统阻力提高,如果脱硫装置的排风机技术性能不能配合,烧成隧道窑内正压现象将长时间存在,含硫烟气外溢,对窑炉及其他金属构件造成危害。


  2.4.3防腐蚀材料


  温度低,湿度高是烧结砖烟气的主要特征,因而,干燥室与脱硫装置的系统中,烟气对金属构件的腐蚀,需要重视。


  脱硫塔管道、筒体等构件内表面,必须采用玻璃钢、聚丙烯等防腐材料。


  脱硫装置的排风机,长期输送潮湿烟气,容易腐蚀,因此,风机壳体必须采用树脂涂层,风机叶轮需采用不锈钢材料。


  3结束语


  烧结砖烟气的治理,在燃烧前,需要选择粉煤灰及锅炉渣为内燃掺配料,或者采用硫含量低于1%的原煤。控制烟气中SO2的含量。其次,产品应完全是烧结空心砖或空心砌块,减少生成的烟气总量。


  燃烧后,烟气的治理,若在环境保护不敏感的地区,可采用烟囱高空稀释排放的方式。需要进行脱硫治理时,可根据烟气特征,脱硫剂种类,采用《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》中任意一种脱硫方法实施。


  烧结砖企业炉窑湿法烟气脱硫工程技术的应用,需要委托设计咨询部门,对烧结砖生产线工艺配置情况、内燃掺配料、原煤、生产规模等方面进行工艺平衡,对平面位置和脱硫废渣处置进行合理规划,同时对区域环境进行评价后,提出经济适用的一体化脱硫塔,烟气脱硫环节才能实现较高的脱硫效率和较好综合效益。


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