1、燒結煙氣中SO2的生成機理及排放規(gui)律(lv)

由於燒結過(guo)程中物理化學反應的複雜(za)性，導致(zhi)了燒結過(guo)程中硫元(yuan)素存在的形態(tai)的多(duo)樣性和含硫物質分布的不均勻性。二(er)氧(yang)化硫經曆(li)了析出、被吸收和再(zai)析出的複雜(za)物化過(guo)程，呈(cheng)現出燒結工藝特有的二(er)氧(yang)化硫及其他(ta)硫化物的分布特性。

1.1 燒結煙氣中SO2的生成機理

按物料(liao)的燒結形態(tai)、燒結料(liao)層(ceng)從上到下分成燒成區、燃燒燒融帶、幹燥預熱帶及濕潤帶。熱量從燒結料(liao)層(ceng)的上層(ceng)向(xiang)下層(ceng)傳遞。濕潤帶上平麵(mian)溫度小(xiao)於100℃，且含有自(zi)由水，此處距離燃燒熔(rong)融帶底麵(mian)（1000℃以上）僅有幾厘米。

處於上述(shu)兩個帶之間的幹燥預熱帶自(zi)上而(er)下流動的高溫煙氣急速加熱。幹燥預熱帶的停(ting)留時間約2min左右。在幹燥預熱帶之後，燃燒顆粒開始燃燒，通過(guo)燃燒放出的熱進一步(bu)加熱物料(liao)，使溫度達到1300℃左右，部分物料(liao)熔(rong)融流動。停(ting)止燃燒後床層(ceng)開始冷卻(que)，熔(rong)融五再(zai)次(ci)固化，從而(er)完成燒結過(guo)程。

若按照(zhao)燒結煙氣中二(er)氧(yang)化硫的行為來區分，整(zheng)個燒結過(guo)程自(zi)上而(er)下可以分為二(er)氧(yang)化硫擴散(san)析出區、二(er)氧(yang)化硫燃燒析出區和二(er)氧(yang)化硫析出區三個區域。二(er)氧(yang)化硫燃燒析出區是產生二(er)氧(yang)化硫的主要區域，它與幹燥預熱帶和燃燒熔(rong)融帶相對應。

以單質和硫化物形式存在的硫在幹燥預熱帶發生的氧(yang)化反應中以氣態(tai)硫化物的形式釋放。大部分二(er)氧(yang)化硫直接(jie)擴散(san)到煙氣中去(qu)，少(shao)部分被液相或固體顆粒包(bao)納或被堿(jian)性助劑再(zai)吸收形成穩定的物質（如CaS，CaSO4）。二(er)氧(yang)化硫擴散(san)區對應於燒成區，該區域不存在生產的二(er)氧(yang)化硫的化學反應，主要是燒結礦塊(kuai)中已形成的二(er)氧(yang)化硫向(xiang)煙氣中的擴散(san)。

二(er)氧(yang)化硫吸收區與濕潤帶相對應，在該區域由於燒結原料(liao)中堿(jian)性物質和液態(tai)水的存在，大部分二(er)氧(yang)化硫被吸收，但(dan)隨著燒結過(guo)程的推(tui)進，該區域的上端(duan)麵(mian)下移，使其吸收能(nen)力和容納能(nen)力逐步(bu)下降，在燒結末(mo)期該區域消失。二(er)氧(yang)化硫在該區域被吸收後生成的亞(ya)硫酸鹽或硫酸鹽在通過(guo)幹燥預熱帶和燒熔(rong)帶時會發生分解，再(zai)次(ci)釋放二(er)氧(yang)化硫。

2、燒結煙氣脫硫工藝

燒結煙氣脫硫工藝種類(lei)很多(duo)，半幹法脫硫代表性的工藝 MEROS 法（高性能(nen)燒結廢氣淨(jing)化）、NID 法 （脫硫除塵一體化技術）、流化床脫硫，活性炭脫硫工藝，由於燒結煙氣具(ju)有煙氣量大、煙氣濕度高、SO x 濃度低、煙氣成分波動大、煙氣含塵濃度高且粉塵顆 粒細、煙氣含腐(fu)蝕性氣體（HF，HCl，NO x ，SOx ）、煙氣含二(er)惡英類(lei)物質及重(zhong)金屬(shu)等特點(dian)。

2.1 MEROS 法（高性能(nen)燒結廢氣淨(jing)化）

MEROS 脫硫是一種用脈動噴氣式過(guo)濾(lv)器從化 合物中通過(guo)半幹法脫硫的先進技術，可以采用小(xiao)蘇打（NaHCO3）、CaO 或Ca（OH）2 作為脫硫劑。小(xiao)蘇打有較(jiao)高的脫硫效(xiao)率（>90%）,消耗量也相對較(jiao)低， 但(dan)其成本高於CaO 或Ca（OH）2，如果使用CaO 作脫硫劑，需要在係統增加石灰消化器，通過(guo)向(xiang)消化器 內噴入一定量的水使CaO 消化為Ca（OH）2，係統 對消化器性能(nen)要求比(bi)較(jiao)高，要求消化後的Ca（OH）2 符合MEROS 工藝的要求。

2.2循環流化床法

燒結機脫硫煙道出來的煙氣，經機頭ESP除塵器、主抽風機後，通過(guo)氣封(feng)式風檔控製(zhi)，從吸收塔(ta)進入。在吸收塔(ta)進口(kou)段(duan)，高溫煙氣與加入的吸附劑、循環灰充分預混合，進行初步(bu)的脫硫反應。

然後煙氣通過(guo)吸收塔(ta)下部的文(wen)丘裏管的加速，進入循環流化床體。物料(liao)在循環流化床裏，氣固兩相由於氣流的作用，產生激(ji)烈的湍動與混合，反應界麵(mian)不斷磨擦、碰撞，產生一係列化學反應。由於顆粒與煙氣之間具(ju)有很大的相對滑(hua)落(luo)速度，可以達到很高的脫硫效(xiao)率。

在文(wen)丘裏管出口(kou)擴管段(duan)設有噴水裝(zhuang)置，通過(guo)專用的霧化噴頭向(xiang)吸收塔(ta)內噴霧化水，使煙氣溫度降到露(lu)點(dian)溫度以上20℃左右。攜帶大量吸收劑、吸附劑和反應產物的煙氣，從吸收塔(ta)頂部側向(xiang)下行進入脫硫布袋除塵器，進行氣固分離。經除塵器捕集下來的固體顆粒，通過(guo)除塵器下的脫硫灰再(zai)循環係統，返回脫硫塔(ta)繼續參加反應，如此循環。

多(duo)餘的脫硫灰渣，通過(guo)氣力輸(shu)送至脫硫灰渣庫內。係統中的生石灰、消石灰以及脫硫循環灰也均采用氣力輸(shu)送。同時，為適(shi)應燒結機經常性長、短(duan)不一的停(ting)機需要和穩定脫硫塔(ta)內床層(ceng)壓降，係統中設置了內循環係統和補氣係統。

2.3 NID 法（脫硫除塵一體 化技術）

該係統是利 用含有CaO 或消石灰的吸收劑與二(er)氧(yang)化硫反應生 成CaSO3 和CaSO4，除塵器收集下來有一定堿(jian)性的 粉塵與CaO 混合增濕後再(zai)進入除塵器入口(kou)煙道和 煙箱，反複循環。NID 脫硫除塵係統包(bao)括反應器、高濃度除塵器（ESP 或FF）、混合器、循環灰輸(shu)送係統 四個核心係統。

NID 脫硫除塵係統工藝流 從ESP 或FF 等方(fang)式的預除塵器出來的高溫燒 結煙氣進入煙道反應器，加水增濕的循環灰和脫硫 劑在混合器中混合後同時進入煙道反應器。煙道反 應器內形成充滿高濃度濕灰和脫硫劑的環境，煙氣 迅速降溫、增濕。

煙氣溫度降到70 ℃左右，煙氣相對 濕度達到約40%， 此時煙氣中SO2 與吸收劑 Ca（OH）2 反應生成亞(ya)硫酸鈣(gai)和硫酸鈣(gai)。反應後的煙 氣攜帶大量的幹燥固體顆粒進入脫硫後的高濃度布 袋除塵器內收集淨(jing)化，淨(jing)煙氣經過(guo)引風機排入煙囪(cong)。 除塵器捕集下來的幹燥固體顆粒落(luo)入灰鬥，大部分 經循環灰輸(shu)送設備再(zai)次(ci)進入煙道反應器，以便充分 利用吸收Ca（OH）2。少(shao)部分排出係統外，形成脫硫 終產物。

2.4 SDA（旋轉噴霧法）

脫硫漿(jiang)液經高速旋轉被霧化成極微小(xiao)的液滴（30-80微米），均勻地(di)被噴入塔(ta)內反應區。原煙氣經過(guo)煙氣分配器進入塔(ta)內吸收區，與霧化的石灰漿(jiang)液液滴充分接(jie)觸(chu)，煙氣中的酸性物質很快被吸收中和，與此同時水分蒸發，迅速完成霧化、吸收和幹燥。幹燥的含粉塵氣體進入袋式除塵器進一步(bu)脫硫除塵。脫硫效(xiao)率可達97%。

2.5 活性炭（焦）脫硫工藝

燒結煙氣被引風機抽取進入活性炭脫硫脫硝塔(ta)，在塔(ta)內先脫硫、後脫硝，煙氣從塔(ta)頂出來經引風機送回煙囪(cong)排放。從塔(ta)底部出來的飽(bao)和活性炭進入解析塔(ta)，SO2等氣體出來後送化工專業處理，再(zai)生後的活性炭重(zhong)新送入反應塔(ta)循環使用。

活性炭脫硫技術是一種可資源化的幹法煙氣淨(jing)化技術。該技術以煤基活性焦為吸附劑，吸附脫除煙氣中的SO2，完成吸附後的活性焦通過(guo)加熱方(fang)式再(zai)生，解吸出的高濃度SO2混合氣體可直接(jie)製(zhi)取98%商品硫酸，實現硫的資源化。此外，對煙氣中的重(zhong)金屬(shu)、二(er)噁()英均有較(jiao)好(hao)的脫除效(xiao)果，脫除過(guo)程沒有廢水、廢渣產生。

3 結論

由於國內燒結係統節(jie)能(nen)環保的壓力增大，實施燒結煙氣脫硫就顯得很有必(bi)要，不同燒結廠可以根(gen)據(ju)自(zi)身實際條(tiao)件選擇(ze)不同的脫硫方(fang)式來滿足生產及政(zheng)策的要求。