日照钢铁2×180m2烧结烟气氨法脱硫存在问题及解决措施
时间：2021-01-28 16:02:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：文章以日钢2×180m2烧结烟气氨法脱硫工程为蓝本介绍了该项目的背景，重点介绍了氨法烧结烟气脱硫在日钢的应用情况，针对日钢烧结烟气的特点分析了氨法烧结烟气脱硫在日钢应用中出现的主要问题、产生原因以及解决措施，借此对氨法烧结烟气脱硫系统的设计提出建议，最终实现氨法烧结烟气脱硫应用的成熟和完善。
关键词：烧结烟气；氨法脱硫；[Cl-]腐蚀；板框压滤；脱硫工程 文献标识码：A
中图分类号：X701 文章编号：1009-2374（2016）27-0086-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.040
1 概述
随着全社会对钢铁生产企业的环保要求越来越高，2008年初日钢应日照市环保局要求开始尝试对其烧结烟气进行脱硫处理，首套脱硫系统经过全面调研比较后确定选用氨法脱硫方案。日照钢铁公司2×180m2烧结机（10#、11#）烟气脱硫工程于2008年7月正式破土动工，2009年4月16日顺利地生产出第一批硫铵结晶体，投运后系统运行中存在几个关键困难，但经过技改后基本正常，脱硫效果及副产品硫铵质量均比较理想。
2010年日钢再次上马相同规模烧结脱硫系统时选择了石灰半干法脱硫，两种运用广泛的脱硫方式都在日钢落户，日钢也对两者的运行情况和经济指标进行了对比：
2012年1月能耗量和产量对比结果见表1。
2012年1月运行收入支出费用对比结果见表2。
氨法烧结烟气脱硫系统在实际运行中具有非常理想的脱硫效果，脱硫率一直都在95%以上，从表1和表2也能看出经济指标也远优于石灰半干法脱硫，产生的副产品硫铵销路好价格高。
2 日钢氨法烧结烟气脱硫
2.1 氨法烧结烟气脱硫
氨-硫铵湿法脱硫是一种较先进的脱硫方式，FGD工艺系统主要由液氨稀释系统、氨水储运系统、烟气系统、循环吸收系统、氧化系统、浓缩系统、排空系统和硫铵结晶干燥系统等组成。
氨法烟气脱硫技术，以氨水为脱硫剂对烟气中的SO2进行吸收脱除。烟气经过吸收塔，其中的SO2被吸收剂吸收，生成亚硫酸铵与硫酸氢铵。因此用氨将烟气中的SO2脱除，得到亚硫酸铵中间产品。采用空气对亚硫铵直接氧化，可将亚硫铵氧化为硫铵，高浓度的硫酸铵先经过灰渣过滤器去尘，再通过浓缩结晶生产硫铵。
氨是一种良好的碱性吸收剂，从吸收化学机理上分析，SO2的吸收是酸碱中和反应，吸收剂碱性越强越利于吸收，氨的碱性强于钙基吸收剂，而且从吸收物理机理上分析，氨吸收烟气中的SO2是一种气-液或气-气反应，反应速率快、反应完全吸收率利用率高，可以达到很高的脱硫效率，氨法脱硫还附有部分脱硝和除尘的功效。
2.2 日钢氨法脱硫系统存在的问题
氨法脱硫虽然有脱硫效率高、运行能耗小和脱硫副产品具有良好的经济效益等优点，但是由于日钢烧结矿品质和烧结工艺等原因，氨法脱硫在实际运行过程中前期存在两个较大问题：一是腐蚀；二是灰渣富集。主要表现在以下三个方面：（1）换热器设备腐蚀严重，换热管堵塞严重；（2）金属管道腐蚀严重；（3）硫铵溶液中灰渣含量太高，硫铵结晶困难产量低。
3 脱硫系统的腐蚀
3.1 设备管道腐蚀的原因
日钢烧结脱硫存在的主要问题尤其以腐蚀问题最为突出，最初认为可能是供货商没有按合同约定采用合格的不锈钢材质导致设备和管道腐蚀严重，但采用光谱分析仪对有防腐要求的设备和管道的金属材质进行了现场检测，结果证实这些不同种类的不锈钢设备和材料的组分均符合相关标准。
材质检验合格后对系统各段溶液多次取样检测和分析。
2009年7月1日送检样品情况及结果见表3。
2009年7月24日送检样品情况及结果见表4。
经现场运行，硫铵蒸发器、加热器及316L不锈钢管道等设备出现腐蚀，故对脱硫塔、浓缩塔溶液及工业水、软化水分别取样检测。2009年9月15日送检样品情况及结果见表5。
3.2 检测结果分析
通过对几次取样结果的分析得出以下结论：（1）浓缩降温塔中[Cl-]严重富集，几次检测的结果均超出脱硫系统设计控制限值（20g/L），9月15日的检测结果超过设计控制浓度3.5倍；（2）从以上检测结果可以初步推算出，烟气中[Cl-]含量不低于150mg/Nm3，远高于常规值（≤15mg/Nm3），远高于合同中约定的性能保证和设备寿命保证的[Cl-]含量限值（2mg/Nm3）。而且烟气中[Cl-]含量与SO2含量比值也远高于常规，即在[Cl-]含量偏高的同时SO2含量偏低，初步推测烟气实际SO2浓度为600mg/Nm3，[Cl-]含量约为SO2含量的1/4，非常罕见的含量比值；（3）由于脱硫溶液中[Cl-]浓度高度富集，脱硫系统溶液腐蚀强度大大加强，严重超出了我们选用的设备材质的防腐限度（浓缩循环泵为2605N双相不锈钢、硫铵设备换热管为2205双相不锈钢），对脱硫系统构成了严重的伤害。同样材质的加热器等设备，在其他工程中运行2年多仍没有出现腐蚀漏液问题；（4）脱硫系统运行参数控制失当，加剧了系统的腐蚀强度。按照设计要求，脱硫塔pH值应控制在5.0以上，浓缩降温塔pH值应控制在3.0以上，低压加热蒸汽温度应控制在110℃～120℃等。但实际运行中，由于参数控制不当，脱硫塔pH值最低达到过2.0，浓缩降温塔pH值最低达到过1.0，加剧了系统的腐蚀伤害。低压加热蒸汽温度长期运行在130℃～145℃，加热温度控制过高，也急剧加重了腐蚀强度，还造成蒸发器换热管大量堵塞。
综上所述日钢氨法脱硫表现出的严重腐蚀问题，其根本是原烟气中[Cl-]的含量严重超出设计约定的条件，使工艺系统无法按设计技术措施平衡控制[Cl-]，形成严重的[Cl-]腐蚀。
