上海冶金高等专科学校（固定床干法脱硫）

轧钢加热炉根据燃烧方式不同，分为蓄热加热炉和常规加热炉；

采用空气、煤气双蓄热燃烧技术，排烟温度通常在～150℃；

采用空气预热技术，排烟温度通常在～300℃；

为了更好的与生态环境可持续发展，中国国标以及很多省市地标，均对加热炉烟气排放指标进行了约定，并且环保趋势日趋严峻；

因此对加热炉烟气进行脱硫处理已经势在必行；

上海轩鼎基于近20年的加热炉工程总承包经验及对加热炉自身工艺的深入了解，结合多种脱硫形式的综合应用和实践情况，由工业炉事业部和环保事业部进行紧密结合，最终形成了较为完善的脱硫技术和工艺路线，并在多个项目实施，取得了非常理想的效果；

1.硫化物治理方案选择

1.1 各种工艺形式基本说明

烟气硫化物处理通常有三种方式：

方式一：

将原加热炉排烟的煤烟和空烟分别引入各自的反应塔，通过向反应塔中喷入碳酸氢钠超细颗粒，碳酸氢钠超细颗粒在高温烟气的作用下分解出高活性碳酸钠，并生成二氧化碳和水，高活性的碳酸钠与加热炉烟气中SO2、SO3等酸性成份充分接触并发生化学反应，实现SO2的固化及脱除。

经脱硫系统出来的副产物随烟气进入后续各自的布袋除尘器中。

经布袋除尘器收集下来的粉尘，可通过集中灰仓收集，具体方式可视现场实际布局情况而定。

------ 磨机制备系统------

------反应塔------

------除尘器------

方式二：

本技术是固定床（或间歇性移动床）干法脱硫技术，采用脱硫剂催化把烟气中的二氧化硫先氧化成为三氧化硫然后被氢氧化钙吸收生成硫酸钙:

SO2 + 1/2 O2→ SO3

SO3 + Ca(OH)2→ CaSO4 + H2O

采取类固定床技术（或间歇式移动床），碱（可以是石灰、碳酸钠、氢氧化镁等等）与催化剂的成型颗粒装于脱硫反应器中，烟气流过后，其中的二氧化硫氧化成为三氧化硫并被反应固化成为硫酸钙（石膏）固体。

如下图所示，主要有几个圆形结构的塔组成，紧凑布置；

对于烟气量较大，或者现场空间有限的情况下，也可以采用方形塔；

方式三：

钠钙双碱法脱硫工艺（NaOH/Ca(OH)2）是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺；

只要是气液反应的都可以归类为湿法，具体形式可以是石灰石石膏法喷淋吸收，钠钙法，双碱法等；其基本原理都是喷淋、除雾等方式的综合应用；

因为湿法易产生如下问题：

脱硫为雾化喷头喷淋气液接触反应，过程中易夹带颗粒物导致出口颗粒物超标，目前一般湿法脱硫塔为满足出口尘排放指标，会在后续增加湿式电除雾器，满足出口尘指标稳定。

烟气增湿降温产生白色烟羽，目前大多数工程根据环保要求增加消白设施，增大投资。

运转设备多，故障率高，系统腐蚀性强，设备寿命短；系统检修频繁，此种工艺生成的硫酸钙、硫酸镁容易在塔内死角、喷头处或者管道处堵塞，造成整个系统的停运。

基于上述多种问题，所以湿法的方式在很早以前很多企业采用，后续陆续拆除，现在应用已经很少；

1.2 具体比较说明

序号

项目

固定床干法

SDS干法

备注

1

投资

约为SDS干法的70%

较高

主要与现场平面布置、土建基础情况条件有关，以及配套供电、CEMS等

2

建设周期

75-90天

90天

合同生效至通烟运行

3

运行成本

较低

较高

SDS干法需要升温，除尘器阻力损失较大等，需要煤气消耗及电力消耗；

4

占地面积

约为SDS干法的70%

较大

与具体布局有关

5

温度要求

温度适用性较广，加热炉烟气100度以上即可满足要求

需要对加热炉原烟气进行加热

SDS干法的小苏打需要150度以上才能热解，脱硫工况温度要求170度以上（反应效果较好）； 烟气提高温需要消耗大量煤气；

6

岗位工人

设备免维护，不需要设置固定岗位工

运转设备较多，需要岗位工值守

7

可调性能

可通过各个脱硫塔的气流分配器及备用塔（若有）进行能力调节

可通过输送碳酸氢钠的流量变化进行脱硫能力调节

均可以进行调整；

8

检修维护

运行设备不多，检修维护点较少

磨机等设备需要定期点检，除尘器等设备需要定期维护；

SDS干法脱硫设备设施较多，检修维护工作量较大；

9

关于备件或者消耗材料的采购

主要消耗材料为脱硫剂，需要定期更换

磨机设备和反应塔需要定期维护，除尘器布袋等需要定期清理或者更换；

脱硫脱硝剂材料的性能及供应商的选择较为关键；

见注1；

10

固体废弃物

硫酸钙，可用于水泥厂的原料；

硫酸钠，相对来讲比较难处理；

注1：

从多个投产项目情况来看，脱硫剂品质无法有效、稳定是很多客户的痛点；

基于此，上海轩鼎作为工程承包商，下设自有脱硫剂材料生产基地；

同时提供维保服务，对最终排放指标负责，并提供脱硫剂供货、更换、废料回收处理等一站式服务；

2.固定床脱硫技术应用及效果

2.1 基本原理及工艺布局

本技术是固定床干法脱硫技术，采用脱硫剂催化把烟气中的二氧化硫先氧化成为三氧化硫然后被氢氧化钙吸收生成硫酸钙:

SO2 + 1/2 O2 → SO3

SO3 + Ca(OH)2 → CaSO4 + H2O

这个方法在工程上的实现是采取类固定床技术，碱（可以是石灰、碳酸钠、氢氧化镁等等）与催化剂的成型颗粒装于脱硫反应器中，烟气流过后，其中的二氧化硫氧化成为三氧化硫并被反应固化成为硫酸钙（石膏）固体。

整个过程不使用水，亦不产生废水。

操作控制过程简单，易于控制。

脱硫塔在结构上采用单元化设计，通过灵活的单元开启和关闭可适应加热炉负荷变化，且系统布置灵活，可正负压运行。

空烟和煤烟烟气自烟道引出分别汇总进脱硫装置系统，从脱硫装置系统出来的达标烟气通过引风机增压排放至烟囱排放。

空烟流程：

加热炉烟气出口-原引风机-脱硫塔—(增压风机)-原有（新建）烟囱。

煤烟流程：

加热炉烟气出口-原引风机-脱硫塔—(新增风机)-原有（新建）烟囱。

2.2 固定床技术的各种方案比较

固定床脱硫技术发展至今，主要分为这样几种形式：

按照气流走向，分为轴向流和径向流；

轴向流气流自下向上，脱硫剂自上向下运行，两者相对流通；

径向流气流自侧部进入，脱硫剂自上向下运行；

径向流脱硫塔高度约25米以上，如此高的断面必然会造成气流偏流；

脱硫剂自重会导致底部粉化严重，导致偏流加剧；

脱硫剂自重下沉后上部形成真空，造成短路和偏流；

脱硫剂失效方向为左右方向，卸料为下部先卸料，脱硫剂不能充分利用，造成运行成本增加；

因此，我们选用轴向流方式；

按照塔的数量配置，分为单塔形式和多塔形式；

单塔形式为脱硫塔为整体一个塔，进气和出气为整体的集气箱，即便内部设置有独立的脱硫塔单元，但是进气无法进行单元化调整，偏流问题严重；

多塔形式为多个脱硫塔相对独立，每个塔有自身气流调节的阀门，可以方便、灵活调整每个塔的进气量，从而实现气流均匀、可控；

因此，我们选用多塔方式；

2.3 上海轩鼎技术特点及优势

——布料均匀性

布料锥的设计，使装料过程中，脱硫剂能够自适应底部锥段（布风锥）进行堆积，料层厚度均匀一致，从脱硫剂自身实现气流无偏流；

——布风均匀性（防偏流设计）

布风锥采用不锈钢多孔板形式，孔板上根据流场模拟及阻力计算确定最终的孔隙率，设置有多个长圆孔；

孔型尺寸应与脱硫剂物理尺寸相对应，不会因此产生堵塞；

脱硫剂以氢氧化钙作为基材，铺以活性成分，脱硫剂制造时应结合现场实际硫化物浓度情况，使脱硫剂的强度与活性/效率达到最佳平衡点；

脱硫剂生产工序包括干混、湿混、挤出成型、烘干（含发泡）等工序；

干混、湿混工序应保证混合均匀；

挤出工序应注意挤出压力控制，从而控制产品的强度针对性满足该项目工况需要；

烘干后应确保材料无游离水，保证效率；

最终产品，应经过模拟烟气性能测试等最终出厂使用；

为了更好的解决业主方实际生产中存在的几个问题：

1）因为各种突发事件或者紧急状况短时间内急需大量脱硫剂材料；

2）脱硫剂为固废，无害化处理并回收较为繁琐；

3）环保排放指标要求调整频繁，环保系统运行及达标排放需要配置专业人员进行维护，因此，部分企业将环保系统完全外委进行运维，以确保指标始终达标排放；

针对以上，上海轩鼎成立了以生产脱硫剂、脱硝剂及相应新产品研发为主营业务内容的材料厂，并根据地区不同布局了多个脱硫剂生产基地；

旨在解决：

1）采用轩鼎自有配方，由代加工转为自有工厂生产，可以更好的保证材料性能、质量、工期；

2）在客户急需时，可以集全厂之力专项为该客户进行材料生产，解客户之所急；

3）对于有无害化处理、固废回收要求的企业，可以全面响应，自有工厂，进行固废回收处理更为便利；

4）尤其对于有运维需要的客户，可以提供最为全面的服务和最为及时的响应；

2.4 投产效果及指标情况

上海轩鼎先后承建了唐山国义、山东巨能、山西兴华、安徽旋力等固定床脱硫项目；

采用轩鼎自有的PRTL系列脱硫塔，采用轴向逆流/均布型结构形式，配之已自有工厂的脱硫剂，可以实现非常理想的脱硫、降尘效果；

上海轩鼎冶金科技集团有限公司

环保事业部+工业炉事业部联合编制