燒結機頭煙氣脫硫廢水處理及工藝設計

謝文清

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燒結機頭煙氣脫硫廢水處理及工藝設計

謝文清

本文介紹了韶關冶煉廠二燒結機頭煙氣脫硫工藝的現狀，針對脫硫過程產生的廢水進行水處理工藝設計，并成功應用于生產實踐，使煙氣脫硫系統實現廢水零排放。

燒結煙氣； 脫硫； 廢水； 工藝設計； 零排放

韶關冶煉廠Ⅱ系統燒結自2008年30萬t挖潛技改后，燒結機實現大風量操作，燒結機頭煙氣量60 000～65 000 m3/h，煙氣含塵500～900 mg/m3，煙氣含SO2濃度5 500～7 000 mg/m3，煙氣溫度50～80 ℃。為使機頭煙氣達標排放，采用成熟可靠、應用廣泛的石灰- 石膏濕法脫硫技術對燒結機頭煙氣進行除塵脫硫處理，副產品石膏渣外賣，脫硫廢液(即濾后液，約30 m3/h)則泵至Ⅱ燒結濃密池，然后直接排至深度處理系統。

自2010年10月工廠停產以來，為實現二粗煉系統廢水零排放的目標，工廠組織力量對全廠工藝廢水進行全面整治，而燒結機頭脫硫廢水處理問題成為廢水整治的重點項目之一。因此，燒結脫硫廢水能否零外排或減排，成為影響二粗煉系統廢水零排放的關鍵。

1 石灰- 石膏脫硫工藝簡介

石灰-石膏脫硫技術主要采用石灰乳在動力波塔內噴淋洗滌SO2煙氣，使石灰乳液吸收SO2，并發生反應。

二燒結機頭煙氣含塵500～900 mg/m3，為防止煙塵附著在塔內，在脫硫之前通過機頭煙氣收塵管進入機頭大布袋收塵系統進行除塵。經過除塵后煙氣(含塵<100 mg/m3)從頂部自上往下進入動力波塔，與向上噴射的石灰乳洗滌液逆流相撞，氣體及液體動量達到相對平衡時，形成一段穩定的泡沫層，氣液經充分接觸后，95%以上的SO2被除掉。同時煙氣溫度經冷卻后進入動力波塔內，較潔凈的含有霧沫的煙氣在塔內經過捕沫器除沫后，再進入復擋(復噴)除霧器，氣水分離后的煙氣進入風機送至煙囪外排。工藝流程見圖1。

圖1 二燒結機頭脫硫系統改造前工藝流程

由于燒結機頭脫硫系統反應生成渣漿液量大，現有廂式壓濾機(2臺)的能力小，現場壓濾需要人工操作，經常出現漏漿或帶漿的情況，導致濾后液質量差，含有顆粒物，懸浮物高，如果將濾后液直接泵回廠西石灰乳消化系統配置石灰，極可能導致沿途管道堵塞(管道長度約500 m)，檢修維護麻煩，配置出來的石灰乳脫硫劑亦會影響脫硫效率。若將這部分濾后液直接排至深度處理站處理，其高含量鈣離子會影響到同期建設的RO膜處理系統和蒸鹽結晶系統的正常運行，帶來的設備故障及其檢修維護將對工廠影響巨大。

2 設計方案比較

針對脫硫系統產出的廢水問題，尋求合理的處理方案將成為燒結機頭脫硫系統能否順利運行的關鍵，成為工廠實現二粗煉復產的重要因素。因此，工廠組織開展脫硫廢水處理方案研討，具體方案如下：

方案1：針對脫硫系統壓濾機能力小的問題，采用帶式真空過濾機替代原廂式壓濾機，可解決壓濾能力不足、人工勞動強度大的問題，但缺點是帶式真空過濾機設備占地面積大，設備費用貴，維護復雜，附屬設施多帶來建設投資高，產出的濾液多，無法循環利用，不能達到減排或零排放的目的。

方案2：采取“二次沉淀、二次精過濾”的思路，增設沉淀濃縮池使石膏渣漿濃縮，緩解壓濾機壓力；增設西恩過濾器作二次精過濾，解決濾后液質量差的問題，濾后液水質可達到石灰乳配液和動力波脫硫塔補水回用標準，具有投資費用低，設備占地面積少，操作維護簡單等優點。

方案3：以干法脫硫替代濕法脫硫，可解決脫硫系統產出廢水等系列問題，但缺點是原有脫硫系統需拆除后新建，工程量大，工程投資最高。

針對以上方案，根據工廠的實際情況，在進行技術可行性、經濟性論證對比后，本次改造將采取方案2進行工藝設計。

3 新工藝主要改造內容

本項目改造在保留石灰- 石膏脫硫技術的前提下，對目前的工藝流程進行改進設計，利用原有脫硫、除塵等設備，節省項目投資，主要改造內容有：

3.1 新建沉淀濃縮池設計

新設計Φ8 000×3 500沉淀濃縮池1座，采用玻璃鋼內襯防腐，用于預處理動力波洗滌塔反應完全后輸送過來的石膏渣漿液約40～50 m3/h。

根據計算，濃縮池沉淀時間～4 h，一是為了減少石膏渣漿含水量，其次是為了使石膏渣漿液中的活性成分在濃縮池內有足夠的反應時間，避免其上清液二次過濾時影響過濾設備、二次濾液質量及管道設備堵塞等。經過預濃縮后，濃縮池上清液溢流至濾液中間槽，作為二次過濾的進液，濃縮池的底流由軟管泵輸送至廂式壓濾機進行一次過濾。

3.2 二次過濾工藝設計

機頭脫硫系統增設Φ3 300×6 100西恩過濾器作為二次過濾設備，該過濾器采用高分子粒子吸附過濾技術，利用一層懸浮過濾介質，吸收過濾液體中的懸浮物，使排出液清澈，懸浮物去除效率在98%以上。另外，其采用獨特的空氣反沖洗技術，避免設備堵塞和結垢，以保證長期的過濾效果。

西恩過濾主要處理廂式壓濾機的濾后液及沉淀濃縮池的上清液。濃縮池底流送至廂式壓濾機過濾后，濾液返回濾液中間槽，與濃縮池的上清液一起送西恩過濾器進行二次過濾；廂式壓濾機處理后得到的石膏渣可外賣；經西恩過濾器二次過濾后，上清液返回清液儲槽，作為廠西石灰乳配置用水或動力波噴淋補水，過濾后得到的污泥按反沖洗設定的程序自動排至地槽，可定期使用潛污泵打進濃縮池處理，如此即可形成閉路循環。西恩過濾器示意圖見圖2。

圖2 西恩過濾器示意圖

3.3 工藝管路設計

工藝管路設計改造包括：

(1)原動力波至廂式壓濾機的渣漿液輸送管道改造，直接進入沉淀濃縮池；

(2)增設沉淀濃縮池上清液溢流至濾液中間槽管路；

(3)增設沉淀濃縮池底流至廂式壓濾機管路；

(4)增設濾液中間槽至西恩過濾器管路；

(5)增設西恩過濾器反沖洗、排液管路；

(6)增設西恩過濾器上清液至清液儲槽管路；

(7)增設清液儲槽至廠西石灰消化間管路。

3.4 輸送設備設計

輸送設備設計改造包括：

(1)增設軟管泵2臺，用于沉淀濃縮池底流輸送設備；

(2)增設濾液中間槽至西恩過濾器輸送水泵2臺(Q=50 m3/h，H=33 m)；

(3)增設清液儲槽至廠西石灰消化間水泵2臺(Q=60 m3/h，H=54 m)。

經過以上改造后，二燒結機頭煙氣脫硫系統新工藝流程如圖3。

圖3 二燒結機頭煙氣脫硫系統新工藝流程圖

4 新工藝投產情況

本項目自2012年9月改造完成投入運行以來，工藝順暢，設備運轉正常，處理后回水水質達到石灰乳配置和動力波補水要求。一方面有效減少廢水外

排量30 m3/h，節省廢水處理費用，節約新水用量，避免深度處理系統設備故障；另一方面完善脫硫系統工藝，實現廢水閉路循環，零外排。脫硫系統改造前后水質對比見表1。

表1 脫硫系統水質對比

5 結論

目前國內大多數濕法脫硫工藝產生的廢水，都直接排至污水處理系統進行處理，這不僅增加了廢水處理量，處理費用增加，直接影響到企業的經濟效益，而且處理后廢水未能返回脫硫系統循環利用。補充新水用量增加，生產成本也跟著提高。其次脫硫廢水中含有部分可利用的(未被完全反應的)脫硫劑，若能夠返回循環利用，可有效減少脫硫劑使用量。

本工程經過改造，脫硫系統工藝得到完善，脫硫廢水就地處理，減少廢水外排，減少新水用量，實現內部閉路循環，為濕法脫硫工藝廢水處理問題開辟了新的途徑，具有推廣意義。

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[5] 候金山.火電廠脫硫廢水處理工藝的改進和新工藝的探討[J].節能與環保，2008,(1).

(韶關冶煉廠，廣東 韶關 512024)

Waste water treatment and process designing of sintering flue gas desulfurization process

XIE Wen-qing

This paper introduces the current situation of sintering flue gas desulfurization process in Shaoguan smelter NoⅡsystem．In view of waste water produced by the desulfurization process，water treatment process was designed and successfully applyed in production practice. The waste water zero discharge was realized in the flue gas desulphurization system．

sintering flue gas； desulfurization； waste water； process design； zero emissions

謝文清(1984—)，男，海南澄邁人，有色冶金工程師。

2015- 02- 01

TF805.3

B

1672- 6103(2015)06- 0058- 03