王同永，高天宇，李金輝，高 強(qiáng)

（1. 山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司，山東 無(wú)棣 251909；2. 濱州市魯北技工學(xué)校，山東 無(wú)棣 251909）

山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司目前擁有“年產(chǎn)30萬(wàn)t磷銨副產(chǎn)磷石膏制40萬(wàn)t硫酸聯(lián)產(chǎn)60萬(wàn)t水泥”的生產(chǎn)能力。石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置尾氣含有N2、CO2、NOx、SO2和硫酸霧（SO3），排放溫度約為75 ℃。為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保政策要求，研究開發(fā)能夠提高脫硫、除塵、除硫酸霧效果的新技術(shù)勢(shì)在必行。

1 脫硫裝置工藝技術(shù)方案選擇

目前，尾氣脫硫方法主要有石灰-石膏濕法、堿法、氨法、過(guò)氧化氫法、氧化鋅法、離子液法、活性炭吸附法、新型催化劑氧化法等［1］。在我國(guó)，氨法脫硫是近10 年迅速發(fā)展起來(lái)的一種液相脫硫技術(shù)。該技術(shù)具有脫硫效率高、流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、副產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品（硫酸銨溶液或硫酸銨固體）等優(yōu)點(diǎn)，用于脫除尾氣中的SO2具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，尤其是對(duì)有復(fù)合肥生產(chǎn)的企業(yè)而言，副產(chǎn)品硫酸銨可作為復(fù)合肥生產(chǎn)原料直接使用，既降低了復(fù)合肥的生產(chǎn)成本，又滿足了企業(yè)的環(huán)保需求，一舉兩得。

石灰-石膏濕法脫硫工藝，以石灰石粉作為脫硫吸收劑。石灰石粉經(jīng)制漿系統(tǒng)用工藝水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%～30%的懸浮漿液，根據(jù)尾氣脫硫的需要，通過(guò)石灰石漿液制備泵和管道送入脫硫塔。石灰石粉具有活性良好、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，是目前世界上廣泛采用的脫硫劑制備原料。

2 氨法、鈣法兩級(jí)脫硫及濕電除霧工藝

氨法、鈣法兩級(jí)脫硫和濕式電除霧工藝具有以下特點(diǎn)：工藝流程短，技術(shù)成熟，可靠性好，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行；裝置脫硫除霧效果好，操作彈性大，可以滿足目前最苛刻的排放指標(biāo)；系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備少，電耗低，能耗低；較好地解決了氨法脫硫的氣溶膠、氨逃逸、尾氣拖白和鈣法脫硫顆粒物超標(biāo)等問(wèn)題。

氨法、鈣法兩級(jí)脫硫加兩級(jí)濕電除霧工藝適合用于石膏制硫酸裝置的尾氣處理，其工藝流程如圖1所示［2］。

圖1 氨法、鈣法兩級(jí)脫硫加兩級(jí)濕電除霧尾氣處理工藝流程

一級(jí)脫硫裝置采用w（NH3）10%～15%的氨水作為吸收劑，來(lái)自二吸塔溫度為70 ℃左右、壓力為0.12 MPa 的硫酸尾氣在一級(jí)脫硫塔（塔內(nèi)設(shè)置3 層噴淋） 內(nèi)與噴淋的循環(huán)溶液（亞硫酸銨（（NH4）2SO3）、亞硫酸氫銨（NH4HSO3）和少量的硫酸銨（（NH4）2SO4）混合液）接觸，去除煙氣中的SO2。脫硫塔循環(huán)泵為脫硫塔提供大流量的吸收劑，保證氣液兩相充分接觸，提高SO2的吸收效率。在脫硫塔底部通入氨水與亞硫酸氫銨溶液混合反應(yīng)生成亞硫酸銨，大部分亞硫酸銨溶液進(jìn)入脫硫塔的噴淋層循環(huán)吸收，小部分亞硫酸銨溶液送入塔外氧化系統(tǒng)，氧化成硫酸銨。生成硫酸銨的過(guò)程中采取強(qiáng)制氧化，設(shè)置塔外氧化噴射器、氧化泵將溶液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-。氧化后生成的硫酸銨溶液送至復(fù)合肥車間。一級(jí)脫硫裝置綜合脫硫效率可以達(dá)到98%以上，出口尾氣ρ（SO2）小于200 mg/m3。

二級(jí)脫硫裝置采用傳統(tǒng)的單回路噴淋塔工藝，將含有氧化空氣管道的漿池直接布置在脫硫塔底部，塔內(nèi)上部設(shè)置4層噴淋。原尾氣經(jīng)過(guò)一級(jí)脫硫塔和尾氣管道進(jìn)入二級(jí)脫硫塔，與二級(jí)脫硫塔噴嘴噴出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%～30%的霧狀石灰石乳漿液對(duì)流接觸，尾氣中的SO2被石灰石乳漿液洗滌，并反應(yīng)生成亞硫酸鈣，完成煙氣的脫硫吸收。CaSO3懸浮顆粒在脫硫塔底部的循環(huán)槽內(nèi)被氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化為石膏顆粒。與此同時(shí)，部分其他有害物質(zhì)如SO3、HCl、HF 等也得到有效清除。在脫硫塔的頂部設(shè)有屋脊式除霧器，除去尾氣中攜帶的大液滴，送入濕式電除霧器。二級(jí)脫硫裝置中尾氣溫度已降至50 ℃以下，接近硫酸露點(diǎn)，為避免尾氣管道及內(nèi)支撐腐蝕，在工程設(shè)計(jì)中采用了玻璃鋼材質(zhì)的設(shè)備及管道。

最后對(duì)尾氣進(jìn)行兩級(jí)濕式電除霧，一級(jí)濕式電除霧確保尾氣ρ（SO3）＜30 mg/m3，二級(jí)濕式電除霧確保尾氣ρ（SO3）＜5 mg/m3，同時(shí)ρ（顆粒物）＜5 mg/m3。除霧后尾氣由煙囪排至大氣。

3 主要設(shè)備選型

3.1 脫硫裝置

一級(jí)脫硫裝置和二級(jí)脫硫裝置的主要設(shè)備選型分別見(jiàn)表1、表2。

表1 一級(jí)脫硫裝置主要設(shè)備選型

表2 二級(jí)脫硫裝置主要設(shè)備選型

3.2 濕式電除霧裝置

除霧需要2臺(tái)濕式電除霧器，上下串聯(lián)，型號(hào)為WES P452-50，陽(yáng)極板管材質(zhì)為玻璃鋼導(dǎo)電碳纖維，立式蜂窩式，內(nèi)切圓直徑為360 mm；陰極線材質(zhì)為鉛銻合金；截面積50 m2；電源規(guī)格，恒流源2 200/80；本體阻力≤500 Pa；二次線電流0.8 A/m；一次電壓380 V；二次電場(chǎng)電流2 200 mA；二次電壓60 ～80 kV。

濕式電除霧裝置技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 濕式電除霧裝置技術(shù)參數(shù)

4 尾氣排放指標(biāo)檢測(cè)

裝置建成投運(yùn)后，尾氣排放指標(biāo)在線檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。由表4 可知，尾氣經(jīng)過(guò)超低排放系統(tǒng)處理后，其中的污染物被有效脫除，尾氣中SO2質(zhì)量濃度穩(wěn)定控制在50 mg/m3以下，硫酸霧排放指標(biāo)在特別限值以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了超低排放。

表4 尾氣排放指標(biāo)在線檢測(cè)數(shù)據(jù)

5 結(jié)語(yǔ)

石膏制硫酸裝置尾氣中二氧化硫和硫酸霧含量較高，在排放時(shí)必須滿足國(guó)家要求。該尾氣采用氨法、鈣法兩級(jí)脫硫，兩級(jí)濕式電除霧器去除顆粒物和硫酸霧，過(guò)程無(wú)氨逃逸，并能夠使尾氣達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，脫除下來(lái)的二氧化硫轉(zhuǎn)變成硫酸銨進(jìn)入磷酸二銨產(chǎn)品中，脫硫石膏重新進(jìn)入石膏制酸副產(chǎn)水泥裝置中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。因此，該方法設(shè)計(jì)合理，簡(jiǎn)易有效，環(huán)保經(jīng)濟(jì)，值得推廣應(yīng)用。