李 鹏，胡 进

摘要:详细介绍了循环流化床 － 半干法脱硫工艺运行过程中存在的脱硫塔内壁易粘结、返灰循环量不足等导致的系统钙硫比偏高、脱硫效率低、运行不稳定等问题，并提出了相应的改进措施。通过对双流体喷枪的改造、返灰循环方式的调整等措施，实现了半干法脱硫工艺的稳定运行及烧结烟气的达标排放。

关键词:循环流化床 － 半干法脱硫;塔壁粘结;喷枪;返灰方式;调整

0   引言

随着环保形势的日益严峻，如何保证脱硫系统的安全稳定运行显得越来越重要。脱硫剂湿法消化、循环流化床 － 半干法脱硫工艺具有投资少、运行费用低等优点，但也同样存在脱硫塔内壁易粘结、返灰循环量低等造成的钙硫比偏高、脱硫效率低及运行不稳定等缺点 ［1］ 。相对工艺技术较为成熟的湿法脱硫而言，通过技术改造及工艺优化解决上述问题显得尤为重要。

1 运行中存在的主要问题

1． 1 脱硫塔粘结

     该工艺采用双流体喷枪实现向塔内喷入消石灰浆液及冷却水。由于喷枪角度及位置不合理、脱硫塔入口烟气温度过高导致喷水量过大等原因，造成脱硫塔内壁粘结。粘结最厚处达 3m 左右，严重影响了脱硫塔内的气流分布及烟气流速，造成脱硫效率急剧降低。粘结物脱落还会造成喷枪砸弯、脱硫塔底部锥斗堵塞等一系列问题，不利于脱硫的稳定运行。

1． 2 返灰循环量不足

由于匹配增压风机能力偏小、烧结机漏风率过大等原因，造成脱硫塔文丘里下部压力过低，限制了返灰的循环量，且经常性发生塌床，返灰不能实现高倍率循环，造成资源浪费的同时，塌床易造成扬尘污染。

1． 3 浆液泵磨损严重

设计浆液泵为扬程 100 m、流量 15 m 3 /h，而实际脱硫塔喷浆位置与浆液泵的实际高度差为 30 m左右，浆液泵扬程严重不匹配，造成浆液泵及管道内部压力偏高，浆液泵壳体及叶轮磨损严重。

1． 4 空压机故障频繁

此脱硫系统设置 2 台 30 m 3 空压机提供所需压缩空气。由于存在运行环境较差、厂房设置标高不足影响散热等问题，经常出现因排气温度过高、进口空滤堵塞等问题造成故障停机。

1． 5 更换浆液回流阀影响达标排放

 喷入脱硫塔的浆液流量通过回流管路控制，由于浆液的长期刷，浆液回流阀需定期补焊或更换。在处理浆液回流阀时，需停浆液泵停止喷浆，造成出口短时间超标排放。

1． 6 消化器板结

 制浆系统消化器在长期制浆后内壁易造成Ca(OH) 2 板结，如清理不及时易造成消化器卡死，影响脱硫系统的稳定运行。且消化器排浆管道角度偏小，浆液流速过慢造成管道沉积，影响消化器的制浆量。

1． 7 除尘器放灰路由不合理

除尘器放灰设置 2 台支刮板并入 1 台主刮板，然后经斗式提升机至中间灰仓，如主刮板机出现故障，则除尘器无法放灰，返灰缺失势必影响脱硫系统的达标排放。

2 改进及优化措施

2． 1 避免脱硫塔粘结

(1)根据塔壁粘结位置，调整喷枪的安装方式(图 1):在现安装位置的基础上，向上移动 600 mm，避开文丘里与塔上部连接的渐扩段;喷枪安装角度由水平安装调整为斜向上 30°安装。通过上述调整，基本解决了塔壁粘结问题，粘结物厚度控制在100 mm以内。

(2)分别在文丘里上方 4 m 及10 m 处各加装 3台 1． 0 kW 电振机，并引入主控室电脑实现自控制，程序设置震动 5 s/h，避免在塔内过湿时造成塔壁粘结。

(3)控制烧结机总管温度，保证脱硫塔入口温度在 170 ℃以下;通过降低喷水量来降低脱硫塔内湿度，避免粘塔。

(4)定期检查喷枪运行状态，保证喷枪雾化效果良好。

2． 2 返灰循环方式改造

原返灰进入脱硫塔的方式:中间灰仓—星型给料机—溜管—脱硫塔入口烟道上部。由于烟气须经文丘里加速，保证循环流化床的形成，文丘里下部及入口烟道处压力偏低，返灰循环量增大时造成返灰塌落至脱硫塔底部锥斗。为提高返灰循环倍数，提高脱硫效果，返灰溜管由入口烟道改至文丘里中部(图 2)，既保证了返灰循环量，又保证了返灰在文丘里出口脱硫段的均匀分布。

2． 3 浆液泵改型

结合实际浆液泵出入口实际落差，经计算，将浆液泵扬程由 100 m 降低为 60 m，设计流量保持 15m 3 /h 不变，在满足脱硫需求的基础上，降低了浆液压力，延长了浆液泵使用寿命。

2． 4 空压机使用及维护优化

(1)引入部分厂区外网压缩空气，实现 2 台空压机 1 用 1 备，便于日常维护。

(2)根据现场使用环境，确定每运行 3 000 h 空压机需保养 1 次。

(3)定期清理空压机顶部散热器及入口空滤。

2． 5 浆液回流阀改造

根据现场位置，在浆液回流阀两端加装 2 个手动蝶阀。在日常维护浆液回流阀时，只关闭手动蝶阀，而不再需要停浆液泵停止喷浆，保证了脱硫的连续达标排放。

2． 6 消化器改造

针对消化器内部粘结物难以清理的问题，在消化器侧面加装了 3 个检修孔，每次检修通过检修孔清理内部粘结物，避免日常生产时消化器卡死。并在消化器出浆口后部引入压缩空气，提高出浆管道内部浆液流速，解决了由于管道倾角过小造成管道内部沉积问题。

2． 7 除尘器放灰路由改造

根据现场 3 台刮板机位置，通过对刮板机下灰溜管的改造，原路由调整为:1#支刮板 － 主刮板 － 斗式提升机;2#支刮板 － 斗式提升机，原放灰路由由 1个分解成 2 个，极大程度地降低了设备故障对除尘器放灰的影响，实现了在主刮板故障时，除尘器可正常放灰，脱硫塔返灰可正常配加，很好地保证了脱硫系统的达标排放。

3  改进效果

改进前后效果对比见表 1，在降低设备事故的情况下，脱硫效率由 75%提高至 89%。运行成本方面，电耗降低了 0． 35 元/t 铁，备件费用降低 1． 4 万元/月，实现了脱硫工序的稳定、高效、经济运行。

4 下一步优化思路

(1)由于承钢地处北方，冬季最低气温在 － 20℃以下，压缩空气中的水汽易结冰，导致除尘器的提升阀、脉冲阀不动作。下一步计划一是降低压缩空气中水汽含量;二是对压缩空气管道、提升阀及脉冲阀等进行保温处理;三是提升阀由气动改为电动、脉冲阀更换为耐极寒材质。

(2)针对脱硫的特殊运行环境，研究除尘器布袋的适宜材质，总结影响布袋使用寿命的限制环节，延长布袋使用寿命，并研究布袋查漏的简易方式更

由于炉况稳定顺行，炉顶温度低于 200 ℃，杜绝了炉顶打水;炉顶布料准确率提高后，不再用氮气进行二次均压。TＲT 余压发电技术是通过透平机将高炉炉顶煤气的压力能转变为机械能，再由机械能转为电能的装置，是炼铁余压利用一项很好的节能措施。

3 二次能源和固废的回收利用

高炉除尘灰和煤气除尘灰中含有大量的碳和铁元素，重力除尘灰、旋风除尘灰经过厂内运输用于烧结原料，干法除尘灰经过脱锌后再次返回烧结原料，不仅节约了成本，还有效地减少了污染。小块焦为高炉焦槽下筛网的筛下物，宣钢 2#高炉槽下设有小块焦回收系统，粒度大于 10 mm 的小块焦回收，以矿焦混装形式入炉回收利用，小于 10 mm 的小块焦用于烧结燃料。小块焦的回收利用是提高炼铁能源利用率的有效途径。生产实践表明，一定比例的小块焦使用比例有利于高炉的稳定顺行。因此，小块焦的回收利用对高炉冶炼和降低能耗具有明显的效果。

4 优化效果

4． 1 提高了 TＲT 发电量

由于宣钢 2#高炉炉况顺行程度明显改善，炉况顺行周期延长，炉顶压力能维持较高水平并比较稳定，有利于提高 TＲT 发电量，2105 年发电量为28 599． 57万 kW·h，2016 年发电量为 30 106． 3 万kW·h，增加发电量 1506 ，73 万 kW·h。

4． 2 增加小块焦消耗

2015 年月均外加小块焦 552．44 t，2016 年月均外加小块焦 722，75 t，月均增加 170．31 t，充分利用了二次能源。

4． 3 技术经济指标改善

宣钢 2#高炉技术经济指标逐步改善，见表 3。

由表 3 可以看出，与 2015 年比较，2016 年宣钢2#高炉利用系数提高 0． 003 t/m 3 ·d，焦比降低 6kg /t，煤比降低 3 kg /t，燃料比降低 5 kg /t。2#高炉降低了燃料消耗，实现了经济喷煤，实现了低碳环保炼铁。

5 结语

通过开展攻关活动，推动了宣钢炼铁技术进步和生产管理水平的提高，降低了生铁成本，减少了CO 2 、SO 2 排放。充分利用二次能源和废弃物，减少场地占用，实现了低碳环保炼铁，实现了绿色发展。