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北极星大气网讯:摘要:简要介绍了活性炭干法脱硫技术的工艺原理及系统。该技术自年在日照钢铁控股集团有限公司(以下简称日钢)m2烧结投入运行以来仍存在一些问题，在后续运行过程中相继对再生烟气管道、活性炭温度控制、吸附塔气室隔栅、卸料器管道及冷凝酸的收集处理进行了改进，并对系统操作进行了优化。这些优化改进措施取得了显著效果，进一步推进了烧结工序的减排。
钢铁工业是资源、能源消耗大户，同时也是污染大户，钢铁行业每年向大气中排放大量的SO2，而烧结工序烟气产生的SO2占钢铁企业排放总量的80%。随着近年来国内环保问题日益突出，新《环境保护法》于年正式实施，而《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》从年1月1日起要求，无论现有企业还是新建企业，烧结机烟气中污染物排放浓度均执行以下限值要求:SO2排放浓度≤mg/Nm3;颗粒物排放浓度≤50mg/Nm3;NOx排放浓度≤mg/Nm3;氟化物排放浓度≤4.0mg/Nm3;二噁英类排放浓度≤0.5ng－TEQ/Nm3。
日钢m2烧结机是目前国内单机面积最大的烧结机之一，该烧结机配套建设的烟气脱硫系统采用活性炭吸附烟气净化工艺。该工艺由中冶北方和上海克硫联合开发，专门用于处理大烟气量、低浓度的烧结机废气，具有完全自主知识产权，可实现全部设备国产化。该技术自年在日钢m2烧结机上应用后，经过3年的运行摸索，结合日钢脱硫现场实际情况和对烧结指标控制的要求，对其工艺和设备做了进一步优化，在后期操作过程取得了良好的效果。
1活性炭干法脱硫技术
1.1工艺原理
烧结过程产生的～℃的烟气以一定速度进入吸附塔(高于℃时系统自动采取降温措施，将烟气温度降低至约℃;高于℃时系统自动接入旁路系统外排)，烟气均匀的穿过活性炭吸附层，在吸附层内SO2、汞、砷等重金属、HF、HCl和气相二噁英等大分子氧化物被脱除，脱硫反应是物理吸附和化学吸附相结合的复合反应，主要反应如下:
物理吸附:SO2→SO2(SO2吸附在活性炭微细孔中)
化学吸附:SO2+O2+H2O→H2SO4
再生反应:H2SO4+C→CO2+SO2+H2O
净化后的烟气由烟囱排出，吸附SO2后的活性炭，在加热情况下，其所吸附的H2SO4与C(活性炭)反应被还原为SO2，同时活性炭恢复吸附性能，循环使用;活性炭的加热再生反应相当于对活性炭进行再次活化，活化后的活性炭吸附和催化活性不但不会降低，还会有一定程度的提高。其工艺流程如图1所示。
1.2工艺系统
活性炭干法脱硫工艺主要由烟气系统、吸附净化系统、活性炭再生系统、物料循环输送系统、除尘系统、制酸系统、氨站系统以及其他辅助系统组成。
烟气系统:主要由进出气烟道、增压风机、旁路烟道、切换风门、膨胀节以及相关管路组成，完成烟气系统增压及脱硫装置与旁路烟道的切换。
吸附净化系统:主要由吸附塔及相关管路组成，是活性炭干法脱硫工艺的核心装置，通过活性炭的吸附和过滤作用净化烟气中的SO2和烟尘。
活性炭再生系统:主要由再生塔、热风炉及相关管路组成，通过恢复活性炭的活性，并收集再生过程中产生的富含SO2的气体。
物料循环输送系统:主要由链斗机、振动筛及斗式提升机组成，通过输送设备、筛分设备、储料设备完成活性炭的循环运输、给料补充等。
除尘系统:主要由脉冲布袋除尘器和收尘风机、收集炭粉灰罐组成，根据活性炭物料输送系统特点，对链斗机、斗式提升机、振动筛以及料仓进行抽风，确保运行环境的清洁，然后对抽取的含活性炭粉尘的气体进行除尘净化。
制酸系统:主要由动力波、洗涤塔、冷却塔、电除雾器、转化器组成，经过净化冷却后的SO2气体经干燥塔干燥，在转化器钒触媒的催化作用下将SO2转化成SO3，再送入吸收塔进行吸收，转化吸收后，尾气通过烟道返回到活性炭吸附塔中，烟气闭路循环，不外排。
氨站系统:主要由氨压缩机、液氨蒸发器、液氨储罐、氨气缓冲罐、稀释风机组成，通过向吸附塔提供氨气，实现活性炭装置脱硝功能。
2工艺优化
活性炭干法脱硫技术自年在日钢m2烧结机上应用后，依据综合脱硫效率并根据现场的问题反馈，对其工艺和设备做了进一步优化，在后期操作过程中运行良好。
2.1再生烟气管道的堵塞、腐蚀
由于日钢m2烧结因现场基建面积有限，所以再生塔产生的再生烟气经管线总长m的管道输送至硫酸系统，由于再生气中粉尘浓度较高，且烟气中含有焦油、炭沫等物质，引起管道大面积结垢甚至堵塞，导致SO2风机进口压力增大，烟气循环不畅将严重影响脱硫效率，严重时会导致烧结机减产停机。而且从再生塔产生的富集SO2气体温度可达℃，在经过总长m的管道时产生大量冷凝酸，冷凝酸在大面积堵塞的管道里很难通过预留外排口泄出，造成管道腐蚀严重，甚至造成现场管道直接腐蚀断裂，直接影响脱硫系统运行进而导致烧结机减产或停机。
在经过一段时间的管道修补和更换之后，m2烧结厂在年全部将腐蚀严重的不锈钢管道更换为耐腐蚀的玻璃钢纤维管道，同时在再生塔下方增加净化洗涤塔一座。从再生塔出来的富集SO2高温气体直接经过洗涤塔化洗涤，这一过程很大程度降低了SO2气体的温度(从℃降到℃)，同时清理了烟气中的粉尘、焦油等其他杂质。洗涤过后的SO2气体一方面符合玻璃钢纤维管道的承受温度，另一方面也减少了管道结垢堵塞，冷凝酸顺利通过外排口收集到酸罐中。
从目前的运行实绩来看，此方案可完全避免再生烟气管道的堵塞、腐蚀现象。温度和杂质通过“源头”的治理也为后续洗涤、冷却环节提供了便利，洗涤塔和冷却塔改为一用一备，节省了成本，保证了烧结脱硫工序的正常生产。
2.2吸附塔内活性炭超温
活性炭本身具有巨大的比表面积，吸附力强且有蓄热性能，一旦塔内活性炭超温，温度上升较快，同时在含氧量足够的情况下，容易发生自燃。如若处理不当将会发生重大安全生产事故，直接关乎正常生产和员工的人身安全。年9月因生产跟脱硫主控配合不当，在烧结机开机时大量高温烟气(℃)涌入吸附塔，造成吸附塔多点严重超温直接导致停机。后期通过开仓将超温活性炭排除才得以恢复正常生产。因此，确保吸附塔内活性炭温度正常非常重要。
活性炭干法脱硫技术体量很大(排空一个吸附塔的活性炭大约需要30h)，工况波动一旦超出其设计处理能力范围，其可调节手段有限，且调节时间长、相对滞后。为了确保活性炭不超温，除了严格控制入口烟温(通过对冷风和喷淋双重保护确保入口烟温小于℃)和进气量之外，还加入前馈控制，在烧结加风门提产和烟温波动时，提前通过变频器控制吸附塔二层卸料器的电机转速，加速吸附塔的物料循环。在扰动还未影响输出以前，直接改变操作变量，以使输出不受或少受外部扰动的影响。实践证明，此优化方案完全可行、效果良好，确保了活性炭稳定在正常温度。活性炭温度前馈控制图如图2所示。
2.3吸附塔气室隔栅漏料
活性炭干法脱硫工艺在投产运行的3年多时间里，出现了多次气室隔栅漏料事故。隔栅漏料后处置十分困难，一方面为了以防引燃活性炭，无法使用电气焊作业，另一方面需人员进入气室进行人工清理，而作业空间狭小，且空间内有大量的SO2气体，需置换塔内气体确保人员施工安全，作业难度较大。
为杜绝吸附塔气室隔栅漏料情况，日钢经过一段时间的分析和总结，从操作和设备两方面解决了此问题。一是对控制室人员进行了操作要求:①确保顶置料仓不长时间缺料。缺料会使活性炭之间重力跟摩擦力之和小于烟气的压力，造成活性炭被烟气通过隔栅带入气室;②确保入塔压力不超过一定值。压力太大直接会把活性炭吹送到气室;③每天
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