回转窑干法脱硫技术浅谈

边引团,王亮

摘要：回转窑干法脱硫技术（SDS）是目前新兴的的烟气治理技术，广泛应用于煤电、水泥、冶金等行业回转窑炉上。通过在回转窑后续烟道中喷入碳酸氢钠，可以将回转窑生产过程中产生的二氧化硫转化为无害的硫酸盐。

关键词：回转窑；干法脱硫技术（SDS）；

引言

回转窑作为工业生产的一种常用窑炉，对工业生产起着重要的作用。回窑炉在生产过程中产生会产生一定量的含尘、含硫化物及氮化物的废气。由于窑炉生产中烟气中含硫化合物和含氮化合物污染物含量不大，能够满足当地的排放标准，直接进行排放。随着全球环境问题日益突出，国家和地区对大气污染物排放标准越来越严格，原有的排放标准已经不能满足环保要求，企业面临着巨大的环保压力，必须要进行环保的治理改造。

由于窑炉生产过程中污染物产生的特殊性以及后续除尘、脱硝的联合治理要求，现有的脱硫工艺难以满足要求。回转窑干法脱硫技术（SDS）作为一种新型的回转窑路烟气治理技术，可以有效去除烟气中的含硫化合物，满足环保要求，同时对现有的环保设备以及后续的新增的脱硝设备产生较少的影响。

1回转窑干法脱硫技术（SDS）

回转窑干法脱硫技术（SDS）是20世纪80年代由比利时索尔维公司开发，通过在合适的温度点（一般是140℃~220℃）喷入高活性的超细颗粒粉状脱硫剂(碳酸氢钠)，喷入的碳酸氢钠超细粉在被高温烟气激活，碳酸氢钠颗粒发生爆米花效应的爆涨，体积增加，生成活性强多孔结构，并生成二氧化碳和水，高活性的碳酸钠与烟气中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。

反应机理如下：

2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)                     (1)

SO2(g) + Na2CO3(s) = Na2SO3(s) + CO2(g)                      (2)

SO2(g) + Na2CO3(s) + O2 = Na2SO4(s) + CO2(g)                  (3)

SO3(g) + Na2CO3(s) = Na2SO4(s) + CO2(g)                      (4)

2工艺流程

通过向回转窑后烟道合适温度（回转窑后的合适温度点一般要求温度大于140℃，同时需要对后续的设备进行保温等）喷入经过研磨处理过的碳酸氢钠超细颗粒，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，确保出口烟气达到排放标准。

为了保证脱硫效果，烟道中设置混合器进行混合，充分捕集烟气中SO2、SO3等酸性气体分子，缩短反应时间，提高反应效率。

经脱硫系统出来的副产物随烟气进入后续的布袋除尘器，经布袋的拦截、捕集后，未反应完全的碳酸钠也会附着在滤袋的表面，当烟气经过滤袋时，烟气中的SO2会继续与碳酸钠反应，实现SO2的二次脱除，进一步提高脱硫效率。

烟气脱硫系统的组成主要包括：脱硫剂研磨系统和脱硫反应系统，除尘器进行利旧改造，通过设备升级改造，满足排放要求。

2.1脱硫剂研磨系统

该系统是干法脱硫系统的关键设备，其选型及配置直接关联到系统的脱硫效率、脱硫剂的消耗量及系统达标运行的稳定。系统的主要设备有上料起重机、吨包卸料站、计量称、超细磨机等。

碳酸氢钠经过上料机、吨包卸料站送入料仓，然后通过计量系统计量后进入超细磨机进行研磨。研磨时物料在超细磨机的研磨盘和分级轮的带动下高速旋转，受到高速旋转的研磨盘撞击之后粉碎，符合要求的物料进料分级轮进入下游系统中的，大的颗粒通过特制气流导向环作用重新进入研磨区再次粉碎，直至粒径达到设计要求。粒径通过调整分级轮速度来调节，可以满足脱硫实际的使用颗粒度要求。

2.2 脱硫反应系统

符合粒径要求的碳酸氢钠颗粒，通过送风系统在烟道的合适位置喷入烟道中。通过设置在烟道中的混合器的混合，烟气湍流成都加大，碳酸氢钠颗粒在高温、高湍流烟气的作用下激活，迅速与烟气中的SO2及其他酸性介质发生反应，使得烟气被净化。

主要设备是烟道、混合器和脱硫反应器（烟道距离不够或者现场条件不具备情况下）。

因为碳酸氢钠颗粒的激活以及吸收酸性介质需要一定的反应时间，因此烟道需要保证一定的长度，通常需要满足2秒以上，一般利用原有的烟道及逆行改造，保证烟道的长度满足使用要求，同时需要对烟道进行保温处理，减缓温度的降低，提高后续的脱硫效果。

对于烟道不够长的项目需要配置反应器，以提碳酸氢钠的停留时间，提高脱硫效率。如现场位置有限，烟道长度不够，可以通过对部分烟道进行改造增加脱硫反应器来实现。反应器一般底部为文丘里装置，烟气流经时被加速。脱硫吸收剂被烟气携带从反应器底部进入脱硫塔。吸收剂受加速后的烟气冲击后悬浮起来，与烟气充分混合完成脱硫反应。在反应器内烟气与吸收剂处于激烈的湍动状态，吸收剂颗粒之间的不断摩擦、碰撞，增加了脱硫反应的反应界面，强化了脱硫反应的传质与传热，可以满足实际的脱硫反应要求。

混合器一般布置在喷射点之后，一般布置2-3组，具体的位置以及大小可以通过流体计算以及现场的实际情况进行，一般将压损控制在150~200Pa，减少后续对系统总风机的影响，避免风机因为压头不够进行更换。

3电气控制

根据烟气脱硫系统工艺流程的特点，结合工艺部分的要求，一般采PLC或者DCS控制方案。两种方案都可以实现主要工艺设备的自动控制、软手动控制、硬手动控制，控制方式灵活，自动化程度高。

通过系统出口烟道配置一台烟气分析仪进行自动控制。通过烟气分析仪检测的SO2浓度信号，控制碳酸氢钠的喷入量。此控制方式可以采用多段控制方式或者采用更为精细的PID调节方式，具体的方式根据现场的实际情况进行确定。如果烟气中的SO2含量稳定，变换量小，可以采用多端控制方式，控制方法简单，对操作人员要求不高，投资费用低。如果烟气中的SO2含量变化大，建议采用PID控制方式，通过出口SO2浓度信号进行自动控制，对操作人员要求高，投资费用大。

结束语

回转窑干法脱硫技术（SDS）是一种重要的大气污染治理技术，对于改善空气质量、减少大气污染物排放具有积极意义。同时由于其脱硫效率高、改造时间短、投资低、见效快、对原有的环保设备改动少、对后续的脱硝改造影响小，目前在回转窑上应用广泛，相关企业应密切关注环保法规和政策要求，加强对干法脱硫技术（SDS的研究和应用，提高治理效率和运行稳定性。

参考文献

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