孫佳  劉偉

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司  陜西  漢中  724200）

摘要：漢鋼公司引進應用了國際先進的燒結煙氣活性炭脫硫脫硝技術,該工藝活性炭體量大，存在調整滯后、安全風險大，燒結廠結合原料混勻礦配比、厚料層燒結，不斷探索運行管控與降低生產成本的協同促進。

關鍵詞：活性炭；顆粒物；

1  引言

公司采用活性炭一體化煙氣綜合治理技術，于2021年7月底帶負荷投運。自投運后超低排放限值穩定達標，其中顆粒物穩定達標率＞99%。SO₂達到100%達標，NO_X＞99%。運行初期存在若干問題，經探索處置，系統運行及指標趨于穩定。

2  燒結機與活性炭脫硫脫硝基本情況

2.1 裝備配置情況

配置265㎡燒結機2臺套，2*265電除塵2臺套，活性炭一體化脫硫脫硝系統2臺套對應2臺燒結機。由煙氣系統、吸附系統、解析系統、活性炭輸送系統、熱風爐系統、除塵系統及供氨系統、制酸系統、廢水處理系統、循環水系統、公輔系統構成。

2.2生產產品情況

2臺燒結機年產燒結成品礦500萬噸。脫硫脫硝系統年產濃度98.3%硫酸2.1萬噸。

3  系統運行優化情況

3.1  煙氣溫度控制管理

該脫硫脫硫脫硝系統煙道中無換熱裝置，僅可通過補冷風降溫，這就對燒結煙氣溫度控制要求更高。合理的溫度區間，一是保安全運行，二是降低系統電耗。一旦塔內活性炭超溫，溫度上升較快，同時在含氧量足夠的情況下，容易發生自燃。為保證系統安全運行就必通過通氮氣保護，造成能源消耗增加，若同步遇到氮氣異常，供氣量供應不足，安全風險非常大。

為了確保系統溫度受控，通過多組數據摸索對比，長期穩定吸附塔床層溫度140±2℃，核心圍繞原始煙道溫度控制，以補風為輔。當燒結生產異常時，一是有計劃處理問題，提前降低床層溫度3±2℃，突發異常時，通過降低主抽風機風門、開啟大煙道補風閥，同步補風調整，做好高溫沖擊準備。實踐證明，經過現場的驗證上述措施確實可行、效果良好。技術措施還是要在煙道中增加換熱器，減少補風操作，降低系統氧含量，同步降低電耗及安全風險。

飛溫的主要原因是吸附塔內活性炭含沫量大，具體表現為吸附塔塔壓升高，或者塔內部分活性炭沫富集，流動性變差，在與SO₂反應過程中放熱，因流動不暢造成溫度聚集，隨著不斷的反應放熱，溫度不斷升高。正常生產運行中，當吸附塔內任意一點溫度＞150℃且升溫速率＞0.2℃/min，或某一點溫度升高幅度較其他相近點差異較大，且升溫以秒為計時，這時就已經出現了活性炭“飛溫”，若不及時采取果斷措施，將引發活性炭著火事故。當出現飛溫后，立即關閉飛溫吸附塔的煙氣進、出閥門，同步打開氮氣閥門，控制吸附塔壓力500～1000pa，加快此單元下料速度，同時關注溫度變化趨勢，停燒結主抽風機，將煙氣補風閥全開，不斷的利用增壓風機抽環境冷空氣換熱。

3.2  活性炭篩板的合理選用，降低活性炭消耗

原設計中解析塔下采用1.5mm篩板，2套系統每日產生活性炭沫約30噸，噸礦消耗活性炭1.5kg,經過查看活性炭沫的粒度組成，發現1.5mm～2.0mm占比17%，通過驗證，1.5～2.0mm粒度的活性炭仍有吸附作用。交替使用篩板后1.5mm～2.0mm占比9%，需要注意的是要根據吸附塔內塔壓的情況，交替使用2.0 mm和1.5 mm的篩板，做到吸附塔塔壓在1.5Kpa以下，最大不得＞1.8Kpa。

在進入活性炭沫收集倉前部的水平管道加裝了一個2m³的重力倉，在活性炭負壓輸送過程中，粒度較大的活性炭顆粒通過重力沉降的作用進入重力倉。重力倉下安裝閥門定時開啟收集。改造后每月可收集活性炭顆粒15噸，1.5mm～2.0mm活性炭顆粒占比9%降低至3%。

通過篩板的交替使用，和活性炭沫中顆粒的收集再利用，活性炭沫日產生量從30噸/天降至18～22噸/天，在同等生產條件下，節約活性炭8噸/天，活性炭噸礦消耗降低至1.2kg。

3.3  混勻礦配礦與活性炭處理能力的實踐

在燒結混勻礦的配比中，多次增加國內礦配比，同步驗證入口硫含量情況，活性炭脫硫脫硝系統處理能力上限，摸索優化煙氣處理能力，摸清國內礦配比上限值。

表1  混勻礦硫含量與脫硫脫硝入口硫含量

從表中可以看出，在國內礦配加比例上升，混勻礦中硫含量＞0.12mg/m³時，入口硫含量已超出活性炭脫硫脫硝設計處理能力。常理來說，一段時間內入口硫含量應等于硫酸中硫含量加排放出去的硫含量。當入口硫含量大于排放的硫含量加產生的硫酸硫含量。說明部分硫滯留在吸附塔內，活性炭已“中毒”。此時會造成一級吸附塔吸附不完全，SO₂進入二級吸附塔后與NH₃反應形成硫酸氨堵塞活性炭吸附孔，導致活性炭的物理吸附SO₂和NO_X的能力下降。部分NH₃參與脫硫與SO₂反應，一是會造成NH₃用量增加，二是脫硝效率降低，一定會造成NO_X排放值升高。若不及時調整會造成活性炭吸附能力劣化，活性炭恢復更加緩慢，脫硫脫硝系統將面臨NO_X排放數據超標。

經過試驗分析?；靹虻V配礦中，硫含量不得超過0.12mg/m³。最多允許一垛混勻礦的配比超過（8萬噸），若入口硫超過設計標準，要調整到正常狀態，需要物料循環7天～11天，調整期間，氨水使用量持續偏高，脫硝能力極差，同時氨逃逸升高。解決措施就是不計消耗，快速大量置換活性炭，使活性炭系統恢復正常。

3.4優化生產操作，保證顆粒物排放指標

漢鋼公司活性炭脫硫脫硝系統無布袋除塵器來做到了顆粒物的穩定控制，吸附塔圓輥頻率的分別調整，對煙氣中顆粒物的吸附和阻擋作用明顯。當二級吸附塔后室圓輥頻率降低至5Hz,同步匹配系統帶料量在16～20噸時，CEMS中顆粒物穩定＜10 mg/m³,同時對于因燒結工況波動造成入口顆粒物突然升高也有一定緩沖作用，能穩定的保障小時排放值滿足超低排放要求。極端異常下，可采取停止一級吸附塔中室圓輥給料機，二級吸附塔后室圓輥給料機，來保障顆粒物小時均值滿足超低排放要求。

3.5配礦結構與入口數據聯動匹配

在高硫礦生產時，通過提升物料循環，摸索調整圓輥前中后室循環速度，將前室活性炭循環時間提升至30h，中室提升至190h，同時匹配室后室循環時間，讓煙氣接觸前室時間縮短，降低對前室活性炭吸附濃度。解析溫度由430℃最高提升至445℃，在此過程中每周對前中后室及進二級吸附塔活性炭硫容、PH進行檢測，通過檢測結果對應調整物料循環速度及前中后室圓輥頻率，保證了系統安全穩定順行。

圖1入口硫與活性炭、氨水消耗及產酸量對比

3.6細化內部操作，參數控制

雙系統噴氨開度優化控制，降低氨水消耗通過單、雙系統運行數據統計，最終確定雙機噴氨量調整，在確保超低排放的同時，實現了單、雙系統噴氨量較前期降低約1000kg/h，氨水單耗較之前降低約1.1kg/t。

表2噴氨工藝模型

4  結論

經過運行管理，摸索了一套符合該系統的煙氣溫度控制標準，活性炭循環使用標準，優化了管理控制指標，對入口硫與配國內礦做了試驗，并總結了經驗。一是為系統的安全穩定運行提供了理論支撐。二是摸索出了針對滿足超低排放指標的操作應急措施。三是為降本增效優化爐料結構配加國內礦，與脫硝系統匹配達到最優提供了數據參考。