轧钢加热炉烟气脱硫的一种方法

轧钢加热炉烟气脱硫的一种方法

张志民1,2王志利1,2包永瑞1,2徐信1,2刘健1,2商艳涛1,2

(1. 河北省锻造用钢技术创新中心，河北 承德 067300；

2.承德建龙特殊钢有限公司-钢轧厂，河北 承德 067300)

摘 要：轧钢工序有一台加热炉，燃料为高炉煤气，用于钢坯加热，因超低排放要求，需建设脱硫除尘设施。综合考虑后，采用SDS干法脱硫+布袋除尘工艺，实现加热炉外排烟气中颗粒物、二氧化硫等环保指标达到超低排放标准。

关键词： 加热炉烟气、SDS脱硫、二氧化硫、脱硫剂、排放

1 前言

加热炉作为轧钢的第一道工序，其主要功能就是通过燃烧煤气释放热量，将炉内钢坯加热至轧制工艺要求的温度范围内，由于煤气中有含硫等杂质，煤气燃烧后产生SO2等有害物质，并随着烟气排放至大气中，造成大气污染。因此在烟气末端增加一套脱硫系统，将SO2排放浓度降低至国家标准值内。本文通过系统分析加热炉烟气治理的过程，按照加热炉→升温装置→脱硫反应器→布袋除尘→增压风机→烟囱排放。通过对三通阀密封调节，管道壁厚定期测量，焊口定期检查，炉顶炉墙耐火才的修补等措施，杜绝了煤气泄漏的发生，从而提高加热炉区域工作环境的安全系数，同时对煤气消耗降低也起到了一定的作用。

2 加热炉简介

承德建龙轧钢加热炉形式为步进梁式空气煤气双蓄热式加热炉。分预热段，加热段，均热段三个段进行升温，当钢坯到达出钢口附近，钢坯加热完成。预热段有3组烧嘴，加热段4组烧嘴，均热段3组烧嘴，根据不同加热炉，调整各段的煤气流量，保证炉内温度达到工艺要求，产生的废气通过2座钢烟囱直排至大气中。

轧钢加热炉主要设备及工艺参数如下：

加热炉主要技术参数

3加热炉烟气中SO2产生的机理

结合我厂煤气情况，二氧化硫主要形成与燃料有关。当燃料中的硫在燃烧过程中发生氧反应，主要产物就是SO2和SO3，实际上，不论是在贫燃状态还是富燃状态下，SO3的生成量都比较小。在富燃状态下，还有其他形式的硫氧化物生成，如一氧化硫（SO）及其二聚物（SO）2，少量一氧化二硫S2O等，不过由于这些硫氧化物的化学反应能力强，所以在各种氧化反应中仅以中间产物的形式出现。燃料燃烧时，空气过剩系数大于1时，则全部生成SO2，空气过剩系数小于1时，有机硫主要分解成SO2，还有S，H2S，SO等。

4SDS脱硫原理

已经了解烟气中硫化物的主要成分是SO2，根据其特性，采用碳酸氢钠为高效脱硫剂与其发生反应。

SDS 干法脱酸喷射技术是将高效脱硫剂（20～25μm）均匀喷射在管道内， 脱硫剂在 管道内被热激活， 比表面积迅速增大， 与酸性烟气充分接触， 发生物理、化学反应， 烟气中的 SO2 等酸性物质被吸收净化。

完成的主要化学反应为：

2NaHCO3  +SO2+1/2O2→Na2SO4  +2CO2+H2O

2NaHCO3  +SO3→Na2SO4  +2CO2+H2O

加热炉烟气进入 SDS 干法脱硫及除尘工艺。通过高效的 SDS 干法脱硫剂喷射及均布装置，脱硫剂（20～25μm）在烟道内被热激活，比表面积迅速增大， 与加热炉烟气充分接触，发生物理、化学反应， 烟气中的 SO2 等酸性物质被吸收净化。经吸收 SO2 等酸性物 质并干燥的含粉料烟气进入布袋除尘器进行进一步的脱硫反应及烟尘净化，脱硫除尘后的净烟气由增压风机抽引，经出口烟道至原烟囱排入大气，使得排放烟气最终达到超低排放标准。

加热炉产生的烟气处理流程如下：

煤烟烟气→升温装置→脱硫反应器→布袋除尘→增压风机→煤烟烟囱排放。

空烟烟气→升温装置→脱硫反应器→布袋除尘→增压风机→ 空烟烟囱排放。

通过SDS脱硫后，最终烟气排放的具体指标如下表：

5结论：

加热炉产生的烟气通过使用SDS脱硫系统后，在轧钢稳定的生产前提下，烟气排放中颗粒物＜10mg/m³，二氧化硫＜50mg/m³，均达到了超低排放的标准。