晨晰環保：海綿納米鈣在推焦地面站脫硫中的應用
【谷騰環保網訊】SO2是污染大氣環境的主要成分，由SO2過度排放導致的酸雨、工業煙霧等問題給生態系統和人體健康構成嚴重威脅，制約了社會的發展。為此，國家出臺了嚴格的排放標準，企業也加大了對煙氣脫硫治理的投資力度。
鈉基干法脫硫工藝是以NaHCO3為脫硫劑，將NaHCO3細粉(以600～800目為主)噴入高溫煙氣中，將脫硫劑和煙氣混合，借助煙氣的溫度，將NaHCO3細粉迅速分解生成Na2CO3顆粒，通過Na2CO3和SO2的反應將SO2固化來降低排入大氣中的SO2的含量。但是這種工藝方法要求煙氣的溫度在140℃以上才能確保NaHCO3分解后的活性足夠高，固化SO2的效率高，否則，NaHCO3細粉一方面無法全部分解，另一方面能夠分解的部分的活性低，脫除SO2的效率低，會造成NaHCO3的浪費。
因此，焦爐推焦地面站煙氣脫硫受到局限：只能處理高溫煙氣，而對于低溫的煙氣，常需要再燃燒焦爐、高爐等煤氣來加熱混合煙氣，使脫硫劑完全分解后再發揮作用，導致了系統整體能耗提高，增加系統的運行費用，降低了干法脫硫工藝的經濟性；而且熱分解后的脫硫劑粉末無法平穩流動進入高溫煙氣管道回氣口，布風裝置也無法使混合氣體得到壓縮以提高后續與脫硫劑的混合均化效率；伴隨SO2治理過程中產生大量的CO2排放；鈉基的脫硫副產物在很多地方屬于危廢管理范圍，儲運及資源化難度大成本高等一系列問題。
技術簡介
海綿納米鈣脫硫劑是北京晨晰環保工程有限公司（簡稱：晨晰環保）自主研發的一種新型鈣基干法脫硫劑。其主要成份為Ca(OH)2和堿性工業固廢，通過添加功能性復合助劑，利用COFs孔道限域生長的氫氧化鈣等特殊工藝制備而成的海綿納米鈣。其顆粒尺寸在5~10nm范圍內，相比于普通鈣基脫硫劑和鈉基干法脫硫劑具有比表面積大（BET）40m2/g（圖1）、高活性、高脫除效率（≥95%）、適應煙溫范圍大（20℃~350℃）建設投資少（可平替SDS脫硫）、碳排低、粉塵達標排放、副產物易于資源化等特點，可全面滿足焦化生產中各工序的脫硫需求。
圖1 BET402/g掃描（SEM）電鏡照片
工藝流程與技術經濟性對比
海綿納米鈣干法脫硫系統由卸料系統、粉劑輸送系統、儀表控制系統、電氣系統組成。粉劑經過噸包拆袋系統或隨罐車正壓輸送至粉倉。通過變頻給料器與推焦操作聯鎖，即推焦開始給出啟動信號，變頻給料器按照設定提升至運行頻率，將海綿納米鈣粉送至煙道內脫硫。當推焦結束給出停止信號，變頻給料器按照設定降速停機，噴粉停止。粉劑給料量由變頻給料器通過變頻調速器根據SO2濃度的需用量進行調整。系統采用小型PLC裝置，實現了整個干法脫硫系統的精準投料與自動化控制。
海綿納米鈣粉劑通過旋轉給料閥計量后進入粉體噴射器，通過吹送風機將粉劑吹送到地面除塵站前的煙道干管內和煙氣中的SO2發生反應，煙氣在煙道內停留時間2s左右，目的是讓 Ca(OH)2與煙道內煙氣中的SO2及其他酸性介質充分接觸并發生化學反應，去除SO2的同時還能夠協同吸附煙氣中的焦油、HF、HCl等成分，脫硫劑有效利用率達到90%以上。脫硫后的粉狀顆粒產物隨氣流進入布袋除塵器收塵處理，粉狀顆粒灰隨煙氣進入布袋除塵器，附著在布袋上的脫硫劑可進一步脫硫，至此脫硫反應才結束。主反應如下：
2SO2+2Ca(OH)2+O2= 2CaSO4+2H2O（1）
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O（2）
2HCl2+Ca(OH)2=CaCl2+H2O（3）
表1主要脫硫工藝技術經濟性對比
海綿納米鈣在地面站脫硫中的技術優勢
1. 完全滿足推焦地面站低溫、低硫、間斷式高效脫硫的需求；
2. 采用高活性高比表面積鈣基脫硫劑，直接噴射到煙道并與煙氣充分混合，完成對煙氣中酸性介質的吸附、吸收，脫硫效率高；
3. 采用干法脫硫工藝，反應過程無溫降，利用原有布袋除塵器或新增布袋除塵器脫除固廢，鈣基固廢不易吸潮，不腐蝕，不板結；
4.與SDS對比，治理過程無CO2產生，可實現25℃到350℃溫度區間的高效脫硫，現場無需設置研磨系統，投資及運行成本低，可在現有SDS工藝中直接替代小蘇打；
5. 生產原料有一部分源于堿性工業固廢，減少氫氧化鈣用量的同時也從源頭上減少了環境污染與碳排放，有效降低了生產成本；
6.脫硫副產物主要成分硫酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣等均屬于一般固廢，可資源化利用；
7. 裝置設備數量少，布置靈活，投資低；系統全密閉，現場無揚塵；羅茨風機或壓縮空氣輸送，動力消耗小。
應用情況
《焦化行業“十四五”發展規劃綱要》指出，減污降碳，精準治污、協同治污是焦化企業高質量發展的必由之路。北京晨晰環保自主研發的海綿納米鈣作為一種可以替代小蘇打的新型高效脫硫劑，在滿足焦化廠煉焦、熄焦、地面站除塵等不同工序，不同溫度區間的脫硫需求，同時具有投資少，可充分利舊，能耗低，治理過程無CO2排放，滿足間斷式治理需求，副產物可作為水泥生料資源化使用等優勢。該技術目前已在包鋼、新興鑄管、金達煤化工等十多家鋼鐵焦化企業的脫硫工序中得以成功應用，排放指標全面滿足《煉焦化學工業污染物排放標準》及河北省《煉焦化學工業大氣污染物超低排放標準》，也得到了焦化企業的充分肯定與認可。隨著焦化企業SO2的不斷提標與深入，海綿納米鈣技術將為更多企業的超超低排放提供新的選擇。
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