燒結脫硫重在選擇適合的工藝_電機_工控

燒結脫硫重在選擇適合的工藝

2008/9/16 0:00:00

2007年我國燒結礦產量高達5億噸，球團礦產量也近1億噸，均創下歷史新高。同年，我國鋼鐵行業二氧化硫排放量為75.64萬噸，比2006年僅減少了0.5%。“十一五”頭兩年均未實現“十一五”規劃提出的污染物排放總量減少10%的約束性減排目標，這將造成鋼鐵行業后三年減排壓力巨大。而今年上半年二氧化硫外排總量不降反升（1.67%），使鋼鐵行業二氧化硫減排的形勢更加嚴峻。

缺少成熟技術是目前的主要問題

我國燒結煙氣脫硫尚處于起步階段，2005年之前還沒有一臺燒結機實施了煙氣脫硫。近年來，隨著環保要求的日趨嚴格，節能減排已成為當前宏觀調控的重點，很多鋼鐵企業已經開始實施燒結脫硫或將其提上日程。

日本燒結脫硫運用最多的是石灰石－石膏法，我國則廣泛應用了半干法和氨法。目前，我國燒結脫硫投入運行的有：包鋼三燒采用ENS半干法，柳鋼二燒采用氨－硫銨法，三鋼三燒采用循環流化床法，石鋼二燒采用密相干塔法，寶鋼集團不銹鋼分公司和梅鋼公司采用改進的石灰石－石膏法等。我國正在建設或者已經簽訂燒結脫硫項目合同的鋼鐵企業有20余家，除了主要采用氨法、循環流化床法以外，其他諸如MEROS（Maximized Emission Reduction of Sintering，即最大化減少燒結放散）、GSCA（固氣循環半干法煙氣脫硫工藝）、離子液法也被應用。

總體來說，我國燒結脫硫技術處于百花齊放、百家爭鳴的階段，但缺少成熟可靠、運行穩定且適合我國國情的燒結脫硫工藝。環境保護部于2008年4月8日發布的《清潔生產標準鋼鐵行業（燒結）》，中華人民共和國環境保護標準（HJ/T428-2008年）于8月1日實施。迫于環境壓力，鋼鐵企業不得不上馬燒結脫硫設備，但是又不得不獨自承擔脫硫工藝的巨大技術風險、高額投資和運行費用。

國內燒結脫硫技術各有優缺點

石灰石－石膏法：石灰石-石膏法是目前應用最廣泛和最成熟的脫硫工藝。日本燒結機脫硫于上世紀70年代末大多選擇該工藝。石灰石－石膏法是以石灰石漿液作為吸收劑，通過石灰石漿液在吸收塔內對煙氣進行洗滌，發生反應，以去除二氧化硫，反應產生的亞硫酸鈣通過強制氧化生成石膏，脫硫后的煙氣從煙囪排放。該工藝系統主要包括：吸收劑制備系統、煙氣系統、二氧化硫吸收系統、石膏脫水及儲存系統、公用工程系統等。該法具有脫硫效率高、系統穩定可靠、脫硫劑價格較低等優點，但存在占地面積大、投資和運行費用較高、耗水量大且廢水處理費用高、副產物石膏在我國不易再利用等問題。

氨－硫銨法：氨－硫銨法脫硫系統主要包括：氨水制備及貯存系統、煙氣系統、二氧化硫吸收系統、硫銨分離及儲運系統、公用工程系統等。其吸收液為氨水（液氨），吸收液通過循環泵從塔的吸收段進入脫硫塔，煙氣從下部進入脫硫塔，與噴淋出的吸收液反應后，再經除霧器除霧后進入煙囪排空。吸收液循環吸收到一定濃度，經過強制氧化，制得脫硫副產物———硫酸銨。該法具有脫硫效率高、副產物利用前景好等優點，但存在管道腐蝕、脫硫劑價格高等缺點，適合有焦化廠的鋼鐵聯合企業或廠區附近建有化工廠的企業，可以利用焦化、化工氨源“以廢治廢”，副產物硫酸氨可作化肥，可降低大量成本。柳鋼率先采用此工藝，2007年投產，至今已經運行一年多。杭鋼、日鋼、攀成鋼等均選用了該工藝，目前都已在建設中。

循環流化床法：循環流化床工藝也是國外一種新的半干法技術，其以循環流化床原理為基礎，通過對吸收劑的多次再循環，延長吸收劑與煙氣的接觸時間，提高吸收劑的利用率和脫硫效率。循環流化床脫硫系統主要包括吸收劑注入系統、吸收塔系統、物料再循環系統、工藝水系統、脫硫后除塵器系統等。該法具有占地面積小、耗水量小、無腐蝕、不需要廢水處理、脫硫劑容易獲得、投資和運行成本較低等優點，但存在副產物不易利用、脫硫效率較低等缺點。福建三鋼率先采用該工藝，目前運行良好，系統未出現重大問題，但脫硫渣的回收利用還需進一步研究。

ENS法：ENS法是從德國引進的一種半干法煙氣脫硫技術。該系統主要包括：新粉投加系統、反應塔系統、電除塵系統、循環系統和廢料輸送系統等，脫硫劑采用一定粒度的氫氧化鈣、氫氧化鎂干粉。該法占地面積小、無廢水處理、水耗和電耗低，但固定投資巨大、副產物難以利用。包鋼由于礦石的特殊問題，一直采用石灰石濕法工藝用于除氟脫硫，但從運行情況來看存在著很多問題。包鋼新建的燒結機采用了半干法工藝，目前運行正常，為此包鋼正在將一燒2臺燒結機脫硫工藝由濕法改成半干法。

密相干塔法：主要系統包括脫硫系統、布袋除塵系統、脫硫劑貯存和輸送系統、電控系統和供水系統，采用干熟石灰Ca(OH)2作為脫硫劑。該法具有占地面積小、脫硫劑消耗低、耗水量低等優點，但存在副產物不易利用、系統運行不穩定等缺點。我國石鋼二燒2臺燒結機采用該工藝。

國外脫硫工藝值得借鑒

以上僅是在我國燒結已經投入運行的幾種燒結脫硫工藝，但根據國內外脫硫發展的情況來看，已開發出近百種脫硫工藝，根據國外燒結脫硫的應用情況，取得成功的工藝還有活性炭吸附法、氫氧化鎂法和LEC（石灰石排控半干法）法等。此外，海水脫硫也值得沿海企業關注。

活性炭吸附法：該法于1987年由新日鐵名古屋廠最先使用，是一種干法脫硫技術。其脫硫工藝一般分為3個過程：首先煙氣進入吸收塔，煙氣中的二氧化硫、氧氣和水蒸氣吸附在活性焦的表面。然后，在活性焦表面活性點的催化作用下二氧化硫被氧化成三氧化硫。最后，三氧化硫與水蒸氣反應生成硫酸，吸附在活性焦的表面。吸附飽和的活性焦需排出再生，同時補充新活性焦。

活性焦再生是將活性焦加熱到300℃～600℃，吸附在活性焦表面的硫酸和活性焦表面的炭發生化學反應，生成二氧化硫、二氧化碳和水等。氣體中的二氧化硫含量為20%～40%，可根據需要加工為硫酸等化工產品，脫附后的活性焦可循環使用。

該法具有脫硫劑可重復利用、不消耗水、不產生廢水，副產物為硫酸、無二次污染，同時治理燒結產生的二惡英、氮氧化物等優點，是一項一體化的先進煙氣凈化技術，在住友金屬鹿島廠、新日鐵名古屋廠、韓國浦項制鐵等多家國外企業應用。

海水脫硫法：海水脫硫法是利用海水的天然弱堿性吸收二氧化硫的一種脫硫工藝。海水脫硫系統主要由煙氣系統、吸收塔系統、供排海水系統及海水恢復系統組成。該法工藝流程相對簡單，基建投資較低，脫硫劑為取之不盡的海水，且不產生額外的副產品，不存在廢渣廢料的處理，非常適合我國沿海鋼鐵企業的燒結機脫硫，但目前僅在電力行業有成功應用的經驗。

選擇燒結脫硫工藝應注意以下幾點：一是要堅持成熟、穩定的原則。燒結脫硫是工業化運行，任何不成熟的工藝都將帶來運行的不穩定性，甚至給燒結生產帶來嚴重的影響。二是應堅持循環經濟路線，爭取在脫硫過程中盡量不產生廢水、廢氣、固體廢棄物等二次污染，脫硫副產物能夠實現較好的利用。三是堅持經濟節約的原則。燒結脫硫是一個一次性投資及運行費用都很高昂的工藝，如選擇不好，企業將長期背上一個沉重的包袱。現在正值我國燒結脫硫蓬勃發展的時期，巨大的市場蘊藏著巨大的商機，各燒結脫硫裝備制造、技術開發、工程研究等企業應加緊與鋼鐵企業密切合作，共同為鋼鐵企業燒結脫硫作出貢獻。鋼鐵企業在這關鍵時期，要慎重考慮，多方考察，選擇適合本企業的成熟脫硫工藝，不能僅為了應付國家環保檢查而不顧效果匆匆上馬。