烧结脱硫重在选择适合的工艺_电机_工控

烧结脱硫重在选择适合的工艺

2008/9/16 0:00:00

2007年我国烧结矿产量高达5亿吨，球团矿产量也近1亿吨，均创下历史新高。同年，我国钢铁行业二氧化硫排放量为75.64万吨，比2006年仅减少了0.5%。“十一五”头两年均未实现“十一五”规划提出的污染物排放总量减少10%的约束性减排目标，这将造成钢铁行业后三年减排压力巨大。而今年上半年二氧化硫外排总量不降反升（1.67%），使钢铁行业二氧化硫减排的形势更加严峻。

缺少成熟技术是目前的主要问题

我国烧结烟气脱硫尚处于起步阶段，2005年之前还没有一台烧结机实施了烟气脱硫。近年来，随着环保要求的日趋严格，节能减排已成为当前宏观调控的重点，很多钢铁企业已经开始实施烧结脱硫或将其提上日程。

日本烧结脱硫运用最多的是石灰石－石膏法，我国则广泛应用了半干法和氨法。目前，我国烧结脱硫投入运行的有：包钢三烧采用ENS半干法，柳钢二烧采用氨－硫铵法，三钢三烧采用循环流化床法，石钢二烧采用密相干塔法，宝钢集团不锈钢分公司和梅钢公司采用改进的石灰石－石膏法等。我国正在建设或者已经签订烧结脱硫项目合同的钢铁企业有20余家，除了主要采用氨法、循环流化床法以外，其他诸如MEROS（Maximized Emission Reduction of Sintering，即最大化减少烧结放散）、GSCA（固气循环半干法烟气脱硫工艺）、离子液法也被应用。

总体来说，我国烧结脱硫技术处于百花齐放、百家争鸣的阶段，但缺少成熟可靠、运行稳定且适合我国国情的烧结脱硫工艺。环境保护部于2008年4月8日发布的《清洁生产标准钢铁行业（烧结）》，中华人民共和国环境保护标准（HJ/T428-2008年）于8月1日实施。迫于环境压力，钢铁企业不得不上马烧结脱硫设备，但是又不得不独自承担脱硫工艺的巨大技术风险、高额投资和运行费用。

国内烧结脱硫技术各有优缺点

石灰石－石膏法：石灰石-石膏法是目前应用最广泛和最成熟的脱硫工艺。日本烧结机脱硫于上世纪70年代末大多选择该工艺。石灰石－石膏法是以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除二氧化硫，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成石膏，脱硫后的烟气从烟囱排放。该工艺系统主要包括：吸收剂制备系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水及储存系统、公用工程系统等。该法具有脱硫效率高、系统稳定可靠、脱硫剂价格较低等优点，但存在占地面积大、投资和运行费用较高、耗水量大且废水处理费用高、副产物石膏在我国不易再利用等问题。

氨－硫铵法：氨－硫铵法脱硫系统主要包括：氨水制备及贮存系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、硫铵分离及储运系统、公用工程系统等。其吸收液为氨水（液氨），吸收液通过循环泵从塔的吸收段进入脱硫塔，烟气从下部进入脱硫塔，与喷淋出的吸收液反应后，再经除雾器除雾后进入烟囱排空。吸收液循环吸收到一定浓度，经过强制氧化，制得脱硫副产物———硫酸铵。该法具有脱硫效率高、副产物利用前景好等优点，但存在管道腐蚀、脱硫剂价格高等缺点，适合有焦化厂的钢铁联合企业或厂区附近建有化工厂的企业，可以利用焦化、化工氨源“以废治废”，副产物硫酸氨可作化肥，可降低大量成本。柳钢率先采用此工艺，2007年投产，至今已经运行一年多。杭钢、日钢、攀成钢等均选用了该工艺，目前都已在建设中。

循环流化床法：循环流化床工艺也是国外一种新的半干法技术，其以循环流化床原理为基础，通过对吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，提高吸收剂的利用率和脱硫效率。循环流化床脱硫系统主要包括吸收剂注入系统、吸收塔系统、物料再循环系统、工艺水系统、脱硫后除尘器系统等。该法具有占地面积小、耗水量小、无腐蚀、不需要废水处理、脱硫剂容易获得、投资和运行成本较低等优点，但存在副产物不易利用、脱硫效率较低等缺点。福建三钢率先采用该工艺，目前运行良好，系统未出现重大问题，但脱硫渣的回收利用还需进一步研究。

ENS法：ENS法是从德国引进的一种半干法烟气脱硫技术。该系统主要包括：新粉投加系统、反应塔系统、电除尘系统、循环系统和废料输送系统等，脱硫剂采用一定粒度的氢氧化钙、氢氧化镁干粉。该法占地面积小、无废水处理、水耗和电耗低，但固定投资巨大、副产物难以利用。包钢由于矿石的特殊问题，一直采用石灰石湿法工艺用于除氟脱硫，但从运行情况来看存在着很多问题。包钢新建的烧结机采用了半干法工艺，目前运行正常，为此包钢正在将一烧2台烧结机脱硫工艺由湿法改成半干法。

密相干塔法：主要系统包括脱硫系统、布袋除尘系统、脱硫剂贮存和输送系统、电控系统和供水系统，采用干熟石灰Ca(OH)2作为脱硫剂。该法具有占地面积小、脱硫剂消耗低、耗水量低等优点，但存在副产物不易利用、系统运行不稳定等缺点。我国石钢二烧2台烧结机采用该工艺。

国外脱硫工艺值得借鉴

以上仅是在我国烧结已经投入运行的几种烧结脱硫工艺，但根据国内外脱硫发展的情况来看，已开发出近百种脱硫工艺，根据国外烧结脱硫的应用情况，取得成功的工艺还有活性炭吸附法、氢氧化镁法和LEC（石灰石排控半干法）法等。此外，海水脱硫也值得沿海企业关注。

活性炭吸附法：该法于1987年由新日铁名古屋厂最先使用，是一种干法脱硫技术。其脱硫工艺一般分为3个过程：首先烟气进入吸收塔，烟气中的二氧化硫、氧气和水蒸气吸附在活性焦的表面。然后，在活性焦表面活性点的催化作用下二氧化硫被氧化成三氧化硫。最后，三氧化硫与水蒸气反应生成硫酸，吸附在活性焦的表面。吸附饱和的活性焦需排出再生，同时补充新活性焦。

活性焦再生是将活性焦加热到300℃～600℃，吸附在活性焦表面的硫酸和活性焦表面的炭发生化学反应，生成二氧化硫、二氧化碳和水等。气体中的二氧化硫含量为20%～40%，可根据需要加工为硫酸等化工产品，脱附后的活性焦可循环使用。

该法具有脱硫剂可重复利用、不消耗水、不产生废水，副产物为硫酸、无二次污染，同时治理烧结产生的二恶英、氮氧化物等优点，是一项一体化的先进烟气净化技术，在住友金属鹿岛厂、新日铁名古屋厂、韩国浦项制铁等多家国外企业应用。

海水脱硫法：海水脱硫法是利用海水的天然弱碱性吸收二氧化硫的一种脱硫工艺。海水脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、供排海水系统及海水恢复系统组成。该法工艺流程相对简单，基建投资较低，脱硫剂为取之不尽的海水，且不产生额外的副产品，不存在废渣废料的处理，非常适合我国沿海钢铁企业的烧结机脱硫，但目前仅在电力行业有成功应用的经验。

选择烧结脱硫工艺应注意以下几点：一是要坚持成熟、稳定的原则。烧结脱硫是工业化运行，任何不成熟的工艺都将带来运行的不稳定性，甚至给烧结生产带来严重的影响。二是应坚持循环经济路线，争取在脱硫过程中尽量不产生废水、废气、固体废弃物等二次污染，脱硫副产物能够实现较好的利用。三是坚持经济节约的原则。烧结脱硫是一个一次性投资及运行费用都很高昂的工艺，如选择不好，企业将长期背上一个沉重的包袱。现在正值我国烧结脱硫蓬勃发展的时期，巨大的市场蕴藏着巨大的商机，各烧结脱硫装备制造、技术开发、工程研究等企业应加紧与钢铁企业密切合作，共同为钢铁企业烧结脱硫作出贡献。钢铁企业在这关键时期，要慎重考虑，多方考察，选择适合本企业的成熟脱硫工艺，不能仅为了应付国家环保检查而不顾效果匆匆上马。