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钢铁厂烧结烟气脱硫常见问题及对策

发布时间:2013-05-02    浏览次数:已浏览

钢铁厂烧结烟气脱硫常见问题及对策
《华东科技》优秀论文作者:陈学永  
字数:2655  

  【摘要】钢铁行业是我国重要的基础性产业,具有消耗能量大、排放量高、环境污染严重等特点。所以在钢铁行业拉动国家经济增长的同时,也给环境带来了很多的负面影响。其中最引人关注的就是含硫烟气。因为烧结烟气含硫化合物会导致大气的酸雨现象,对人体器官有腐蚀作用,容易引起呼吸系统疾病和心脏病等,所以烧结烟气脱硫成为钢铁行业减排的重点。本文从钢铁厂烧结烟气脱硫的各种技术入手,分析脱硫过程中常见的问题,从而提出相应的对策。  
  【关键词】钢铁厂;烧结烟气;脱硫  
  钢铁行业是我国重要的基础性产业,具有消耗能量大、排放量高、环境污染严重等特点。所以在钢铁行业拉动国家经济增长的同时,也给环境带来了很多负面影响。其污染方式主要表现在烧结烟气环节,具有烟量大(约在4000-6000m3/吨)、温度高(一般在80-180℃左右)、粉尘含量多、湿气重(在10%-13%之间)、含有各种污染大气的化合物质(HF、HCl、SO2等)、扩散范围广等特点。其中最引人关注的就是含硫烟气。因为烧结烟气含硫化合物会导致大气的酸雨现象,对人体器官有腐蚀作用,容易引起呼吸系统疾病和心脏病等,因此烧结烟气脱硫成为钢铁行业减排的重点。本文从钢铁厂烧结烟气脱硫的各种技术入手,分析脱硫过程中常见的问题,从而提出相应对策。  
  1.钢铁厂烧结烟气脱硫常见问题  
  在中国,烧结脱硫技术还处于萌芽起步状态,有待于技术的进一步发展,而日本与美国则拥有世界上一流的技术,所以国内的企业大多借鉴国外的脱硫技术,但是由于国情不同,资源储备不同,经济发展状况以及科技手段不同,有些技术不能照搬使用。目前,烧结烟气脱硫的方法有很多种,利用原理大致为湿法、半干法、吸附法等,主要包括循环流化床法、氨硫铵法、密相干塔法、钢渣石膏法、活性焦吸附法、电子束照射法、低硫原料配入法、高烟囱稀释排放、石灰石-石膏法、海水脱硫法等,这些工艺各自存在着利弊。  
  (1)循环流化床法,又称气固循环一体化烟气脱硫系统。运用气悬浮吸收、循环流化床强烈的传热和传质特性原理,在吸收塔内加入石灰等脱硫剂,用高速气使脱硫剂形成流化状态,与烟气混合,发生中和反应,减少排烟中的硫含量。此工艺具有占地少、投资少、脱硫率高、易回收处理的特点。但是对锅炉磨损严重、炉膛结焦、排渣困难、返料器返料不正常等弊端。  
  (2)氨硫铵法利用氨气与硫的化学反应产生硫酸铵等副产品,使烟气脱硫。此工艺副产品具有商业性能,可用于补偿脱硫运行费用、运用范围较广、脱硫率高、反应速度快,但氨法脱硫副产物硫酸铵较为干燥,副产品后期市场处理、氨损耗大等弊端。  
  (3)密相干塔法利用干粉状的钙基脱硫剂,与循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,含水分的循环灰有极好的反应活性与流动性,可与由塔上部进入的烟气发生反应。密相干塔脱硫具有系统阻力小、不易塌床、对烟气量以及SO2浓度变化耐受性好、无废水产生、副产物易处理等优势,但是存在干粉在使用过程中,由于其处于粉末状,容易外扬混入空气,脱硫效率与湿法脱硫相比工艺稍低,脱硫副产物成分复杂等缺点。  
  (4)钢渣石膏法是利用转炉废渣研磨制成的浆液为脱硫剂,产品为低浓度石膏。该法脱硫效率高、投资省,但是具有容易结垢、产品不能利用等缺点。  
  (5)活性焦吸附法,利用活性焦的微孔催化吸附作用,减少烟气中的SO2,通过热再生转换成各种有价值的副产品,除此之外,还可同时脱去HCl、HF等有害气体,副产品经综合加工后可利用,但是成本高,机器腐蚀现象严重、硫资源回收处理较难、系统长期运行不稳定等问题。  
  (6)电子束照射法接受由电子束加速器产生的高能电子、照射,电子束的大部分能量被烟气中的氧、氮、水蒸气等吸收能同时脱硫脱硝,不产生废水废渣,副产品可用作化肥。但系统的安全性差,运行成本高,电子加速器价格昂贵,脱硫产物难以有效捕集及利用。  
  (7)低硫原料配入法是指铁矿石中的FeS2或FeS是钢铁在高温烧结过程中会产生含硫气体的原因,选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制来减少硫的产生,但是低硫原料成本高,一般很少被采用。  
  (8)高烟囱稀释排放是利用烟气从具有相当高度的烟囱中排出之后,出口加压,利用高空空气的稀释扩散作用,减少大地的含硫量,此技术造价低,工艺简单,但是从长远考虑,只能作为过渡期的使用,不能从根本上减少烟中的含硫浓度。  
  (9)石灰石-石膏法是技术成熟、运行状况稳定的脱硫工艺,但由于造成二次污染、投资和运行成本太高、占地面积大、副产物没有销路。  
  (10)海水脱硫法,海水里含的各种金属离子如:钠、镁、钙,会与二养化硫溶与水的反映。此工艺可直接使用丰富的海水作为脱硫剂,不消耗淡水资源和其他脱硫剂、同时不产生废弃物,但是此技术地域局限性大,不能适应较广泛的使用范围、只适合中、低浓度SO2烟气、成本较高。  
  2.对策  
  (1)按照《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《钢铁产业调整和振兴规划》等要求安装烧结烟气脱硫装置,加强环境统计制度建设,严格执行定额指标标准。优先地方工业主管部门在安排地方财政节能减排资金的支持,减小企业的负担,达到更好排硫效果。对相关的知识产权加大扶持力度,兼顾在副产品循环使用技术,增加废弃物利用率等方面的研究。由相关部门出面,积极联系多方需要烧结脱硫工程的单位,使多家企业融资建设。  
  (2)在各钢铁企业安装烧结烟气脱硫装置时,要求企业根据钢铁厂所处的环境、地理位置、规模大小、原材料含硫量大小、烧结烟气的特点等条件,合理选择除硫技术。坚持投资少、占地小、运行成本低、脱硫原料来源广泛、副产品可使用并且有广阔的市场、没有二次污染、稳定性好、适用范围广等原则。  
  (3)积极研制低成本的含硫量小的钢铁原材料,让原料供货方、钢铁企业、脱硫工艺设计施工单位、高级研究院校等多方合作,从各个环节减少烧结烟气脱硫含量。 [科]  
  【参考文献】  
  [1]郝继锋,汪莉,宋存义.钢铁厂烧结烟气脱硫技术的探讨[J].太原理工大学学报,2005,(4).  
  [2]周应利.钢铁行业烧结烟气脱硫工艺探讨[J].城市建设理论研究[J].2011,(20).  
  [3]台恒心.试谈钢铁厂烧结烟气脱硫与回收[J].冶金安全,1983,(3).