隨著近兩年鋼鐵行業(yè)和火電廠的大規(guī)模建設,對環(huán)保提出了新的挑戰(zhàn)。鋼鐵行業(yè)是重要的基礎產業(yè),又是耗、高排放、增加環(huán)境負荷源頭的行業(yè)。鋼鐵生產在其熱加工過程中消耗大量的燃料和礦石,同時排放大量的空氣污染物。1996年鋼鐵工業(yè)二氧化硫(SO2)排放量為97.8萬t,占工業(yè)SO2排放量的7.5%,僅次于電力、煤氣、熱水的生產供應業(yè)和化工原料及化學制品制造業(yè),居第3位。燒結工藝過程產生的SO2排放量約占鋼鐵企業(yè)年排放量40%～60%,控制燒結機生產過程O2的排放,是鋼鐵企業(yè)SO2污染控制的。隨著燒結礦產量大幅度增加和燒結機的大型化發(fā)展,單機廢氣量和SO2排放量隨之增大,控制燒結機煙氣SO2污染勢在必行。已投巨資對此進行治理,甚至關閉了燒結廠。目前我國在燒結煙氣SO2脫除方面基本上還處于空白,幾個小型燒結廠上了脫硫除塵器設施,而以燒結礦為主要原料的煉鐵生產又不允許大量關閉燒結廠。因此,對燒結煙氣進行脫除處理是滿足今后日益嚴格的環(huán)保要求的選擇。目前的關鍵是借鑒的經驗,應用適合我國燒結特點的脫硫除塵設備工藝。
1.燒結煙氣SO2主要控制技術目前,對燒結煙氣SO2排放控制的方法有:
1)低硫原料配入法;2)高煙囪稀釋排放;3)煙氣脫硫法。
1.1低硫原料配入法
燒結煙氣中的SO2的來源主要是鐵礦石中的FeS2或FeS、燃料中的S(硫、FeS2或FeS)與氧反應產生的,一般認為S生成SO2的比率可以達到85%～.因此,在確定燒結原料方案時,適當?shù)剡x擇配入含硫低的原料,從源頭實現(xiàn)對SO2排放量的控制,是一種簡單易行的措施。
該法因對原料含硫要求嚴格,使其來源受到了的限制,燒結礦的生產成本也會隨著低硫原料的價格上漲而增加。就目前原料短缺的現(xiàn)狀來看,此法難以推廣應用。
1.2高煙囪稀釋排放
燒結煙氣中SO2的質量濃度一般在1000～3000 mg/m3且煙氣量大,若回收在經濟上投資較大,故大多數(shù)仍以高煙囪排放為主,如煙囪高達360m.
我國包鋼燒結廠目前采用低含硫原料、燃料,燒結煙氣經200m高煙囪排放,SO2大落地質量濃度在0.017mg/m3以下。寶鋼的燒結廠采用200 m高煙囪稀釋排放。這種方法簡單易行,又比較經濟。從長遠來看,高煙囪排放僅是一個過渡。但在當時條件下,采用高煙囪稀釋排放作為控制SO2污染的手段是正確的。
1.3煙氣脫硫法
低硫原料配入法和高煙囪排放簡單易行,又較經濟。但我國SO2的控制是排放濃度和排放總量雙重控制,因此,為根本SO2污染,煙氣脫硫技術在燒結廠的應用勢在必行。
煙氣脫硫是控制燒結煙氣中SO2污染的方法。目前世界上的煙氣脫硫技術有200多種,進入大規(guī)模商業(yè)應用的只有10余種,我國也先后引進了不同的脫硫裝置主要用于火電廠,而國內用于燒結煙氣脫硫的技術進展較慢。國內幾個小燒結上了脫硫設施。如廣鋼2臺24平燒結機采用雙堿法工藝,臨汾鋼廠利用燒結煙氣處理焦化廢水等,因脫硫設施或多或少存在一些問題,所以運行也不正常。
2.燒結煙氣的特點燒結煙氣是燒結混合料點火后,隨臺車運行,在高溫燒結成型過程中所產生的含塵廢氣。它與其他環(huán)境含塵氣體有著明顯的區(qū)別,其主要特點是:
1)煙氣量大,每生產1t燒結礦大約產生4000～6000m3煙氣。
2)煙氣溫度較高,隨工藝操作狀況的變化,煙氣溫度一般在150℃上下。
3)煙氣挾帶粉塵多。
4)含濕量大。為了提高燒結混合料的透氣性,混合料在燒結前加適量的水制成小球,所以含塵煙氣的含濕量較大,按體積比計算,水分含量在10%左右。
5)含有腐蝕性氣體。高爐煤氣點火及混合料的燒結成型過程,均將產生量的SOx,NOx,它們遇水后將形成酸,對金屬結構會造成腐蝕。
6)含SO2濃度較低,根據(jù)原料和燃料差異而變化,一般在1000～3000 mg/m3.
3.燒結煙氣脫硫技術3.1技術現(xiàn)狀分析
燒結煙氣脫硫的研究,日本居于地位,按照嚴格的環(huán)境保護標準,在上世紀70年代建設的大型燒結廠采用了燒結煙氣脫硫法,脫硫工藝多為濕式吸收法。80年代以后,主要采用鋼渣石膏法、氨硫銨法、活性焦吸附法、電子束照射法等。
鋼渣石膏法是利用轉爐廢渣研磨制成的漿液為脫硫劑,產品為低濃度石膏。該法脫硫、投資省。利用了廢渣,但易結垢、產品不能利用。
氨硫銨法脫硫工藝是利用焦化廠產生的氨氣,脫除燒結煙氣中的SO2.該法脫硫,副產品可利用。但存在氨損、副產物穩(wěn)定化、副產品品質、副產品的市場化等問題。
活性焦吸附法煙氣脫硫在脫除SO2的同時,能不同程度脫除廢氣中的HCl、HF等氣體;裝置占地面積較小;副產品經綜合加工后可利用。但存在運行成本高、設備龐大且造價高、腐蝕問題突出、硫資源回收處理等外圍系統(tǒng)復雜、系統(tǒng)長期運行穩(wěn)定性差等問題。
電子束法煙氣脫硫能同時脫硫脫硝,過程簡單,不產生廢水廢渣,副產品可用作化肥。但系統(tǒng)的性差,運行成本高,電子加速器價格昂貴,脫硫產物難以捕集及利用,應用范圍受到限制。
