1、攀鋼技術(shù)1燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用分析燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用分析邱正秋（攀鋼集團(tuán)研究院有限公司）摘要：要：介紹了當(dāng)前燒結(jié)煙氣脫硫中應(yīng)用較為普遍的鈣法、氨法、活性炭法及可循環(huán)再生法等四種煙氣脫硫技術(shù)的基本情況、投運(yùn)裝置的運(yùn)行情況及存在的問題，并針對脫硫技術(shù)在工程實(shí)踐中存在的問題提出了建議。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鈣法；氨法；活性炭法；可循環(huán)再生；燒結(jié)煙氣；脫硫0引言引言由于燒結(jié)煙氣的復(fù)雜性和特殊性，直到20世紀(jì)70年代，燒結(jié)煙氣脫硫才開始進(jìn)

2、入工業(yè)化應(yīng)用。日本于1974年11月建成世界首套燒結(jié)煙氣脫硫裝置，至今日本共建成18套燒結(jié)煙氣脫硫裝置，1套在建，煙氣處理能力合計(jì)約1800萬m3h[1]。我國燒結(jié)煙氣脫硫最早可追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)包鋼從蘇聯(lián)引進(jìn)噴淋塔除氟脫硫工藝，脫氟的同時(shí)附帶脫除30%的SO2。真正意義上的燒結(jié)煙氣脫硫始于2005年，標(biāo)志是2005年12月包鋼建成投產(chǎn)的ENS裝置。2007年前，脫硫燒結(jié)機(jī)最大面積是180m2；2008年后，先后啟動了馬鋼（3

3、00m2）、武鋼、南鋼、湘鋼（360m2）、梅鋼、邯鋼（400m2）、太鋼（450m2）等大型燒結(jié)機(jī)配套脫硫工程的建設(shè)。燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫由中小型向大型燒結(jié)機(jī)演變。近年來，為適應(yīng)國家節(jié)能減排環(huán)保政策，各企業(yè)冒著投資、技術(shù)、高運(yùn)行費(fèi)用等風(fēng)險(xiǎn)，加快了燒結(jié)脫硫工程的建設(shè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至今已建成和在建的燒結(jié)煙氣脫硫裝置有50臺套以上，燒結(jié)機(jī)總面積近10000m2。采用的脫硫工藝有雙堿法、氧化鎂法、氨－硫銨法、石灰石－石膏濕法、SDMLGCanso

4、lv有機(jī)胺法、離子液法、循環(huán)流化床法（LJS）、密相干塔法、旋轉(zhuǎn)噴霧法（SDA）、活性炭吸附法、MEROS、NID、GSCA、ENS等十多種。其中前6種屬于濕法脫硫工藝，其余為干法、半干法脫硫工藝。目前，國內(nèi)燒結(jié)煙氣脫硫裝置采用的工藝技術(shù)種類繁多，但投運(yùn)時(shí)間都較短，多數(shù)仍處于試運(yùn)行狀態(tài)，其中相當(dāng)一部分脫硫裝置運(yùn)行效果不理想，部分裝置是邊運(yùn)行邊改造。如何按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展要求，開發(fā)出適合燒結(jié)工況的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的煙氣脫硫工藝技術(shù)

5、，是鋼鐵行業(yè)迫切而重大的課題。1燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后隨臺車運(yùn)行，在高溫?zé)Y(jié)成型過程中產(chǎn)生的含塵廢氣，具有煙氣排放量大、SO2排放濃度低且波動范圍寬、SO2排放總量大等特點(diǎn)。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2]。1）煙氣量大、含氧量高。燒結(jié)過程是在完全開放及富氧環(huán)境下進(jìn)行的，過量的空氣通過料層進(jìn)入風(fēng)箱，進(jìn)入廢氣集氣系統(tǒng)經(jīng)除塵后排放。噸燒結(jié)礦大約產(chǎn)生4000～6000m3煙氣。燒結(jié)機(jī)頭煙氣含氧量為12%~15%。2

6、）SO2濃度相對較低，大部分燒結(jié)煙氣中SO2含量為400~1500mgNm3。3）煙氣粉塵濃度高。煙塵中含有大量的鈉、鉀、氯及其化合物，還含有硅、鈣等鐵礦伴生成分，因使用不同的原料還可能含有微量重金屬元素。這些成分進(jìn)入脫硫體系，對不同類型的脫硫系統(tǒng)有不同的影響，增加了燒結(jié)煙氣SO2治理的難度。4）含濕量大且含有害氣體。為提高燒結(jié)混合料的透氣性混合料在燒結(jié)過程中須加適量的水制成小球，由此造成燒結(jié)煙氣中含水量達(dá)10%～12%（體積分?jǐn)?shù)），煙

7、氣飽和溫度高。同時(shí)煙氣中含有SO2、HCl、HF等腐蝕性氣體，一旦煙氣降溫會產(chǎn)生強(qiáng)酸性冷凝水而帶來嚴(yán)重的腐蝕問題。攀鋼技術(shù)3投產(chǎn)石灰石石膏法裝置，已投產(chǎn)近2年，脫硫效率較高、運(yùn)行可靠性較高、能適應(yīng)風(fēng)量和SO2濃度波動大的煙氣條件、吸收劑廉價(jià)且利用率高（鈣硫比小于1.1）。存在的主要問題：除霧器堵塞；風(fēng)機(jī)及煙道腐蝕；脫硫塔內(nèi)結(jié)瘤；廢水需處理后排放、煙囪排煙溫度低（煙囪雨、腐蝕周圍設(shè)備等）、副產(chǎn)物石膏色偏紅且無更高的應(yīng)用附加值。由于燒結(jié)煙氣

8、的特殊性，燒結(jié)粉塵中的Al、F生成AlF3包裹吸收劑會造成脫硫效率降低、無法結(jié)晶等問題[4]；燒結(jié)煙氣含氧量高，粉塵中鐵、釩等起催化劑作用將部分SO2催化氧化為SO3，提高了漿液中硫酸鈣濃度，增大了脫硫系統(tǒng)堵塞的可能性，相應(yīng)地腐蝕性增加。近年來，石灰石石膏法工程應(yīng)用得到了較大發(fā)展，通過提高氣固液的傳熱傳質(zhì)效果，增強(qiáng)反應(yīng)速率、提高吸收劑利用率以及縮小反應(yīng)器尺寸等措施，投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅降低。相對其它濕法脫硫工藝，石灰石石膏法腐蝕環(huán)境相對較

9、弱，脫硫劑廉價(jià)易得，投資和運(yùn)行費(fèi)用也優(yōu)于其它濕法脫硫工藝甚至干法、半干法工藝，值得其它脫硫技術(shù)借鑒。2.1.3鈣基半干法運(yùn)行情況2005年，包鋼最先建成投產(chǎn)鈣基半干法脫硫裝置。目前，ENS法、LJS法、NID法裝置運(yùn)行狀況較好，該脫硫技術(shù)對燒結(jié)煙氣中的SO3、氯化物、氟化物等有害氣體有較高的脫除效率，且系統(tǒng)運(yùn)行溫度高于露點(diǎn)溫度，可以避免煙氣對設(shè)備、系統(tǒng)的腐蝕；無廢水產(chǎn)生。但其脫硫效率偏低，約30%~80%；吸收劑利用率低（部分脫硫裝置副

10、產(chǎn)物中有時(shí)鈣含量達(dá)50%以上，CaS達(dá)2以上），脫硫劑消耗量大，副產(chǎn)物多，且未消化成Ca(OH)2的脫硫劑CaO易在除塵器、脫硫塔內(nèi)吸水放熱后結(jié)塊或粘結(jié)，目前國內(nèi)已投產(chǎn)的多套裝置均存在粘結(jié)堵塞等問題[5]。由于燒結(jié)煙氣含氧量高、含強(qiáng)酸性氣體濃度偏高、含濕量大，因此應(yīng)進(jìn)一步提高濾袋材質(zhì)、上箱體的防腐能力以及系統(tǒng)的保溫措施等。對進(jìn)口濃度SO2較高的脫硫系統(tǒng)，露點(diǎn)溫度、系統(tǒng)操作溫度也應(yīng)在實(shí)踐中進(jìn)一步摸索。2.2“氨硫氨”法脫硫工程建設(shè)及運(yùn)行情

11、況國內(nèi)已建或在建“氨硫氨”法脫硫工程的約有9家企業(yè)，燒結(jié)機(jī)11臺套，燒結(jié)機(jī)面積約1500m2，設(shè)計(jì)減排SO2約8萬ta，詳見表2。表2國內(nèi)已建和在建“氨國內(nèi)已建和在建“氨硫氨”法燒結(jié)煙氣脫硫工程硫氨”法燒結(jié)煙氣脫硫工程企業(yè)燒結(jié)機(jī)m2計(jì)劃減排SO2(ta1)副產(chǎn)硫酸銨(ta1)運(yùn)行效果技術(shù)單位邢鋼198800018008中鋼設(shè)備柳鋼2x835850武漢都市柳鋼1102651170024000一般武漢都市杭鋼150830017000改造半年

12、武漢都市南鋼36040578000武漢都市日鋼618026757武漢都市昆鋼玉溪290中冶設(shè)備院攀成鋼105910018600理想長天長沙碧綠合計(jì)1448737642007年，柳鋼最先建成投產(chǎn)“氨—硫氨”法脫硫裝置，脫硫效率高，可靠性高，但存在設(shè)備腐蝕；硫銨品質(zhì)差、銷售難度大；脫硫劑來源受限、價(jià)格高；氨逃逸等問題[6]。因燒結(jié)煙氣含氧量高，“氨—硫氨”法脫硫裝置無需配置氧化風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備，副產(chǎn)物的氧化率既可達(dá)到運(yùn)行要求，既節(jié)約了電耗，

13、又簡化了系統(tǒng)流程。在鋼鐵企業(yè)，“氨硫氨”法脫硫工程可把燒結(jié)煙氣脫硫與焦化廠煤氣脫氨相結(jié)合，成為一種化害為利的綜合處理工藝，但在多數(shù)鋼鐵企業(yè)中二者難以達(dá)到平衡。攀鋼集團(tuán)攀成鋼公司采用“氨—硫氨”法與相鄰的川化集團(tuán)公司形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。川化集團(tuán)公司的氨水直接經(jīng)管道輸送到燒結(jié)脫硫裝置，脫硫產(chǎn)物亞硫酸銨溶液經(jīng)管道輸送到川化集團(tuán)公司的硫銨生產(chǎn)裝置，企業(yè)之間形成了區(qū)域經(jīng)濟(jì)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，變廢為寶（肥）。這種做法，在有條件的企業(yè)值得推廣[7]。以色列一