摘要：在收集國(guo)內現有(you)燒(shao)(shao)結(jie)煙(yan)氣脫(tuo)硫工(gong)程監(jian)測資料的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),對硫銨法(fa)(fa)和循環流化(hua)床(chuang)(chuang)法(fa)(fa)燒(shao)(shao)結(jie)煙(yan)氣脫(tuo)硫工(gong)藝的(de)脫(tuo)硫效率、經濟(ji)技術(shu)指(zhi)標等進行了比(bi)較(jiao)。分析(xi)后認為循環流化(hua)床(chuang)(chuang)法(fa)(fa)燒(shao)(shao)結(jie)煙(yan)氣脫(tuo)硫工(gong)藝是現階(jie)段比(bi)較(jiao)適合我國(guo)國(guo)情的(de)脫(tuo)硫技術(shu)。同時建議加(jia)強(qiang)對脫(tuo)硫副產石膏(gao)的(de)綜合利(li)用研究。

關鍵詞：硫銨法,循環流化(hua)床法,燒結煙氣,脫硫

1 　前言

大(da)氣(qi)環(huan)(huan)境中的(de)(de)SO2 污(wu)染,是(shi)當今人類(lei)面臨(lin)的(de)(de)重大(da)環(huan)(huan)境問題之一。我(wo)國(guo)的(de)(de)能源結構是(shi)以(yi)煤炭為主,燃煤型的(de)(de)二氧(yang)化硫污(wu)染已成(cheng)為我(wo)國(guo)大(da)氣(qi)污(wu)染的(de)(de)主要特征。在我(wo)國(guo)長江以(yi)南的(de)(de)一些地區(qu),酸雨(yu)出現頻率很高,其影(ying)響面積也在不(bu)斷擴(kuo)大(da)。酸雨(yu)不(bu)僅嚴(yan)重腐(fu)蝕建筑物(wu)(wu)和公共(gong)設施,而且毀壞大(da)面積的(de)(de)森林和農作物(wu)(wu),每年給我(wo)國(guo)造成(cheng)的(de)(de)經濟損失超過(guo)150 億元[1 ] 。

鋼鐵行業(ye)是SO2 排放(fang)的高污染(ran)行業(ye)。其中燒結(jie)過(guo)程的二氧化硫(SO2 ) 排放(fang)量占鋼鐵企業(ye)二氧化硫(SO2) 排放(fang)總量的40 %～60 % ,因此, 控制(zhi)燒結(jie)生(sheng)產過(guo)程中的SO2 排放(fang)是鋼鐵企業(ye)控制(zhi)SO2 污染(ran)的重點。

目(mu)前(qian)(qian),控制(zhi)SO2 大氣(qi)(qi)污染(ran)技(ji)術(shu)可分(fen)為(wei)四類(lei), 即(ji)燃燒(shao)(shao)(shao)前(qian)(qian)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)、燃燒(shao)(shao)(shao)中脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)、燃燒(shao)(shao)(shao)后煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)以及轉化(hua)過(guo)程中脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu),其中燃燒(shao)(shao)(shao)后煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)被認為(wei)是控制(zhi)SO2 污染(ran)最為(wei)行之有效的途徑(jing)[2 ] 。燃燒(shao)(shao)(shao)后煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)( flue gas desulfurization , 縮寫 FGD) 是目(mu)前(qian)(qian)世界(jie)上唯一大規模工(gong)(gong)業化(hua)應(ying)用的脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)[3 ] 。世界(jie)各國研(yan)究(jiu)開(kai)發的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)達200 多種,但工(gong)(gong)業應(ying)用的不超過(guo)20 種。按脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)產物(wu)(wu)是否(fou)回收,煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)可分(fen)為(wei)拋棄法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)回收法(fa)(fa)(fa)(fa)。前(qian)(qian)者(zhe)是將SO2 轉化(hua)為(wei)固體(ti)(ti)殘渣拋棄掉,后者(zhe)則是將煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中的SO2 轉化(hua)為(wei)硫(liu)(liu)酸(suan)、硫(liu)(liu)磺、液體(ti)(ti)SO2 、化(hua)肥等有用物(wu)(wu)質回收。按脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)過(guo)程是否(fou)加水和(he)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)產物(wu)(wu)的干濕狀態,煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)又可分(fen)為(wei)濕法(fa)(fa)(fa)(fa)、半干法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)干法(fa)(fa)(fa)(fa)三類(lei)工(gong)(gong)藝。我(wo)國煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)起步晚(wan),技(ji)術(shu)比(bi)較落后,燒(shao)(shao)(shao)結(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)更(geng)是近年來才逐漸受到重視。截至(zhi)2008 年,國內已建(jian)成運行的燒(shao)(shao)(shao)結(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工(gong)(gong)程主要有寶(bao)鋼(gang)(gang)梅鋼(gang)(gang)3 號燒(shao)(shao)(shao)結(jie)機,采(cai)用的是濕法(fa)(fa)(fa)(fa)(石灰(hui)石 - 石膏法(fa)(fa)(fa)(fa)) ;柳州鋼(gang)(gang)鐵(tie)集團公(gong)司燒(shao)(shao)(shao)結(jie)機,采(cai)用是的濕法(fa)(fa)(fa)(fa)(硫(liu)(liu)銨法(fa)(fa)(fa)(fa)) ;福建(jian)三鋼(gang)(gang)公(gong)司燒(shao)(shao)(shao)結(jie)機,采(cai)用的是干法(fa)(fa)(fa)(fa)(循(xun)環流化(hua)床法(fa)(fa)(fa)(fa)) 。

本文收集了(le)國內現有已(yi)建成且長期穩定運行的(de)燒(shao)結(jie)煙氣脫硫(liu)(liu)設施常規運行監測資料,從脫硫(liu)(liu)效率、運行成本、固(gu)廢綜合利用等方(fang)面對(dui)其(qi)經濟技(ji)術(shu)指標(biao)進行了(le)對(dui)比(bi)分析(xi),以期為(wei)我國燒(shao)結(jie)煙氣脫硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)的(de)進步和國內各燒(shao)結(jie)廠選(xuan)擇煙氣脫硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)提供參考和依(yi)據。

2 　燒結煙氣的特點

燒(shao)結(jie)煙(yan)氣是(shi)混合(he)料點火(huo)后(hou),隨(sui)臺車運(yun)行,在(zai)高溫燒(shao)結(jie)過程中(zhong)所產生的(de)(de)含塵廢氣。燒(shao)結(jie)機生產時產生的(de)(de)煙(yan)氣中(zhong)SO2 濃(nong)度變(bian)化很(hen)大,其頭部(bu)和尾部(bu)煙(yan)氣SO2 濃(nong)度低(di),中(zhong)部(bu)濃(nong)度高。燒(shao)結(jie)料中(zhong)鐵氧化物會起(qi)到催(cui)化劑的(de)(de)作用(yong),將部(bu)分(fen)SO2 催(cui)化氧化為SO3 [4 ] 。焦粉中(zhong)的(de)(de)一(yi)部(bu)分(fen)有機硫轉入氣相呈單質硫并(bing)被氧化,由于燒(shao)結(jie)過程存在(zai)溫度不均(jun)勻,排出的(de)(de)煙(yan)氣中(zhong)還含有H2S 和CaS。另外(wai),混合(he)料中(zhong)的(de)(de)氯(lv)(lv)化物也會在(zai)燒(shao)結(jie)過程中(zhong)生成可(ke)揮發性氯(lv)(lv)化物進(jin)入煙(yan)氣。

燒結(jie)煙(yan)氣(qi)(qi)的主要特點[5～6 ] 是煙(yan)氣(qi)(qi)量(liang)(liang)大(da)(da)(生(sheng)產1t 燒結(jie)礦約產生(sheng)4 000～6 000 m3 煙(yan)氣(qi)(qi)) 、溫(wen)度較高(一(yi)(yi)般在(zai)130 ℃左右) 、細粒粉塵多且具(ju)有(you)粘性、含濕量(liang)(liang)大(da)(da)(水分含量(liang)(liang)在(zai)10 %(體積比) 左右) 、含有(you)SOx 、NOx 等腐蝕性氣(qi)(qi)體、SO2 濃度較低(一(yi)(yi)般在(zai)1 000～3 000 mg/ m3 之間(jian)) 。某燒結(jie)機煙(yan)氣(qi)(qi)排(pai)放情況如下:煙(yan)氣(qi)(qi)量(liang)(liang)最(zui)大(da)(da) 47161 ×104 m3/ h ,最(zui)小17105 ×104 m3/ h ,平(ping)均(jun) 32133 ×104 m3/ h ;溫(wen)度116～159 ℃;壓(ya)力(li)1517 ～ 518 kPa ( 除塵器出口) ;含塵112～269 mg/ m3 ;煙(yan)氣(qi)(qi)成分:CO 684 ～765 mg/ m3 ,SO2 2 573 ～5 178 mg/ m3 ,NOx73 ～204 mg/ m3 ; 煙(yan)塵成分: TFe 4218 % , SiO2 4189 % , FeO 1913 % , MgO3 12 % , TiO2 9128 % , V2O5 0140 % , CaO 10106 %[7 ] 。

3 　脫硫效率及技術經濟指標比較

本文收集了柳州(zhou)鋼鐵集團公司83 m2 燒結(jie)機(ji)脫(tuo)硫(liu)(liu)系統(tong)(采(cai)用氨- 硫(liu)(liu)銨法) 和福(fu)建三(san)鋼公司 180 m2 燒結(jie)機(ji)脫(tuo)硫(liu)(liu)系統(tong)(采(cai)用循(xun)環流化床法) 的(de)常規運行監(jian)測數據,對(dui)其(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)效率進行比較分(fen)析(xi)。

(1) 硫銨法

柳鋼燒結廠83 m2 燒結機采用(yong)了硫(liu)銨法脫硫(liu)工藝,于(yu)2007 年(nian)3 月投入試生產(chan)。根據環境監(jian)測(ce)站2007 年(nian)11 月對該脫硫(liu)設(she)施的監(jian)測(ce)結果 (見表1) ,其脫硫(liu)效(xiao)率(lv)(lv)在95 %以上,除塵效(xiao)率(lv)(lv)為 40 % ,運(yun)行情(qing)況較穩定。

(2) 循環流化床法

福建三(san)鋼廠(chang)180 m2 燒結(jie)機(ji)采用循環流化(hua)床(chuang)法煙(yan)氣脫硫工藝,于2007 年(nian)10 月(yue)投入試(shi)運(yun)行。根據環境(jing)監測(ce)站對其(qi)進行的(de)監測(ce)結(jie)果(表2) 表明,其(qi)脫硫效(xiao)率在98 %以上,脫硫效(xiao)果好(hao),運(yun)行情況較穩定。

(3) 技術經濟指(zhi)標對(dui)比

本文(wen)從脫(tuo)硫設施總投(tou)資、運營(ying)成本、物耗能耗等多(duo)個(ge)方面對硫銨法和循環流化床(chuang)法燒結煙氣脫(tuo)硫工(gong)藝的技(ji)術經濟指標進行對比分析,結果見表3 。

通過分析可以看出,循環流化床(chuang)法相(xiang)比氨 - 硫銨法具有脫(tuo)硫效率高、占地面積小,運(yun)行維護(hu)費用(yong)低,設備無(wu)需(xu)防腐,對燒結廢(fei)氣中的重金屬(shu)脫(tuo)除效率高,總(zong)投資(zi)相(xiang)對較省等優點。同(tong)時也存(cun)在著脫(tuo)硫副產物(wu)難以綜(zong)合利用(yong)的缺點。

(4) 脫硫副產(chan)物的綜合利用(yong)

循環流(liu)化(hua)床法(fa)的脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)副產(chan)物(wu)是一種干態(tai)的混合物(wu),它包含飛灰(hui)及(ji)消石灰(hui)反應(ying)后產(chan)生的各種鈣基(ji)化(hua)合物(wu), 主要成分為CaSO4 ·1/ 2H2O , CaSO3 ·1/ 2H2O , 少量未完全(quan)反應(ying)的吸收(shou)劑 Ca (OH) 2及(ji)雜質等。硫(liu)(liu)(liu)銨法(fa)的脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)副產(chan)物(wu)是以硫(liu)(liu)(liu)酸銨為主。

在(zai)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)(yong)(yong)方(fang)面,硫(liu)銨法(fa)(fa)只要控(kong)制好脫(tuo)(tuo)硫(liu)副產(chan)(chan)物中的(de)(de)重金屬成(cheng)分,就能夠外售(shou)給化肥廠(chang)實現綜(zong)合(he)利(li)用(yong)(yong)(yong)。而(er)循環流化床法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)副產(chan)(chan)物的(de)(de)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)(yong)(yong)相(xiang)對較為困難(nan)。最(zui)新(xin)(xin)的(de)(de)工業利(li)用(yong)(yong)(yong)主要是在(zai)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)生產(chan)(chan)中替(ti)代天然石(shi)膏作(zuo)為緩凝劑。 2008 年,該綜(zong)合(he)利(li)用(yong)(yong)(yong)方(fang)案在(zai)天瑞集(ji)團汝州水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)有限公司7 500 t/ d 新(xin)(xin)型干(gan)法(fa)(fa)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)生產(chan)(chan)線(xian)(xian)[8 ]和(he)梅縣恒塔(ta)旋窯水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)有限公司2 500 t/ d 新(xin)(xin)型干(gan)法(fa)(fa)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)生產(chan)(chan)線(xian)(xian)[9 ] 中得到了成(cheng)功運用(yong)(yong)(yong)。運行結果表明,脫(tuo)(tuo)硫(liu)石(shi)膏可以作(zuo)為天然石(shi)膏的(de)(de)替(ti)代品,用(yong)(yong)(yong)于(yu)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)生產(chan)(chan)。摻入小于(yu)3 %的(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)石(shi)膏,不會影響水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)產(chan)(chan)品的(de)(de)品質。

4 　結論及建議

通(tong)過對我國(guo)目前為數不多的(de)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工(gong)程的(de)運行情(qing)況進(jin)行監測,結(jie)(jie)合(he)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)的(de)特點(dian)(dian),分析后(hou)認為,循環流化(hua)床法(fa)更為成(cheng)(cheng)(cheng)熟(shu)可(ke)靠,已有在(zai)大(da)型燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)機(ji)(三鋼180 m2 燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)機(ji)) 上運用(yong)(yong)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)范(fan)(fan)例,硫(liu)(liu)銨法(fa)現最(zui)大(da)還只用(yong)(yong)于83 m2 燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)機(ji)。循環流化(hua)床法(fa)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)(ji)術(shu)具有脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效率(lv)高,占地(di)面積小,運行維護(hu)費(fei)用(yong)(yong)低,設備無需防腐,對燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)廢氣(qi)中(zhong)的(de)重金屬(shu)脫(tuo)(tuo)(tuo)除效率(lv)高,總投資相(xiang)對較省等(deng)優點(dian)(dian)。脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)固廢(脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)石膏) 可(ke)替(ti)代天然石膏,在(zai)水(shui)泥(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)用(yong)(yong)作水(shui)泥(ni)緩凝(ning)劑。該綜合(he)利用(yong)(yong)方案(an)已成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)運用(yong)(yong)于國(guo)內多條水(shui)泥(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)的(de)工(gong)業生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)。循環流化(hua)床法(fa)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)(ji)術(shu)已被列入2008 年9 月國(guo)家環保部(bu)頒布的(de)《國(guo)家先(xian)進(jin)污(wu)染防治技(ji)(ji)術(shu)示范(fan)(fan)名錄》( 2008 年度) ,成(cheng)(cheng)(cheng)為國(guo)家當前示范(fan)(fan)和推廣(guang)的(de)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)(ji)術(shu)。

針對(dui)循環(huan)流化床法脫硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝中脫硫(liu)(liu)(liu)副產(chan)物(wu)綜(zong)合利(li)用(yong)(yong)較為(wei)困難,利(li)用(yong)(yong)方式比較單一的(de)(de)問題, 建議在下(xia)一步工(gong)作中,加強對(dui)脫硫(liu)(liu)(liu)石膏的(de)(de)成(cheng)分分析,加大力度(du)開拓和(he)研究將脫硫(liu)(liu)(liu)石膏用(yong)(yong)作垃圾場防滲層、制(zhi)造(zao)防噪隔音墻和(he)墻磚等領域的(de)(de)綜(zong)合利(li)用(yong)(yong)新(xin)方式。

參考文獻

1 　楊(yang)春平等1 中國燃煤鍋爐煙(yan)氣(qi)脫(tuo)硫技術的發展前(qian)景[J ]1 環(huan)境(jing)(jing)科學環(huan)境(jing)(jing)進展,1997 ,5 (5) :46～49

2 　馮玲等1 煙氣(qi)脫(tuo)硫技術的發展及應用現狀[J ]1 環境工程, 1997 ,15 (2) :19～24

3 　鐘(zhong)秦(qin)等1 燃煤煙氣脫硫脫硝技(ji)術及(ji)工程試例[M]1 北京(jing):化學工業出版(ban)社,2002 ,25

4 　E·Ф·維格(ge)曼1 煉鐵學(xue)1 北京(jing):冶(ye)金工業出(chu)版社(she),1993140

5 　黃導1 中國(guo)鋼(gang)鐵工(gong)業環境保護工(gong)作面臨更大壓(ya)力[J ]1 冶金環境保護,2004 , (3) :122

6 　張承中1 循環流化床(chuang)燒結煙氣脫(tuo)硫(liu)熱態模(mo)擬試驗研究(jiu)[J ]1 西安(an)建(jian)筑科技大學學報,1997 ,29 (3) :349～354

7 　岑(cen)望來(lai),胡勇,李(li)進(jin)等1 燒結(jie)煙氣脫硫(liu)技術現(xian)狀(zhuang)[J ]1 工業安全與(yu)環保,2008 ,33 (7) :27～29

8 　張冠軍1 脫硫石(shi)膏代(dai)替二(er)水(shui)石(shi)膏作水(shui)泥緩凝劑的(de)實踐[J ]1 新世紀水(shui)泥導報(bao),2008 (4) :38～39

9 　陳小惠,張登頻1 脫(tuo)硫(liu)石膏(gao)在工(gong)業水(shui)泥生(sheng)產中的(de)應用[J ] ,化(hua)學工(gong)程與裝(zhuang)備,2008 (6) :89～81

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章