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摘 要：本文以宝钢在生产过程中的脱硫实践数据或监测结果为依据，对湿法烧结脱硫工艺中多种脱硫剂的优缺点进行了详细的比较，同时亦对钢渣作为新型脱硫剂的前景和可能进行了展望，并对其优点进行了分析、比较和研究。
关键词：烧结脱硫；脱硫剂；钢渣
一、主流湿法脱硫剂的优缺点分析
目前国内湿法烧结烟气脱硫技术工业化应用日趋多元化，但使用的主要脱硫剂基本分为CaO、CaCO3、氨、MgO等，原理都是通过脱硫剂水溶后的碱性中和废气中的SO2。其中石灰石-石膏法、氨-硫铵法、MgO法、双碱法-浓碱法中的脱硫剂最具代表性。
1.石灰石-石膏法
该技术最为成熟，脱硫效率高，多广泛应用在发电领域。其脱硫剂为石灰石浆液，反应器为吸收塔，脱硫效率一般在95%以上，副产物为CaSO3（强制氧化后可生成石膏）。该法原料价格便宜，系统运行稳定，装备容易制造。
其缺点主要表现在：一是二次污染较为严重。在减排1 吨SO2 的同时会排放0.7 吨温室气体CO2，产生“烟囱雨”现象；二是运行费用较高。该法一次性投资大，需增设水处理设施，系统庞大复杂，占地面积大，不太适合预留场地不足的企业；工艺扩展性有限，对烧结工况的适应性相对较差，无法有效脱除SO2 以外的有毒有害物质；三是日常检修维护量大，设备易结垢、磨损、腐蚀，且副产物综合利用价值有限。这是因为烧结烟气SO2 含量、气量、温度变化大，浆液PH 值要及时调整，否则脱硫效率、设备寿命、运行费用均会受到影响；同时对环境亦存在影响，不宜在人口稠密地区建设。
2.氨-硫铵法
氨法脱硫技术成熟，脱硫效率可达90%以上；脱硫剂为5%氨水，反应器为喷淋塔，副产物为硫酸铵。其工艺布置较为灵活，工况适应性强，反应速度快，副产物综合利用价值相对较高。但与其他工艺相较，仍存在诸多不足：一是投资高。二是运行成本较高。原料所用浓氨水需外购，且其运输、贮存要求较高；系统防腐蚀要求较高，特别是对改造项目，需耗资数千万元对原烟囱内衬重新进行防腐处理，否则从脱硫塔顶部直排的脱硫烟气极易使塔周围空气呈酸性。三是副产物品质有待进一步提高。其副产物为硫氨组分，质量稳定性易受烧结机头除尘效率影响，氮含量较低，还含有少量重金属和二恶英等污染物质，应用范围相对有限；四是工艺扩展性相对有限。该法对烧结烟气除SO2 外的其他酸性气体脱除率较低；大量消耗NH3，且气体逃逸严重，外排烟囱冒酸雨，造成环境污染；耗水多，设备腐蚀严重。
3.MgO法
该法脱硫效率高，不结垢，脱硫剂为MgO 水化制成的Mg（OH）2 浆液，脱硫副产物为MgSO3和少量MgSO4，综合利用率低，如进行回收，则投资大；废水难以处理；设备腐蚀严重，但腐蚀情况好于石膏法；亦会产生烟囱雨。
4.双碱法-浓碱法
该方法利用钠碱吸收SO2，石灰处理再生洗液，取碱法和石灰法二者之优点，避其不足。但其脱硫率无法满足较大装机量烧结脱硫的生产条件，且大量的废水处理给运营造成了负担。
二、新型钢渣脱硫剂应用于实际生产的可能性研究
钢渣是钢铁生产过程中排出的固体废弃物。由于各个企业采用的工艺、原料、炉型等各有区别，其产生的钢渣成分也各不相同。一般而言，钢渣的主要成分是硅、钙、铁等的氧化物，其矿物相主要为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）等，总量在50%以上。
我国钢渣堆积量已达4亿吨，据保守估算每年钢渣产生量约为7500万吨。目前我国钢渣利用率不足10%，已成为制约我国钢铁行业可持续发展和健康发展的瓶颈之一。
当前，钢渣的综合利用方向主要有回收废钢、水泥、筑路材料及农业生产等几个方面。但钢渣的成分波动较大，且其硬度较大、难以研磨等特点也使其利用空间难以拓展。
钢渣的化学成分主要有CaO 、f-CaO等，其中CaO的含量较高，能达到40%～50%。由于CaO遇水后呈强碱性，因此可用来脱除烟气中SO2等酸性气体，符合“以废治废”的发展方向。
利用钢渣浆液为脱硫吸收剂与直接利用CaO或者CaCO3做脱硫吸收剂非常相似，但钢渣法异于它法的地方在于，其含有的大量金属氧化物对其湿法脱硫的整个过程起到十分重要的作用。
钢渣法是一种类似于石灰石-石膏法的湿法脱硫工艺，二者在流程设置上也比较相似。钢渣湿法脱硫装置主要包括：
1.钢渣吸收剂（钢渣浆液）制备系统；
2.吸收塔系统；
3.脱硫副产物处理系统；
4.烟气系统及控制系统。
钢渣经“破碎—筛分—磁选、破碎—湿磨—磁选、钢铁渣超细磨”等工艺流程的处理，使其粒度达到较大的比表面积，为改善烟气中的微粒与液体的接触创造条件，从而提高脱硫的去除效率。脱硫后产生的残渣，很容易进行脱水。脱硫残渣既可直接制成高品质的水泥，也可作为盐碱地的土壤改良剂，实现对外出售，达到“以废治废、变废为宝”的目的，从而有力地降低烧结烟气的脱硫成本。
三、钢渣和CaCO3作为脱硫剂的比较
湿法脱硫目前应用最多的吸收剂还是石灰石/石灰，但由于国内的石灰杂质含量很高，脱硫产生的副产物石膏纯度低，综合利用价值低，基本上作废物处理，使得在脱硫的同时又产生了大量的固废物，没有起到环保节能的作用。
我国钢渣碱性物质含量高，产生和堆放量大，对周围生态环境极易造成污染。因此用钢渣做脱硫剂，其来源有充分保障，既可降低烟气中SO2对环境的污染，其反应生成的副产物脱水后亦可做成品质较高的水泥改良剂，使工业固废得到了综合利用，达到了“以废治废”的目的。
以宝钢烧结机脱硫设施为例，对湿法脱硫工艺的两种脱硫剂运行情况进行比较：用石灰石作为原料月均消耗740吨，而应用钢渣为原料只需月耗620吨。
四、结语
综上，目前使用范围最广、最多的吸收剂还是石灰石/石灰，虽然钢渣在当前的应用范围和数量还不是太多，但钢渣作为脱硫剂具有的脱硫成本低、脱硫副产物可资源化利用等优点值得科研人员对其综合利用前景抱有乐观的期望。
参考文献
[1] 冯雷.烧结烟气湿法脱硫方案浅析.
[2] 王维新.烧结全脱硫的技术选择_湿法技术分析.
关键词：烧结脱硫；脱硫剂；钢渣
一、主流湿法脱硫剂的优缺点分析
目前国内湿法烧结烟气脱硫技术工业化应用日趋多元化，但使用的主要脱硫剂基本分为CaO、CaCO3、氨、MgO等，原理都是通过脱硫剂水溶后的碱性中和废气中的SO2。其中石灰石-石膏法、氨-硫铵法、MgO法、双碱法-浓碱法中的脱硫剂最具代表性。
1.石灰石-石膏法
该技术最为成熟，脱硫效率高，多广泛应用在发电领域。其脱硫剂为石灰石浆液，反应器为吸收塔，脱硫效率一般在95%以上，副产物为CaSO3（强制氧化后可生成石膏）。该法原料价格便宜，系统运行稳定，装备容易制造。
其缺点主要表现在：一是二次污染较为严重。在减排1 吨SO2 的同时会排放0.7 吨温室气体CO2，产生“烟囱雨”现象；二是运行费用较高。该法一次性投资大，需增设水处理设施，系统庞大复杂，占地面积大，不太适合预留场地不足的企业；工艺扩展性有限，对烧结工况的适应性相对较差，无法有效脱除SO2 以外的有毒有害物质；三是日常检修维护量大，设备易结垢、磨损、腐蚀，且副产物综合利用价值有限。这是因为烧结烟气SO2 含量、气量、温度变化大，浆液PH 值要及时调整，否则脱硫效率、设备寿命、运行费用均会受到影响；同时对环境亦存在影响，不宜在人口稠密地区建设。
2.氨-硫铵法
氨法脱硫技术成熟，脱硫效率可达90%以上；脱硫剂为5%氨水，反应器为喷淋塔，副产物为硫酸铵。其工艺布置较为灵活，工况适应性强，反应速度快，副产物综合利用价值相对较高。但与其他工艺相较，仍存在诸多不足：一是投资高。二是运行成本较高。原料所用浓氨水需外购，且其运输、贮存要求较高；系统防腐蚀要求较高，特别是对改造项目，需耗资数千万元对原烟囱内衬重新进行防腐处理，否则从脱硫塔顶部直排的脱硫烟气极易使塔周围空气呈酸性。三是副产物品质有待进一步提高。其副产物为硫氨组分，质量稳定性易受烧结机头除尘效率影响，氮含量较低，还含有少量重金属和二恶英等污染物质，应用范围相对有限；四是工艺扩展性相对有限。该法对烧结烟气除SO2 外的其他酸性气体脱除率较低；大量消耗NH3，且气体逃逸严重，外排烟囱冒酸雨，造成环境污染；耗水多，设备腐蚀严重。
3.MgO法
该法脱硫效率高，不结垢，脱硫剂为MgO 水化制成的Mg（OH）2 浆液，脱硫副产物为MgSO3和少量MgSO4，综合利用率低，如进行回收，则投资大；废水难以处理；设备腐蚀严重，但腐蚀情况好于石膏法；亦会产生烟囱雨。
4.双碱法-浓碱法
该方法利用钠碱吸收SO2，石灰处理再生洗液，取碱法和石灰法二者之优点，避其不足。但其脱硫率无法满足较大装机量烧结脱硫的生产条件，且大量的废水处理给运营造成了负担。
二、新型钢渣脱硫剂应用于实际生产的可能性研究
钢渣是钢铁生产过程中排出的固体废弃物。由于各个企业采用的工艺、原料、炉型等各有区别，其产生的钢渣成分也各不相同。一般而言，钢渣的主要成分是硅、钙、铁等的氧化物，其矿物相主要为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）等，总量在50%以上。
我国钢渣堆积量已达4亿吨，据保守估算每年钢渣产生量约为7500万吨。目前我国钢渣利用率不足10%，已成为制约我国钢铁行业可持续发展和健康发展的瓶颈之一。
当前，钢渣的综合利用方向主要有回收废钢、水泥、筑路材料及农业生产等几个方面。但钢渣的成分波动较大，且其硬度较大、难以研磨等特点也使其利用空间难以拓展。
钢渣的化学成分主要有CaO 、f-CaO等，其中CaO的含量较高，能达到40%～50%。由于CaO遇水后呈强碱性，因此可用来脱除烟气中SO2等酸性气体，符合“以废治废”的发展方向。
利用钢渣浆液为脱硫吸收剂与直接利用CaO或者CaCO3做脱硫吸收剂非常相似，但钢渣法异于它法的地方在于，其含有的大量金属氧化物对其湿法脱硫的整个过程起到十分重要的作用。
钢渣法是一种类似于石灰石-石膏法的湿法脱硫工艺，二者在流程设置上也比较相似。钢渣湿法脱硫装置主要包括：
1.钢渣吸收剂（钢渣浆液）制备系统；
2.吸收塔系统；
3.脱硫副产物处理系统；
4.烟气系统及控制系统。
钢渣经“破碎—筛分—磁选、破碎—湿磨—磁选、钢铁渣超细磨”等工艺流程的处理，使其粒度达到较大的比表面积，为改善烟气中的微粒与液体的接触创造条件，从而提高脱硫的去除效率。脱硫后产生的残渣，很容易进行脱水。脱硫残渣既可直接制成高品质的水泥，也可作为盐碱地的土壤改良剂，实现对外出售，达到“以废治废、变废为宝”的目的，从而有力地降低烧结烟气的脱硫成本。
三、钢渣和CaCO3作为脱硫剂的比较
湿法脱硫目前应用最多的吸收剂还是石灰石/石灰，但由于国内的石灰杂质含量很高，脱硫产生的副产物石膏纯度低，综合利用价值低，基本上作废物处理，使得在脱硫的同时又产生了大量的固废物，没有起到环保节能的作用。
我国钢渣碱性物质含量高，产生和堆放量大，对周围生态环境极易造成污染。因此用钢渣做脱硫剂，其来源有充分保障，既可降低烟气中SO2对环境的污染，其反应生成的副产物脱水后亦可做成品质较高的水泥改良剂，使工业固废得到了综合利用，达到了“以废治废”的目的。
以宝钢烧结机脱硫设施为例，对湿法脱硫工艺的两种脱硫剂运行情况进行比较：用石灰石作为原料月均消耗740吨，而应用钢渣为原料只需月耗620吨。
四、结语
综上，目前使用范围最广、最多的吸收剂还是石灰石/石灰，虽然钢渣在当前的应用范围和数量还不是太多，但钢渣作为脱硫剂具有的脱硫成本低、脱硫副产物可资源化利用等优点值得科研人员对其综合利用前景抱有乐观的期望。
参考文献
[1] 冯雷.烧结烟气湿法脱硫方案浅析.
[2] 王维新.烧结全脱硫的技术选择_湿法技术分析.