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[摘 要] 本文主要探讨了烧结烟气污染、烧结烟气脱硫工艺的选择原则、烧结机烟气污染的控制方法三个问题,以供大家交流。
[关键词] 烧结机烟气 脱硫工艺 控制方法
1、烧结烟气污染
钢铁企业烧结烟气是烧结混合料点火后,在高温烧结成型过程中所产生的含尘及SO2的废气。烧结烟气主要特点是:气量大;温度较高;挟带粉尘多;气流量波动大;SO2浓度变化大且浓度较低,一般在1000 -3000mg/k3;含湿量大;具有腐蚀性。由于烧结烟气具有上述的特点,因此烧结烟气中的SO2较难处理,所以钢铁企业的迅猛发展无形中加剧了大气SO2的污染程度。SO2的大量排放使城市空气污染不断加剧,随着国家对SO2 污染控制力度的加大,污染情况有所好转,2007年SO2均浓度达到二级标准的城市占79.1%,劣于三级标准的占1.2%.,但形势仍不容乐观。SO2大量排放导致“酸雨”的形成,在2007年监测的500个城市(县)中,出现酸雨的城市281个,占56.2%;酸雨发生频率在25%以上的城市171个,占34.2%;酸雨发生频率在75%以上的城市65个,占13.0%。伴随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展,单机废气量和SO2排放量随之增大,因此,控制烧结烟气中SO2的污染势在必行。
2、烧结烟气脱硫工艺的选择原则
选择烧结烟气脱硫工艺应坚持循环经济路线,争取在脱硫过程中尽量不产生废水、废气、固体废弃物等二次污染,脱硫副产物能够实现较好的利用。烧结机脱硫是一个一次性投资及运行费用都很高昂的工艺,如选择不好,企业将长期背上一个沉重的包袱。现在正值我国烧结机脱硫蓬勃发展的时期,巨大的市场蕴藏着巨大的商机,各烧结脱硫装备制造、技术开发、工程研究等企业应加紧与钢铁企业密切合作,共同为钢铁企业烧结机脱硫作出贡献。
借鉴电厂的脱硫经验是一种明智的选择,但不能完全照搬。烧结机烟气脱硫技术工艺与锅炉烟气脱硫技术相比既有共同点也有不同点,共同点为:工艺路线、设备种类基本相同;不同点为:1)运行参数、设备性能不同,这主要是由于烧结机的引风机出口正压较大、SO2 浓度较低且不稳定;2)烧结机的排烟烟筒高度较低,不利于烟气扩散,对气液分离和排烟温度要求更高;3)烟气中氧含量较高,应注意脱硫副产物氧化设计参数的选择;4)烧结灰中所含重金属种类和含量较多,在采用湿法脱硫时对脱硫外排水的处理更显得重要;5)烧结机烟气量不稳定,在采用流化床脱硫工艺时应注意气量平衡问题,防止由于气量不平衡而导致塌床现象的发生;6)烧结机自动化管理水平较低,应着力加强脱硫操作人员的技术培训。选择脱硫工艺时需经过技术经济等多方面的综合比较,根据具体情况选择适合的脱硫技术。湿法和半干法脱硫用于烧结机脱硫在技术上都是可行的,但从经济角度考虑,降低脱硫投资和运行费用是非常重要的选择条件。根据不同地区的具体情况,应对新旧烧结机采用不同的标准要求,并且对现有烧结机根据烧结面积不同也要区别对待。
2、1新建烧结机烟气脱硫技术选择
对于新建烧结机应执行严格的排放标准,脱硫设施与主体工程三同时,应采用脱硫效率较高的烟气脱硫技术。如果烧结机烟气中SO2 排放浓度一般在1000mg/Nm3,《钢铁工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)规定新建企业烧结设备SO2 排放标准为100mg/Nm3,达标排放所需的脱硫效率需在90%以上。根据不同脱硫技术介绍,满足90%脱硫效率的脱硫技术主要为湿法脱硫技术,其中湿式石灰(石)―石膏法、氨―硫铵法具有较强的竞争力。近几年随着半干法脱硫技术的不断成熟,已经有应用于中大型烧结机的成功先例,其脱硫效率也可控制在90%以上,比如由大连绿诺环境工程科技有限公司承建的邯钢400m2烧结机烟气脱硫工程,就采用循环流化床半干法脱硫工艺,其脱硫效率可达92%左右,而且该公司在攀钢和涟钢的360m2烧结机上都采用半干法脱硫工艺,脱硫效率可以根据需要进行调整。
随着脱硫技术的不断成熟,新的资源再利用性的脱硫工艺也在不断涌现,比如大连绿诺环境工程科技有限公司推出的大系统DXT氨法脱硫工艺,其工艺主导思想为:利用来自焦化厂焦炉粗煤气经磷酸洗氨后产生的氨水作为脱硫剂,脱除烧结厂烧结机烟气当中的SO2、NOX,其副产物为有经济价值的农用硫酸铵,即:利用焦炉煤气当中的废弃氨去治理烧结烟气当中的废气SO2、NOX,达到以废治废,变废为宝的目的。
2、2在用烧结机烟气脱硫技术选择
对在用烧结机烟气脱硫,烧结面积在180m2 以上的大中型烧结机脱硫,建议选择脱硫效率较高(90%以上)能稳定运行的脱硫技术;对于烧结面积小于180m2的中小烧结机脱硫,选择脱硫效率能满足排放标准要求、占地面积小、脱硫副产物可资源化或较少增加脱硫副产物输出的技术。在用中小烧结机烟气脱硫需满足三个基本条件:1)由于烟气中SO2 的原始浓度低,达到标准中现有企业烟气排放浓度600mg/Nm3 只需40%以上脱硫效率;2)在用烧结机可用于脱硫场地面积小,因此,需选用占地面积小的脱硫技术,3)脱硫副产物可资源化,至少达到较少增加副产物的输出量要求。根据脱硫技术介绍,基本满足上述条件脱硫技术主要为干法脱硫技术,其中旋转喷雾干燥吸收(SDA)工艺、NID工艺、MEROS、半干半湿法工艺等都能达到要求。干(半干)法脱硫工艺具有工艺简单,运行维护管理方便;占地面积小、一次投资、运行成本低、无废水产生、系统在高于酸露点温度运行,系统不存在腐蚀而无需防腐处理、能接近100%的脱除SO32-、F-和Cl-等酸性物质,工艺上有优势;但也存在脱硫效率低、副产物资源化困难、运行业绩大大少于湿法脱硫等问题。因此在选用上述何种脱硫技术用于烧结机烟气脱硫,须根据企业的具体情况而定。
3、烧结机烟气污染的控制方法
烧结烟气SO2污染的控制方法主要有低硫原料配入法,高烟囱扩散稀释法和烟气脱硫法。
(1)低硫原料配入法
低硫原料配入法是在确定烧结原料方案时,按照规定的SO2允许排放量来适当地选择、配入含硫低的原料,以实现对排放SO2排放量的控制。此法是从根本上消除SO2污染简单易行、有效的措施,但此法使烧结原料来源受到一定限制,烧结矿的生产成本也会随含硫原料价格的上涨而增加,因此,此法应用有较大难度。
(2)高烟囱扩散稀释法
高烟囱扩散稀释法是利用具有一定高度的烟囱,将含SO2的烟气排放到远离地面的大气层中,通过大气的自然气象条件,使SO2在大气中扩散、稀释、降低浓度,随风扩散到远处,从而达到改善污染源附近地区大气环境质量的目的。此方法在20世纪70年代是西方发达国家控制大气SO2污染的主要方法,在冶金、电力等行业广泛应用。在我国,对大气污染物实行的是浓度和排放总量必须同时达到国家标准,因此高烟囱扩散稀释法在我国是行不通的。
(3)烟气脱硫法
烟气脱硫法是利用SO2吸收剂(如生石灰等)吸收烟气中的SO2,从而降低烟气中SO2浓度,使烟气达标排放且满足污染物总量控制的方法。烧结烟气脱硫投资较大,运行成本较高,由于烟气脱硫技术以“抛弃法”为主,因此在脱除SO2的同时,往往伴随着硫资源的严重浪费和固体废弃物的产生,不仅占用大量土地而且易造成二次污染,目前烧结烟气脱硫技术正向能够回收利用硫资源的方向发展。通过对上述烧结烟气SO2污染控制方法的比较,烟气脱硫法是控制烟气SO2排放的有效方法。
综上,常规的烟气脱硫方法在脱除SO2的同时产生新的废物,需要对这些废物进行合理的处置和利用,处理不好会产生新的二次污染,所以,应该着手不断研究新的方法,有效地解决实际问题。一般,在烧结机烟气脱硫运行一段时间后,根据不同脱硫技术用不同脱硫剂时、产生不同脱硫副产物的实际情况,选择有代表性的脱硫副产物进行资源化研究,探索出一条适合地区差异、企业特征、能彻底解决脱硫副产物资源化途径,这是一个长期值得研究的课题。
参 考 文 献
1、廖继勇,等。烧结烟气脱硫脱硝技术的发展与应用前景[J],烧结球团, 2008,(04)
2、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,(04)
3、王亮。烧结烟气脱硫技术的比较分析[J],河北冶金,2008,(02)■
[关键词] 烧结机烟气 脱硫工艺 控制方法
1、烧结烟气污染
钢铁企业烧结烟气是烧结混合料点火后,在高温烧结成型过程中所产生的含尘及SO2的废气。烧结烟气主要特点是:气量大;温度较高;挟带粉尘多;气流量波动大;SO2浓度变化大且浓度较低,一般在1000 -3000mg/k3;含湿量大;具有腐蚀性。由于烧结烟气具有上述的特点,因此烧结烟气中的SO2较难处理,所以钢铁企业的迅猛发展无形中加剧了大气SO2的污染程度。SO2的大量排放使城市空气污染不断加剧,随着国家对SO2 污染控制力度的加大,污染情况有所好转,2007年SO2均浓度达到二级标准的城市占79.1%,劣于三级标准的占1.2%.,但形势仍不容乐观。SO2大量排放导致“酸雨”的形成,在2007年监测的500个城市(县)中,出现酸雨的城市281个,占56.2%;酸雨发生频率在25%以上的城市171个,占34.2%;酸雨发生频率在75%以上的城市65个,占13.0%。伴随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展,单机废气量和SO2排放量随之增大,因此,控制烧结烟气中SO2的污染势在必行。
2、烧结烟气脱硫工艺的选择原则
选择烧结烟气脱硫工艺应坚持循环经济路线,争取在脱硫过程中尽量不产生废水、废气、固体废弃物等二次污染,脱硫副产物能够实现较好的利用。烧结机脱硫是一个一次性投资及运行费用都很高昂的工艺,如选择不好,企业将长期背上一个沉重的包袱。现在正值我国烧结机脱硫蓬勃发展的时期,巨大的市场蕴藏着巨大的商机,各烧结脱硫装备制造、技术开发、工程研究等企业应加紧与钢铁企业密切合作,共同为钢铁企业烧结机脱硫作出贡献。
借鉴电厂的脱硫经验是一种明智的选择,但不能完全照搬。烧结机烟气脱硫技术工艺与锅炉烟气脱硫技术相比既有共同点也有不同点,共同点为:工艺路线、设备种类基本相同;不同点为:1)运行参数、设备性能不同,这主要是由于烧结机的引风机出口正压较大、SO2 浓度较低且不稳定;2)烧结机的排烟烟筒高度较低,不利于烟气扩散,对气液分离和排烟温度要求更高;3)烟气中氧含量较高,应注意脱硫副产物氧化设计参数的选择;4)烧结灰中所含重金属种类和含量较多,在采用湿法脱硫时对脱硫外排水的处理更显得重要;5)烧结机烟气量不稳定,在采用流化床脱硫工艺时应注意气量平衡问题,防止由于气量不平衡而导致塌床现象的发生;6)烧结机自动化管理水平较低,应着力加强脱硫操作人员的技术培训。选择脱硫工艺时需经过技术经济等多方面的综合比较,根据具体情况选择适合的脱硫技术。湿法和半干法脱硫用于烧结机脱硫在技术上都是可行的,但从经济角度考虑,降低脱硫投资和运行费用是非常重要的选择条件。根据不同地区的具体情况,应对新旧烧结机采用不同的标准要求,并且对现有烧结机根据烧结面积不同也要区别对待。
2、1新建烧结机烟气脱硫技术选择
对于新建烧结机应执行严格的排放标准,脱硫设施与主体工程三同时,应采用脱硫效率较高的烟气脱硫技术。如果烧结机烟气中SO2 排放浓度一般在1000mg/Nm3,《钢铁工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)规定新建企业烧结设备SO2 排放标准为100mg/Nm3,达标排放所需的脱硫效率需在90%以上。根据不同脱硫技术介绍,满足90%脱硫效率的脱硫技术主要为湿法脱硫技术,其中湿式石灰(石)―石膏法、氨―硫铵法具有较强的竞争力。近几年随着半干法脱硫技术的不断成熟,已经有应用于中大型烧结机的成功先例,其脱硫效率也可控制在90%以上,比如由大连绿诺环境工程科技有限公司承建的邯钢400m2烧结机烟气脱硫工程,就采用循环流化床半干法脱硫工艺,其脱硫效率可达92%左右,而且该公司在攀钢和涟钢的360m2烧结机上都采用半干法脱硫工艺,脱硫效率可以根据需要进行调整。
随着脱硫技术的不断成熟,新的资源再利用性的脱硫工艺也在不断涌现,比如大连绿诺环境工程科技有限公司推出的大系统DXT氨法脱硫工艺,其工艺主导思想为:利用来自焦化厂焦炉粗煤气经磷酸洗氨后产生的氨水作为脱硫剂,脱除烧结厂烧结机烟气当中的SO2、NOX,其副产物为有经济价值的农用硫酸铵,即:利用焦炉煤气当中的废弃氨去治理烧结烟气当中的废气SO2、NOX,达到以废治废,变废为宝的目的。
2、2在用烧结机烟气脱硫技术选择
对在用烧结机烟气脱硫,烧结面积在180m2 以上的大中型烧结机脱硫,建议选择脱硫效率较高(90%以上)能稳定运行的脱硫技术;对于烧结面积小于180m2的中小烧结机脱硫,选择脱硫效率能满足排放标准要求、占地面积小、脱硫副产物可资源化或较少增加脱硫副产物输出的技术。在用中小烧结机烟气脱硫需满足三个基本条件:1)由于烟气中SO2 的原始浓度低,达到标准中现有企业烟气排放浓度600mg/Nm3 只需40%以上脱硫效率;2)在用烧结机可用于脱硫场地面积小,因此,需选用占地面积小的脱硫技术,3)脱硫副产物可资源化,至少达到较少增加副产物的输出量要求。根据脱硫技术介绍,基本满足上述条件脱硫技术主要为干法脱硫技术,其中旋转喷雾干燥吸收(SDA)工艺、NID工艺、MEROS、半干半湿法工艺等都能达到要求。干(半干)法脱硫工艺具有工艺简单,运行维护管理方便;占地面积小、一次投资、运行成本低、无废水产生、系统在高于酸露点温度运行,系统不存在腐蚀而无需防腐处理、能接近100%的脱除SO32-、F-和Cl-等酸性物质,工艺上有优势;但也存在脱硫效率低、副产物资源化困难、运行业绩大大少于湿法脱硫等问题。因此在选用上述何种脱硫技术用于烧结机烟气脱硫,须根据企业的具体情况而定。
3、烧结机烟气污染的控制方法
烧结烟气SO2污染的控制方法主要有低硫原料配入法,高烟囱扩散稀释法和烟气脱硫法。
(1)低硫原料配入法
低硫原料配入法是在确定烧结原料方案时,按照规定的SO2允许排放量来适当地选择、配入含硫低的原料,以实现对排放SO2排放量的控制。此法是从根本上消除SO2污染简单易行、有效的措施,但此法使烧结原料来源受到一定限制,烧结矿的生产成本也会随含硫原料价格的上涨而增加,因此,此法应用有较大难度。
(2)高烟囱扩散稀释法
高烟囱扩散稀释法是利用具有一定高度的烟囱,将含SO2的烟气排放到远离地面的大气层中,通过大气的自然气象条件,使SO2在大气中扩散、稀释、降低浓度,随风扩散到远处,从而达到改善污染源附近地区大气环境质量的目的。此方法在20世纪70年代是西方发达国家控制大气SO2污染的主要方法,在冶金、电力等行业广泛应用。在我国,对大气污染物实行的是浓度和排放总量必须同时达到国家标准,因此高烟囱扩散稀释法在我国是行不通的。
(3)烟气脱硫法
烟气脱硫法是利用SO2吸收剂(如生石灰等)吸收烟气中的SO2,从而降低烟气中SO2浓度,使烟气达标排放且满足污染物总量控制的方法。烧结烟气脱硫投资较大,运行成本较高,由于烟气脱硫技术以“抛弃法”为主,因此在脱除SO2的同时,往往伴随着硫资源的严重浪费和固体废弃物的产生,不仅占用大量土地而且易造成二次污染,目前烧结烟气脱硫技术正向能够回收利用硫资源的方向发展。通过对上述烧结烟气SO2污染控制方法的比较,烟气脱硫法是控制烟气SO2排放的有效方法。
综上,常规的烟气脱硫方法在脱除SO2的同时产生新的废物,需要对这些废物进行合理的处置和利用,处理不好会产生新的二次污染,所以,应该着手不断研究新的方法,有效地解决实际问题。一般,在烧结机烟气脱硫运行一段时间后,根据不同脱硫技术用不同脱硫剂时、产生不同脱硫副产物的实际情况,选择有代表性的脱硫副产物进行资源化研究,探索出一条适合地区差异、企业特征、能彻底解决脱硫副产物资源化途径,这是一个长期值得研究的课题。
参 考 文 献
1、廖继勇,等。烧结烟气脱硫脱硝技术的发展与应用前景[J],烧结球团, 2008,(04)
2、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,(04)
3、王亮。烧结烟气脱硫技术的比较分析[J],河北冶金,2008,(02)■