燒結(jié)脫硫重在選擇適合的工藝

時間:2008-09-26

來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:我國燒結(jié)煙氣脫硫尚處于起步階段,2005年之前還沒有一臺燒結(jié)機(jī)實施了煙氣脫硫。近年來,隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格,節(jié)能減排已成為當(dāng)前宏觀調(diào)控的重點,很多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開始實施燒結(jié)脫硫或?qū)⑵涮嵘先粘獭?/p>

我國燒結(jié)煙氣脫硫尚處于起步階段,2005年之前還沒有一臺燒結(jié)機(jī)實施了煙氣脫硫。近年來,隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格,節(jié)能減排已成為當(dāng)前宏觀調(diào)控的重點,很多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開始實施燒結(jié)脫硫或?qū)⑵涮嵘先粘獭? 日本燒結(jié)脫硫運用最多的是石灰石-石膏法,我國則廣泛應(yīng)用了半干法和氨法。目前,我國燒結(jié)脫硫投入運行的有:包鋼三燒采用ENS半干法,柳鋼二燒采用氨-硫銨法,三鋼三燒采用循環(huán)流化床法,石鋼二燒采用密相干塔法,寶鋼集團(tuán)不銹鋼分公司和梅鋼公司采用改進(jìn)的石灰石-石膏法等。我國正在建設(shè)或者已經(jīng)簽訂燒結(jié)脫硫項目合同的鋼鐵企業(yè)有20余家,除了主要采用氨法、循環(huán)流化床法以外,其他諸如MEROS(Maximized Emission Reduction of Sintering,即最大化減少燒結(jié)放散)、GSCA(固氣循環(huán)半干法煙氣脫硫工藝)、離子液法也被應(yīng)用。 總體來說,我國燒結(jié)脫硫技術(shù)處于百花齊放、百家爭鳴的階段,但缺少成熟可靠、運行穩(wěn)定且適合我國國情的燒結(jié)脫硫工藝。環(huán)境保護(hù)部于2008年4月8日發(fā)布的《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵行業(yè)(燒結(jié))》,中華人民共和國環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(HJ/T428-2008年)于8月1日實施。迫于環(huán)境壓力,鋼鐵企業(yè)不得不上馬燒結(jié)脫硫設(shè)備,但是又不得不獨自承擔(dān)脫硫工藝的巨大技術(shù)風(fēng)險、高額投資和運行費用。 國內(nèi)燒結(jié)脫硫技術(shù)各有優(yōu)缺點 石灰石-石膏法:石灰石-石膏法是目前應(yīng)用最廣泛和最成熟的脫硫工藝。日本燒結(jié)機(jī)脫硫于上世紀(jì)70年代末大多選擇該工藝。石灰石-石膏法是以石灰石漿液作為吸收劑,通過石灰石漿液在吸收塔內(nèi)對煙氣進(jìn)行洗滌,發(fā)生反應(yīng),以去除二氧化硫,反應(yīng)產(chǎn)生的亞硫酸鈣通過強(qiáng)制氧化生成石膏,脫硫后的煙氣從煙囪排放。該工藝系統(tǒng)主要包括:吸收劑制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水及儲存系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)等。該法具有脫硫效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、脫硫劑價格較低等優(yōu)點,但存在占地面積大、投資和運行費用較高、耗水量大且廢水處理費用高、副產(chǎn)物石膏在我國不易再利用等問題。 氨-硫銨法:氨-硫銨法脫硫系統(tǒng)主要包括:氨水制備及貯存系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、硫銨分離及儲運系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)等。其吸收液為氨水(液氨),吸收液通過循環(huán)泵從塔的吸收段進(jìn)入脫硫塔,煙氣從下部進(jìn)入脫硫塔,與噴淋出的吸收液反應(yīng)后,再經(jīng)除霧器除霧后進(jìn)入煙囪排空。吸收液循環(huán)吸收到一定濃度,經(jīng)過強(qiáng)制氧化,制得脫硫副產(chǎn)物———硫酸銨。該法具有脫硫效率高、副產(chǎn)物利用前景好等優(yōu)點,但存在管道腐蝕、脫硫劑價格高等缺點,適合有焦化廠的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)或廠區(qū)附近建有化工廠的企業(yè),可以利用焦化、化工氨源“以廢治廢”,副產(chǎn)物硫酸氨可作化肥,可降低大量成本。柳鋼率先采用此工藝,2007年投產(chǎn),至今已經(jīng)運行一年多。杭鋼、日鋼、攀成鋼等均選用了該工藝,目前都已在建設(shè)中。 循環(huán)流化床法:循環(huán)流化床工藝也是國外一種新的半干法技術(shù),其以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ),通過對吸收劑的多次再循環(huán),延長吸收劑與煙氣的接觸時間,提高吸收劑的利用率和脫硫效率。循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)主要包括吸收劑注入系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、物料再循環(huán)系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、脫硫后除塵器系統(tǒng)等。該法具有占地面積小、耗水量小、無腐蝕、不需要廢水處理、脫硫劑容易獲得、投資和運行成本較低等優(yōu)點,但存在副產(chǎn)物不易利用、脫硫效率較低等缺點。福建三鋼率先采用該工藝,目前運行良好,系統(tǒng)未出現(xiàn)重大問題,但脫硫渣的回收利用還需進(jìn)一步研究。 ENS法:ENS法是從德國引進(jìn)的一種半干法煙氣脫硫技術(shù)。該系統(tǒng)主要包括:新粉投加系統(tǒng)、反應(yīng)塔系統(tǒng)、電除塵系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和廢料輸送系統(tǒng)等,脫硫劑采用一定粒度的氫氧化鈣、氫氧化鎂干粉。該法占地面積小、無廢水處理、水耗和電耗低,但固定投資巨大、副產(chǎn)物難以利用。包鋼由于礦石的特殊問題,一直采用石灰石濕法工藝用于除氟脫硫,但從運行情況來看存在著很多問題。包鋼新建的燒結(jié)機(jī)采用了半干法工藝,目前運行正常,為此包鋼正在將一燒2臺燒結(jié)機(jī)脫硫工藝由濕法改成半干法。 密相干塔法:主要系統(tǒng)包括脫硫系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、脫硫劑貯存和輸送系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和供水系統(tǒng),采用干熟石灰Ca(OH)2作為脫硫劑。該法具有占地面積小、脫硫劑消耗低、耗水量低等優(yōu)點,但存在副產(chǎn)物不易利用、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等缺點。我國石鋼二燒2臺燒結(jié)機(jī)采用該工藝。 國外脫硫工藝值得借鑒 以上僅是在我國燒結(jié)已經(jīng)投入運行的幾種燒結(jié)脫硫工藝,但根據(jù)國內(nèi)外脫硫發(fā)展的情況來看,已開發(fā)出近百種脫硫工藝,根據(jù)國外燒結(jié)脫硫的應(yīng)用情況,取得成功的工藝還有活性炭吸附法、氫氧化鎂法和LEC(石灰石排控半干法)法等。此外,海水脫硫也值得沿海企業(yè)關(guān)注。 活性炭吸附法:該法于1987年由新日鐵名古屋廠最先使用,是一種干法脫硫技術(shù)。其脫硫工藝一般分為3個過程:首先煙氣進(jìn)入吸收塔,煙氣中的二氧化硫、氧氣和水蒸氣吸附在活性焦的表面。然后,在活性焦表面活性點的催化作用下二氧化硫被氧化成三氧化硫。最后,三氧化硫與水蒸氣反應(yīng)生成硫酸,吸附在活性焦的表面。吸附飽和的活性焦需排出再生,同時補(bǔ)充新活性焦。 活性焦再生是將活性焦加熱到300℃~600℃,吸附在活性焦表面的硫酸和活性焦表面的炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成二氧化硫、二氧化碳和水等。氣體中的二氧化硫含量為20%~40%,可根據(jù)需要加工為硫酸等化工產(chǎn)品,脫附后的活性焦可循環(huán)使用。 該法具有脫硫劑可重復(fù)利用、不消耗水、不產(chǎn)生廢水,副產(chǎn)物為硫酸、無二次污染,同時治理燒結(jié)產(chǎn)生的二惡英、氮氧化物等優(yōu)點,是一項一體化的先進(jìn)煙氣凈化技術(shù),在住友金屬鹿島廠、新日鐵名古屋廠、韓國浦項制鐵等多家國外企業(yè)應(yīng)用。 海水脫硫法:海水脫硫法是利用海水的天然弱堿性吸收二氧化硫的一種脫硫工藝。海水脫硫系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)及海水恢復(fù)系統(tǒng)組成。該法工藝流程相對簡單,基建投資較低,脫硫劑為取之不盡的海水,且不產(chǎn)生額外的副產(chǎn)品,不存在廢渣廢料的處理,非常適合我國沿海鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)脫硫,但目前僅在電力行業(yè)有成功應(yīng)用的經(jīng)驗。 選擇燒結(jié)脫硫工藝應(yīng)注意以下幾點:一是要堅持成熟、穩(wěn)定的原則。燒結(jié)脫硫是工業(yè)化運行,任何不成熟的工藝都將帶來運行的不穩(wěn)定性,甚至給燒結(jié)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。二是應(yīng)堅持循環(huán)經(jīng)濟(jì)路線,爭取在脫硫過程中盡量不產(chǎn)生廢水、廢氣、固體廢棄物等二次污染,脫硫副產(chǎn)物能夠?qū)崿F(xiàn)較好的利用。三是堅持經(jīng)濟(jì)節(jié)約的原則。燒結(jié)脫硫是一個一次性投資及運行費用都很高昂的工藝,如選擇不好,企業(yè)將長期背上一個沉重的包袱?,F(xiàn)在正值我國燒結(jié)脫硫蓬勃發(fā)展的時期,巨大的市場蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī),各燒結(jié)脫硫裝備制造、技術(shù)開發(fā)、工程研究等企業(yè)應(yīng)加緊與鋼鐵企業(yè)密切合作,共同為鋼鐵企業(yè)燒結(jié)脫硫作出貢獻(xiàn)。鋼鐵企業(yè)在這關(guān)鍵時期,要慎重考慮,多方考察,選擇適合本企業(yè)的成熟脫硫工藝,不能僅為了應(yīng)付國家環(huán)保檢查而不顧效果匆匆上馬。
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