谈烧结机烟气脱硫技术

邓芳 吴明强

摘要：分析了钢铁行业实施脱硫工程的意义、特点及难点，并对烧结机烟气二氧化硫控制技术和发展进行了分析。

关键词：烧结机；烟气脱硫；

中图分类号： G353.11 文献标识码：A文章编号：

引言：

随着我国经济和能耗的快速增长，SO2排放量呈逐年上升趋势，1995年我国SO2排放量已达2.43 kt/a，居世界首位。酸雨及SO2污染达国土面积的46%，硫沉降量超临界负荷面积为210万km2，占国土面积的21.9%。每年因酸雨造成损失达1000亿元人民币，酸雨及SO2污染已严重制约我国经济和社会发展。

1.实施烧结机脱硫工程的意义

从政策角度来看，国家已将烧结机脱硫纳入今明两年脱硫工程的重点。众所周知，电力、钢铁行业是排放二氧化硫的主要行业，而随着电力企业脱硫设施的建设、运行，实施钢铁烧结机脱硫工程已提上重要议程，成为今后二氧化硫减排任务的主要依托。国家、省、市也将在政策、资金上给予烧结机脱硫工程必要的支持。全面启动烧结机脱硫工程，也是落实科学发展观，建设生态社会的重要措施之一。

2.烧结烟气的特点及脱硫难点

烧结烟气是混合料点火后，随台车运行，在高温烧结过程中产生的含尘废气。烧结机生产时产生的烟气中SO2浓度变化很大，其头部和尾部烟气SO2浓度低中部浓度高。烧结料中铁氧化物会起到催化剂的作用，将部分SO2催化氧化为SO3。矿粉中的一部分有机硫转入气相呈单质硫并被氧化，由于烧结过程存在温度不均匀，排出烟气中还含有H2S和CaS。另外，混合料中的氯化物也会在烧结过程中生成可挥发性氯化物进入烟气。烧结烟气的特点决定了烧结烟气脱硫的特性和难点，其无法直接照搬电厂脱硫技术。否则还会对烧结主工艺产生影响，其结果就是直接导致脱硫系统无法长期稳定运行。同时，更无法简单移植国外的脱硫技术。因为我国国产铁精粉矿含硫率较高，一般为0. 2% ~0. 7%是进口铁精粉矿含硫率的15~20倍，另外我国焦炭的含硫也相对较高，这些是阻碍烧结烟气技术发展的所在。

3.烧结机烟气二氧化硫控制技术

钢铁行业烧结烟气中含有二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、水、氧气、氟化氢、氯化氢等复杂成分，且烟气流量、烟气温度等工况参数波动较大，难以进行脱硫治理。目前，国外主要有二种对策：一是选用低硫的原料，二是烟气脱硫。国内对烧结烟气二氧化硫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。其中烟气脱硫技术包括氨法、石灰石膏法、活性碳吸收法等。目前大部分企业选用的煤质较好，在低硫原料和高烟囱扩散稀释上对二氧化硫的排放进行了有效控制。烧结机烟气脱硫的方法虽然很多，但国内实际应用较少，应用时间也较短，效果并不明显。烟气脱硫（FGD）是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是治理烧结烟气二氧化硫污染的有效方法之一。脱硫方法按工艺特点分为湿法、半干法和干法三种。按副产品处置方式分为回收流程和抛弃流程。

3.1石灰/石灰—石膏法

该法用石灰石或石灰的乳浊液吸收烟气中的二氧化硫， 生成半水硫酸钙或石膏，其技术成熟，脱硫效率高，可达90 %。但投资和占地面积都大，运行成本高，副产品石膏的销路存在问题。目前国外工业烟气脱硫主要采用这一方法，占已建成烟气脱硫装置的83.7 %。大部分钢铁企业建厂时间都很长，存在厂地面积小、设备陈旧等问题，给脱硫改造带来了许多困难。石灰石—石膏脱硫法占地面积大，由于大部分电厂均采用石灰/石灰—石膏法进行脱硫，产生的副产品目前已经出现滞销现象，再加上烧结机的烟气量变化较大，石灰石湿法脱硫技术不适用于厂地面积较小的老钢铁厂。

3.2喷雾干燥法

该法是以石灰乳为吸收剂的半干法脱硫，脱硫率为80%～90%，投资比石灰石膏法低，但副产品要废弃，该法占已建成烟气脱硫装置的8.4%。喷雾干燥法产生的副产品无利用价值，同时大量堆放过多的副产品会对周围环境造成二次污染，不适于厂区面积较小、厂区设在市内的钢铁企业。

3.3氨—硫铵法

氨—硫铵法烧结烟气脱硫工艺，是把烧结厂的烟气脱硫和焦化厂的煤气脱氨相结合的一种“化害为利”的综合处理工艺。其脱硫率达 90%以上，脱硫副产品为硫铵化肥，纯度为 96%以上。对于中小型规模的烧结机厂有利于保证脱硫设施的稳定运行。

3.4 ENS 半干法

德国 ENS 半干法采用一定粒径要求的 Ca/Mg（OH）2干粉作为吸附剂，通过输送系统和投加器进入烟气管道，由烟气带入反应塔。在反应塔内与雾化系统的水雾接触，使碱性干粉表面湿润，酸性气体同时湿润，附着并与湿润碱性物发生反应，生成钙/镁盐，反应后的烟气及盐粒在反应塔下部被烟气的余热干燥，进入除尘器，烟尘被除尘器收集，净化后的烟气经风机送烟囱排放。除尘器的部分收集尘返回反应塔管道，强化反应和再利用。半干法技术克服了酸性气体处理中湿法技术存在的工程难题，德国工业界目前已大量采用半干法技术。我国烧结机脱硫起步较晚，烧结机脱硫更是刚刚启动，还少有经验和规律可循。采用何种脱硫工艺，这是摆在钢铁企业决策者面前的一道难题。由于目前钢厂需要硫酸，烧结机脱硫的工艺是以回收二氧化硫和硫酸生产相结合的工艺，比如氨—硫铵法、ENS 半干法，因占地空间较小，比较适合老钢厂的脱硫改造。

4.烧结烟气脱硫技术发展趋势

烧结烟气脱硫的研究，日本居于世界领先地位，日本在20世纪70年代建设的大型烧结机，先后采用了烧结烟气脱硫法，脱硫方式为湿式吸收法。进入20世纪80年代以后，考虑到资源的综合利用，烧结烟气脱硫技术均向回收利用资源的方向发展。

4.1 新日铁的活性焦炭吸收法

日本新日铁于1987年在名古屋钢铁厂烧结机设置了1套利用活性炭吸附烧结烟气脱硫、脱硝装置,处理烟气量为90万m3/h,投资55亿日元，年运行费用约10亿日元。其工艺流程为:烧结机→旋风除尘器→主风机→升压鼓风机→烧结排烟脱硫、脱硝、除尘设备→烟囱。烧结机排出的烟气经旋风除尘器简单除尘后，粉尘质量浓度由1000mg/m3降为 250 mg/m3，由主风机排出，经升压鼓风机后送往吸收塔，在吸收塔的入口处添加脱硝所需的氨气。经吸收塔内的活性焦炭脱硫、脱硝和除尘后，从烟囱排出。活性焦炭吸收法平时运行维护费用较高，运行脱硫设施不仅会影响钢厂产量，还会增加过大的运行成本，不适合设施陈旧的大型钢铁厂。

4.2 氨硫铵法烧结烟气脱硫

氨硫铵法烧结烟气脱硫工艺，是把烧结厂的烟气脱硫和焦化厂的煤气脱氨相结合的一种/化害为利0的综合处理工艺。由吸收、氧化和后处理部分组成,其脱硫率达90%,脱硫副产品为硫氨化肥,纯度为96%以上。

5.结语：

实施钢铁烧结机脱硫工程，无论从政策、经济、环保、社会等角度看，其意义都非常重大。是实现节能减排的目标、建设生态省、实现经济社会全面协调可持续发展的一项重要措施。

参考文献：

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