探究半干法烧结烟气脱硫灰的综合利用

张宇鹏

（松原市环境监测站吉林松原138000）

探究半干法烧结烟气脱硫灰的综合利用

张宇鹏

（松原市环境监测站吉林松原138000）

烧结烟气中的二氧化硫已经成为钢铁行业最主要的污染物，废气的减排技术已经成为钢铁企业及环保企业研究课题的重点，由此产生的烧结烟气脱硫灰的综合利用便成为亟待解决的另一问题。目前钢铁企业大多数采用半干法脱硫技术进行烧机烟气的脱硫处理。而半干法烟气脱硫技术所产生的脱硫灰的组成比较复杂，稳定性较差，并且再次利用难度大。脱硫灰的堆积不仅占据了大量的土地资源其处置耗费了巨大的资金成本，而堆积物中的硫化物对环境造成严重污染。因此，对半干法烟气脱硫灰的再次综合处置和利用方式的探索，也成为我国建设绿色环保资源节约型社会的关键之路。

烟气脱硫；脱硫技术；综合利用

在国家经济不断发展的情况下，越来越多的新技术运用在工业生产中，进一步促进了工业生产的发展，但是，由于先进技术的使用推动了经济效益的提升，却忽略了环保问题，工业生产的物质中排放大量的化学物质，如二氧化硫等有害气体，严重污染大气环境。因此，在国家政策的严格要求下，国内的一些大型企业将烧结烟气脱硫装置引入企业生产中，脱硫装置投入到企业生产中后，二氧化硫等有害物质的排放量有所下降，但新的问题又接踵而来，处理过后的脱硫副产物成为了比较大的环境问题，人们采取的主要方式为抛弃或者堆放的处置方式，这种方式对水源和土壤，造成了二次污染，对大气环境造成深度破坏。

1　烧结烟气脱硫灰的产生与组分

随着脱硫技术的发展，烟气脱硫技术的种类已发展至数百种，而得到大规模推广运用却只有十几种。按工艺特点主要可以分成湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫三种。按照脱硫工艺的种类不同来划分，脱硫灰主要分为喷雾干燥烟气脱硫灰、炉内喷钙脱硫灰、新型一体化（NID）烟气脱硫灰、烟气循环流化床脱硫灰、密相塔半干法烟气脱硫灰和电干式吸收剂喷射（COSI）烟气脱硫灰等。如果按产生烟气的来源不同，烟气脱硫灰又可以划分为，钢厂烧结烟气脱硫灰、燃煤锅炉烟气脱硫灰以及其他工业炉窑烟气脱硫灰等等。半干法烧结烟气脱硫灰的外观是一种深红色的粉末，是烧结工序中的铁精粉中主要成分Fe2O3部分进入烟气的缘故。烟气脱硫灰的容积密度为0.56 t/m3～1.0t/m3，真密度2.16 t/m3～2.63t/m3。

2　先进脱硫技术的发展

烟气脱硫技术是一种有效控制二氧化硫排放的手段，目前，在工业中常用的烟气脱硫技术多达大二十多种，将众多的脱硫技术按照它的工艺方法可分为湿法脱硫技术，半干法烟气脱硫技术，以及干法烟气脱硫技术，对于不同的脱硫技术，采用不同的脱硫方法。比如：湿法脱硫技术主要是钠碱法、双减法等；半干法烟气脱硫技术主要采用的是循环流化床法、SDA法等；干法烟气脱硫技术主要包括活性炭吸附法和电子束照射法等。这些技术能够让工业生产中的二氧化硫等有害物质被过滤分解。

2.1脱硫灰的理化特征性

烧结烟气脱硫灰是工业生产的烟囱中的烧结烟气与工业脱硫剂发生一定的反应后，再经除尘器分离后产生的一种物质，半干法循环流化床烧结烟气脱硫灰是一种非常细的深红色粉末，而烧结烟气脱硫灰颗粒比电厂脱硫灰的颗粒要细，在建筑材料的用量方面具有很大的限制作用，主要是因为脱硫灰中硫的含量比较高，在烧结过程中，容易使脱硫灰中的有利因素出现大量流失的现象。

2.2脱硫灰综合利用技术的发展

在脱硫灰的利用过程中，由于亚硫酸钙的含量比较高，因此，它的利用难度比较大。而电厂的脱硫灰中的二氧化硅和三氧化二氯的含量比较高，这两种物质的存在，使得电厂中的脱硫灰可以当作生产水泥熟料的原材料被利用。但由于我国对新技术的运用还不够成熟，目前正处于研究中，因而对钢铁厂中的烧结烟气脱硫灰的利用率并不是特别高。由此可见，钢铁厂中的烧结烟气脱硫灰的开发与利用还有很大的空间。目前，我国所采用的脱硫灰综合利用研究主要有以下几种。

脱硫灰可以用来制备水泥缓凝剂。在经济发展越来越快的情况下，建筑工程的发展也比较迅速，但是，由于材料技术与建筑行业的发展速度无法保持一致，所以，材料技术制约着建筑业的发展。尤其是水泥材料的技术方面，而脱硫灰中的二水硫酸钙能够与水泥熟料中的铝酸钙发生反应，进而生产比较难以溶解的水化硫铝酸钙，从而延缓水泥的凝结速度［2］。此外，脱硫灰还具有较大的经济效益，由于矿渣、钢渣粉尘中的物质比较特殊，如果再加入煅烧改性烧结烟气脱硫灰和水泥熟料等物质，能够让矿渣胶凝材料在抗压强度方面比较的理想，同时也能长时间的养护矿渣胶凝材料，具有很高的经济效益。

脱硫灰还能够作为路基材料被使用在经济发展的推动下，交通建设的发展越来越快，公路工程施工的材料也越来越多。但是，在公路建设并投入使用过程中，由于公路建设材料质量存在很大的缺陷性，导致投入使用的公路强度不是特别的高，不利于公路的持久使用。而将脱硫灰渣作为公路的路基材料，可以增强路面的强度。脱硫灰主要是通过预水化的方法，将自己的优势充分发挥出来。脱硫灰渣对公路修建有一定的促进作用，而流化床脱硫灰渣对土壤的改良具有很显著的效果，流化床脱硫灰渣主要对酸性的土壤具有改良作用，对农业的种植和发展具有很好的推动作用。

2.3有关脱硫灰的氧化研究

由于脱硫灰中含有硫酸钙、亚硫酸钙、氧化钙等成分，但由于亚硫酸钙的含量高于脱硫石膏中的物质，因此，在脱硫灰的使用中，严重制约了它的使用效率。为了让脱硫灰技术能够广泛的被人们利用，我国的一些学者针对脱硫灰在建材行业中的运用进行了湿法烟气脱硫环境下亚硫酸钙的催化氧化研究，通过研究取得了非常显著的效果。

就目前脱硫灰技术的应用而言，它只被人们开发并利用了很小的一部分，还有很大一部分未能开发利用，由此可见，作为一种新型的固体废弃物质，如果合理的研究开发，就能在人们的生产和生活中被充分的利用，也能实现废物再利用的目的。

3　脱硫灰副产品的综合利用情况

烧结烟气脱硫灰在工业生产中是一种废气物质，但通过人们的开发利用，脱硫灰在公路建设中的作用也非常的显著。为了进一步促进脱硫灰的开发利用，下面就以包钢脱硫副产品为依据，进一步分析其利用价值。

3.1半干法脱硫灰的利用

在包钢采用的车间烧结烟气ENS半干法脱硫工艺产生的脱硫灰，主要它的成分中含有亚硫酸钙，因而它的性质是不稳定，遇到水等会发生反应，为了促进道路建设，可以借助产业政策的支持与发展，将脱硫灰运用于生产水泥的凝剂，并用于生产低温煅烧的硫铝酸盐水泥。

3.2脱硫灰运用的方向

可以用作水泥缓凝剂。脱硫灰在工程建设中的运用比较广泛，也非常的普遍，它能够改善水泥的特性，让水泥在建筑工程施工运用中发挥有效作用；还能提高水泥的强度，增加建筑工程的质量；此外，还能够延长水泥凝固的时间，这与传统的水泥材料不同，不容易凝固的水泥在建筑工程施工中运用，可以节省材料，提高材料的使用率。但由于脱硫灰中的硫石膏含量比较高，因此，需要预热烘干或造粒成形状后再使用；同时也可以用来制作免烧砖。利用副产物与粉煤灰、建筑垃圾等固废，制作免烧压蒸砖，质量均满足国家标准合格品MU10要求，掺量不超过10%时，达到优等品MU15要求。从安定性来看，免烧砖压蒸后依旧完好，没有出现膨胀，掉角等现象。

4　结语

随着社会经济技术的不断发展，工业化生产在推动经济发展的同时，也产生了许多的有害化学物质，不仅污染大气环境，而且也对人们的身体健康产生非常大的危害。如今，随着人们环保意识的不断增强，之前那些被认为是废弃物的烟气脱硫灰，在各个方面都有运用，并为人们的生产和生活带来全新的发展空间。烟气脱硫副产物的综合运用，可以减少大气的污染，改善土壤种植条件，在将来也能成为货真价实的工业原料。

［1］王梅，姜诗慧，金婉婧，王智潇，乔帅.半干法烧结烟气脱硫灰的资源化利用研究［A］.中国环境科学学会.2015年中国环境科学学会学术年会论文集［C］.中国环境科学学会：2015：6.

［2］姚璐，刘清才，方诗惠，任山，刘浪，孔明，朱博洪.半干法烧结烟气脱硫灰的氧化改性［J］.环境工程学报，2016，06：3147-3151.

张宇鹏（1988—），男，大学本科，吉林松原，助理工程师，从事水污染控制与治理。