(3) 廢水排放

石灰2石膏法、氨2硫酸銨法等濕法脫硫技術用水量較大,并有污水排放。

4.2.4 　占地要求與煙氣處理能力

中國建成較早的燒結廠,大都沒有預留燒結脫硫位置(新廠則已預留) 。對于改造空間受限的企業(yè)宜選擇工藝簡單、占地面積小的半干法脫硫技術,如密相塔法和循環(huán)流化床法。

密相塔法脫硫技術占地面積較小,目前煙氣處理能力一般為50 萬m3 / h 以上,而處理120 萬m3 / h 及更大能力的裝置即將應運而生。目前氨2硫酸銨法煙氣處理能力可以達到120 萬m3 / h ,活性炭法煙氣處理能力可以達到170 萬m3 / h 。活性炭法不僅煙氣處理能力大,其占地面積也較小,這是活性炭法相對于其它脫硫技術的一大優(yōu)勢。

4. 2. 5 　脫硝及二噁英脫除

發(fā)達國家對污染物的治理大致可以分為三個階段:第一階段是粉塵治理,第二階段是SO2 、NOx 等污染物治理,第三階段是CO2 、二噁英、痕量重金屬等污染物治理。中國新頒布的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標準燒結(球團) 》(征求意見稿) 對氮氧化物和二噁英的排放限制已經作出明確規(guī)定,這就要求脫硫之后也能夠考慮脫硝及二噁英脫除,如活性炭法;當前脫硫系統應該預留脫硝和脫二噁英的節(jié)點, 以備日后功能擴展。

4. 3 　選擇性脫硫與循環(huán)富集脫硫

4. 3. 1 　選擇性脫硫

選擇性脫硫的技術思想是根據燒結機頭與機尾處SO2 濃度低、中間部分SO2 濃度高的特點,將由風箱抽出的煙氣分成2 條煙道,分別進入2 臺電除塵器和2 臺主抽風機,其中一條煙道為SO2 濃度低的非脫硫系煙道,經過主抽風機后直接排入煙囪;另一條煙道為SO2 濃度高的脫硫系煙道,并在該煙道主抽風機后安裝脫硫裝置,煙氣經脫硫后再由煙囪排放。選擇性脫硫技術可以大幅減少脫硫裝置需要處理的煙氣量,節(jié)省投資和運行費用[9 ] 。

選擇性脫硫技術的關鍵之處在于脫硫系煙道與非脫硫系煙道之間的煙氣分配。國內大型燒結機大都采用雙煙道,但是設計初衷是為了同時使用兩個中型風機進行抽風,若采用單煙道則需要大型風機。

根據在許多企業(yè)的實測和脫硫裝置實際運行經驗,可以對雙煙道的局部進行改造,將每個風箱與兩條煙道都通過支管連通,在每個風箱底部總管段安裝閥門來控制煙氣流向,并對每個風箱安裝煙氣成分實時監(jiān)測設備,隨時根據每個風箱的SO2 濃度, 動態(tài)調整風箱煙氣流向,真正實現脫硫系煙道SO2 濃度高而被脫除,非脫硫系煙道SO2 濃度低而直接排放,達到選擇性脫硫的目的。

4. 3. 2 　循環(huán)富集脫硫

循環(huán)富集脫硫的技術思想是從燒結機煙道中取一部分煙氣返回到燒結機上部的密封罩內進行循環(huán),同時補充燒結機燃燒所需要的氧氣,剩余部分煙氣經脫硫處理后排放。由于將燒結過程中的燒結煙氣部分返回燒結機的密封臺車上,以減少燒結過程中產生的煙氣外排量,從而減少外排的煙氣總量,同時對燒結過程中產生的SO2 起到富集作用,可提高脫硫效率,減少脫硫裝置的煙氣處理量。

循環(huán)富集脫硫技術的關鍵難點是如何有效控制氧氣的加入量,保證系統的安全性與可靠性,達到最好的燒結效果。

4. 4 　燒結工序中脫硫裝置的優(yōu)化配置

燒結煙氣脫硫裝置一直以來被認為是燒結工序后面的附加設施,所以燒結工序的系統設計與煙氣脫硫的系統設計經常是由不同單位完成,設計理念和思路的不同易造成系統間的銜接出現問題。例如,有些燒結煙氣脫硫技術(活性炭法等) 也具有除塵的作用,功能與原有的燒結除塵設備相同,應考慮是否取消原有的除塵設備或者減小原有除塵設備的規(guī)模。此外,燒結煙氣脫硫和廢氣余熱回收也應該協調平衡進行開發(fā)。

5 　結論

(1) 建議對燒結煙氣SO2 的生成與排放機理進行深入研究,并對燒結煙氣脫硫技術的選擇進行了分析:要綜合考慮技術風險與運行風險、投資成本與運行成本、二次排放、占地要求與煙氣處理能力等多個因素,其中具有中國自主知識產權的密相塔法,投資節(jié)省,脫硫效率高,運行成本低,副產物可利用,是一種較好的燒結煙氣脫硫技術。

(2) 通過對選擇性脫硫技術與循環(huán)富集脫硫技術進行理論分析,認為兩種技術均可以大幅減少脫硫裝置需要處理的煙氣量,是節(jié)省投資、降低運行成本的有效方法,具有非常好的應用前景。

(3) 燒結煙氣脫硫技術的發(fā)展方向應該是將 SO2 的脫除與NOx 、二噁英等的脫除同步實現,活性炭法將會成為一種比較理想的選擇,但是活性炭法當前急需解決的問題:一是如何制造質優(yōu)價廉的活性炭吸附劑,以降低運行成本;二是簡化脫硫系統,尤其是簡化硫資源回收處理外圍系統及活性炭循環(huán)利用系統,才能大大降低投資。

致謝:衷心感謝國家重大科技支撐計劃“新一代可循環(huán)鋼鐵流程工藝技術”項目的支持,感謝首鋼、鞍鋼、攀鋼、石鋼、北京科技大學環(huán)境工程中心的同仁以及日本東北大學有山達郎教授的大力協助。