(3) 廢水排放

石灰2石膏法、氨2硫酸銨法等濕法脫硫技術(shù)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(jié)廠,大都沒有預(yù)留燒結(jié)脫硫位置(新廠則已預(yù)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(shù),如密相塔法和循環(huán)流化床法。

密相塔法脫硫技術(shù)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(yīng)運(yùn)而生。目前氨2硫酸銨法煙氣處理能力可以達(dá)到120 萬m3 / h ,活性炭法煙氣處理能力可以達(dá)到170 萬m3 / h ?；钚蕴糠ú粌H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(shù)的一大優(yōu)勢。

4. 2. 5 　脫硝及二噁英脫除

發(fā)達(dá)國家對污染物的治理大致可以分為三個(gè)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(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)(球團(tuán)) 》(征求意見稿) 對氮氧化物和二噁英的排放限制已經(jīng)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(dāng)前脫硫系統(tǒng)應(yīng)該預(yù)留脫硝和脫二噁英的節(jié)點(diǎn), 以備日后功能擴(kuò)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(shù)思想是根據(jù)燒結(jié)機(jī)頭與機(jī)尾處SO2 濃度低、中間部分SO2 濃度高的特點(diǎn),將由風(fēng)箱抽出的煙氣分成2 條煙道,分別進(jìn)入2 臺電除塵器和2 臺主抽風(fēng)機(jī),其中一條煙道為SO2 濃度低的非脫硫系煙道,經(jīng)過主抽風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)后安裝脫硫裝置,煙氣經(jīng)脫硫后再由煙囪排放。選擇性脫硫技術(shù)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(yùn)行費(fèi)用[9 ] 。

選擇性脫硫技術(shù)的關(guān)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(nèi)大型燒結(jié)機(jī)大都采用雙煙道,但是設(shè)計(jì)初衷是為了同時(shí)使用兩個(gè)中型風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽風(fēng),若采用單煙道則需要大型風(fēng)機(jī)。

根據(jù)在許多企業(yè)的實(shí)測和脫硫裝置實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),可以對雙煙道的局部進(jìn)行改造,將每個(gè)風(fēng)箱與兩條煙道都通過支管連通,在每個(gè)風(fēng)箱底部總管段安裝閥門來控制煙氣流向,并對每個(gè)風(fēng)箱安裝煙氣成分實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備,隨時(shí)根據(jù)每個(gè)風(fēng)箱的SO2 濃度, 動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)箱煙氣流向,真正實(shí)現(xiàn)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(dá)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(shù)思想是從燒結(jié)機(jī)煙道中取一部分煙氣返回到燒結(jié)機(jī)上部的密封罩內(nèi)進(jìn)行循環(huán),同時(shí)補(bǔ)充燒結(jié)機(jī)燃燒所需要的氧氣,剩余部分煙氣經(jīng)脫硫處理后排放。由于將燒結(jié)過程中的燒結(jié)煙氣部分返回?zé)Y(jié)機(jī)的密封臺車上,以減少燒結(jié)過程中產(chǎn)生的煙氣外排量,從而減少外排的煙氣總量,同時(shí)對燒結(jié)過程中產(chǎn)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(shù)的關(guān)鍵難點(diǎn)是如何有效控制氧氣的加入量,保證系統(tǒng)的安全性與可靠性,達(dá)到最好的燒結(jié)效果。

4. 4 　燒結(jié)工序中脫硫裝置的優(yōu)化配置

燒結(jié)煙氣脫硫裝置一直以來被認(rèn)為是燒結(jié)工序后面的附加設(shè)施,所以燒結(jié)工序的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與煙氣脫硫的系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)常是由不同單位完成,設(shè)計(jì)理念和思路的不同易造成系統(tǒng)間的銜接出現(xiàn)問題。例如,有些燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)(活性炭法等) 也具有除塵的作用,功能與原有的燒結(jié)除塵設(shè)備相同,應(yīng)考慮是否取消原有的除塵設(shè)備或者減小原有除塵設(shè)備的規(guī)模。此外,燒結(jié)煙氣脫硫和廢氣余熱回收也應(yīng)該協(xié)調(diào)平衡進(jìn)行開發(fā)。

5 　結(jié)論

(1) 建議對燒結(jié)煙氣SO2 的生成與排放機(jī)理進(jìn)行深入研究,并對燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)的選擇進(jìn)行了分析:要綜合考慮技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、投資成本與運(yùn)行成本、二次排放、占地要求與煙氣處理能力等多個(gè)因素,其中具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的密相塔法,投資節(jié)省,脫硫效率高,運(yùn)行成本低,副產(chǎn)物可利用,是一種較好的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)。

(2) 通過對選擇性脫硫技術(shù)與循環(huán)富集脫硫技術(shù)進(jìn)行理論分析,認(rèn)為兩種技術(shù)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(yùn)行成本的有效方法,具有非常好的應(yīng)用前景。

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

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