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| 【廢氣】我國(guó)燒結(jié)煙氣治理技術(shù)取得新進(jìn)展 |
| （時(shí)間:2014-10-31 10:28:12） |
摘要至年底，所有燒結(jié)機(jī)均將按國(guó)家要求裝配環(huán)保設(shè)施;從技術(shù)上看，源頭治理技術(shù)研究、一體化綜合治理技術(shù)均取得新進(jìn)展，一些應(yīng)用中存在的技術(shù)工藝問(wèn)題正不斷被攻克。
近年來(lái)，我國(guó)燒結(jié)煙氣治理取得了有目共睹的成績(jī)：到今年7月底，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)脫硫設(shè)施建設(shè)的面積已經(jīng)達(dá)到69%。到今年底，所有燒結(jié)機(jī)均將按國(guó)家要求裝配環(huán)保設(shè)施;從技術(shù)上看，源頭治理技術(shù)研究、一體化綜合治理技術(shù)均取得新進(jìn)展，一些應(yīng)用中存在的技術(shù)工藝問(wèn)題正不斷被攻克。
綜合治理技術(shù)突飛猛進(jìn)
脫硫、脫硝、脫除二噁英、脫除重金屬、除塵是燒結(jié)煙氣綜合治理的內(nèi)容，對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行一體化治理逐漸成為業(yè)界公認(rèn)的發(fā)展方向，寶鋼和太鋼在這方面走在了前面。
據(jù)寶鋼中央研究院提供的情況：今年6月底完成的國(guó)家發(fā)展改革委支持項(xiàng)目—燒結(jié)廢氣余熱循環(huán)利用低碳排放工藝技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程(以下簡(jiǎn)稱示范工程)，取得了6方面標(biāo)志性的技術(shù)成果，節(jié)能減排效果明顯。
一是形成國(guó)內(nèi)首套廢氣/煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝、設(shè)備和系統(tǒng)集成技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。該示范工程建成了國(guó)內(nèi)首套燒結(jié)鍋工藝模擬試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)一系列生產(chǎn)試驗(yàn)，寶鋼獲得了可支撐大型燒結(jié)機(jī)廢氣循環(huán)工程的關(guān)鍵工藝和技術(shù)參數(shù)。他們開(kāi)發(fā)出煙氣切換閥、耐磨風(fēng)機(jī)及管道、高效除塵器等關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行成套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)廢氣循環(huán)燒結(jié)工藝技術(shù)產(chǎn)業(yè)化從無(wú)到有的突破。
二是廢氣減量和多種污染物協(xié)同減排的技術(shù)成果得到工業(yè)化驗(yàn)證。寧鋼示范工程在不同上料量負(fù)荷工況下，廢氣循環(huán)可使燒結(jié)煤固體燃耗下降1.8千克/噸鋼～3.0千克/噸鋼，節(jié)能量達(dá)到3%～4%，外排煙氣量減少15%～30%，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5000噸/年～7000噸/年，減排煙塵20噸/年～50噸/年，二噁英減排35%以上，并可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)廢氣中VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)、PAHs(多環(huán)芳烴)等多種污染物的同步脫除。
三是廢氣循環(huán)燒結(jié)工藝技術(shù)可提高燒結(jié)產(chǎn)能15%～30%。寶鋼不銹鋼132平方米燒結(jié)機(jī)循環(huán)燒結(jié)中試裝置，充分利用了新增的大煙道廢氣循環(huán)風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)能力。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果證明，該廢氣循環(huán)燒結(jié)技術(shù)可提高15%～30%的燒結(jié)產(chǎn)能。
四是完成廢氣循環(huán)與燒結(jié)主工藝，后續(xù)除塵、脫硫裝置的耦合聯(lián)控技術(shù)和設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。寶鋼開(kāi)發(fā)出在燒結(jié)廢氣減量和廢氣成分變化工況下，循環(huán)燒結(jié)工藝與后續(xù)除塵、脫硫裝置調(diào)試、運(yùn)行和工藝控制的耦合聯(lián)控技術(shù)，在國(guó)內(nèi)尚屬首例。同時(shí)，該示范工程形成在循環(huán)燒結(jié)條件下，后續(xù)除塵、脫硫脫硝裝置投資和運(yùn)行成本削減的創(chuàng)新性方案。值得一提的是，寧鋼2號(hào)燒結(jié)機(jī)的廢氣循環(huán)工藝實(shí)現(xiàn)了廢氣減量。
五是開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首套熱風(fēng)循環(huán)燒結(jié)過(guò)程數(shù)值模型。該模型包括循環(huán)煙氣溫度和氧含量調(diào)控、防結(jié)露策略、節(jié)煤量實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、燒結(jié)終點(diǎn)溫度控制、熱平衡模型等，能夠指導(dǎo)中試和示范工程的設(shè)備、管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
六是形成國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的低能耗二噁英減排技術(shù)。在循環(huán)燒結(jié)條件下，采用“抑制生成+過(guò)程控制+攜流脫除”組合技術(shù)，二噁英外排總量可減少80%以上。在吸附劑用量比常規(guī)脫除技術(shù)減少30%時(shí)，二噁英去除率仍可提高10%。
作為目前國(guó)內(nèi)燒結(jié)行業(yè)第一套采取活性炭吸附工藝進(jìn)行脫硫凈化的裝置，太鋼的燒結(jié)環(huán)保設(shè)施目前運(yùn)行良好。4年來(lái)，該裝置各項(xiàng)指標(biāo)均大大優(yōu)于特別排放限值要求：二氧化硫平均排放濃度不到國(guó)家排放特別限值的1/4，脫硫效率達(dá)到95%以上;粉塵排放濃度不到排放限值的1/2;其副產(chǎn)品硫酸濃度達(dá)到98%，全部用于軋鋼酸洗工序和焦化生產(chǎn)硫銨。
與此同時(shí)，類似的技術(shù)有望在國(guó)內(nèi)開(kāi)出新花。據(jù)悉，上海一家環(huán)保公司的可資源化活性焦煙氣脫硫技術(shù)擁有自主核心技術(shù)，正與永鋼合作，擬用于永鋼的燒結(jié)脫硫。這種技術(shù)是以物理—化學(xué)吸附原理為基礎(chǔ)的硫資源可回收干法脫硫工藝，其脫硫原理是：在120℃～160℃，活性焦吸附煙氣中的SO2、H2O和O2，在活性焦催化作用下生成硫酸，存儲(chǔ)在活性焦微孔中。吸附飽和的活性焦加熱到400℃左右，吸附在活性焦微孔的硫酸與活性焦中的碳反應(yīng)，釋放出高濃度SO2(濃度為20%～30%)而再生，活性焦循環(huán)使用。釋放出的高濃度SO2氣體采用成熟的化工工藝，可生產(chǎn)出多種硫元素的商品級(jí)產(chǎn)品，如硫酸、硫磺和液體SO2等。
此外，SO2轉(zhuǎn)化為硫酸吸附在活性焦孔隙內(nèi)，活性焦吸附層相當(dāng)于高效顆粒層過(guò)濾器，在慣性碰撞和攔截效應(yīng)作用下，煙氣中的大部分粉塵顆粒在不同部位被捕集，完成煙氣脫硫除塵凈化。吸附SO2后的活性焦被加熱至400℃左右時(shí)，釋放出SO2，活性焦的解吸反應(yīng)相當(dāng)于對(duì)活性焦的再次活化。在活性焦循環(huán)使用過(guò)程中，其吸附和催化活性不但不會(huì)降低，還會(huì)有一定程度的提高。經(jīng)過(guò)解吸再生后的活性焦被冷卻至120℃以下，由物料輸送裝置送至吸附脫硫反應(yīng)器循環(huán)使用。
源頭治理和問(wèn)題攻關(guān)齊頭并進(jìn)
近年來(lái)，業(yè)界專家普遍認(rèn)同對(duì)燒結(jié)煙氣污染要從源頭治理上下功夫。
中國(guó)金屬學(xué)會(huì)的一些專家強(qiáng)調(diào)，燒結(jié)煙氣源頭治理是技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。歐洲采用優(yōu)質(zhì)煤(含硫低，熱值高)使污染物排放量降低，將SO2固化到燒結(jié)礦中是從源頭上減少煙氣中SO2含量的好辦法。
安徽工業(yè)大學(xué)在燒結(jié)原料中添加微量胺類物質(zhì)(尿素是最佳選擇，最適宜配比為0.05%)的實(shí)驗(yàn)表明，利用燒結(jié)過(guò)程的熱力學(xué)條件，可實(shí)現(xiàn)多種污染物的同步減排，無(wú)須建立脫除工藝流程，成本比末端治理大幅度降低。
目前，我國(guó)已全面開(kāi)展燒結(jié)煙氣脫硫工作，石灰—石膏法、氨法、鎂法、活性炭法等均有不少成功的案例，但均存在不同程度的問(wèn)題，一些企業(yè)在攻克這些問(wèn)題方面各有收獲。
柳鋼采用焦化廢氨水吸收燒結(jié)煙氣中SO2的氨—硫銨工藝，運(yùn)行中注意采取了5項(xiàng)措施：適當(dāng)添加消泡劑，更換結(jié)晶罐的硫銨溶液，調(diào)整真空結(jié)晶罐的真空度，控制結(jié)晶罐液位，對(duì)升膜蒸發(fā)器的結(jié)垢進(jìn)行清洗。采取這些措施后，真空結(jié)晶罐內(nèi)的硫銨溶液泡沫和雜質(zhì)大為減少，沸騰量和硫銨制備系統(tǒng)各工藝參數(shù)穩(wěn)定，操作控制良好。
攀鋼開(kāi)發(fā)出適應(yīng)攀西釩鈦磁鐵礦燒結(jié)煙氣特性(煙氣含SO2在4000mg/Nm3～7000mg/Nm3)的脫硫溶液、防止脫硫劑逃逸技術(shù)與脫硫劑中毒解毒技術(shù)，并建立復(fù)雜體系下脫硫溶液有效成分的分離檢測(cè)方法，其準(zhǔn)確度達(dá)到90%以上。攀鋼研究形成了防止脫硫系統(tǒng)堵塞的工程技術(shù)，解決了燒結(jié)煙氣粉塵和次生硫磺引起的系統(tǒng)堵塞導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)的難題;研究形成了有機(jī)胺法燒結(jié)煙氣高效脫硫工藝裝備成套技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)設(shè)計(jì)建造的攀鋼3號(hào)燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)，投產(chǎn)3天就實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，與燒結(jié)機(jī)同步作業(yè)率達(dá)到80%以上，脫硫率達(dá)到90%以上，日產(chǎn)硫酸70噸，噸硫酸脫硫劑消耗小于10千克。
寧波太極環(huán)保設(shè)備有限公司開(kāi)發(fā)成功DS-二氧化硫治理技術(shù)(利用鋼渣作為脫硫劑)和DS-多相反應(yīng)器(煙氣與脫硫液同步由上向下運(yùn)行，經(jīng)過(guò)多級(jí)反應(yīng)塔)，漿液PH值在6.5～6，脫硫效率大于93%，成本較低。
運(yùn)行效率低、效果差的問(wèn)題待解決
盡管燒結(jié)煙氣治理工作取得了巨大的進(jìn)步，但仍存在一些問(wèn)題亟待解決。中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的專家指出，當(dāng)前燒結(jié)機(jī)環(huán)保設(shè)施存在的主要問(wèn)題是運(yùn)行效率低、效果差。
新環(huán)保法將于明年1月1日正式實(shí)施，截至今年7月底，我國(guó)鋼鐵企業(yè)仍有約31%的燒結(jié)機(jī)面積和90%的球團(tuán)生產(chǎn)線未配套脫硫設(shè)施。根據(jù)環(huán)保部的減排核查結(jié)果，即使配套了脫硫設(shè)施，燒結(jié)(球團(tuán))脫硫設(shè)施平均綜合脫硫效率不足50%。這些減排效果差、不能長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的脫硫設(shè)施均須整改。部分減排效率低、副產(chǎn)品質(zhì)量差的技術(shù)仍將是下一步燒結(jié)煙氣環(huán)保治理技術(shù)工藝要解決的重點(diǎn)。
從技術(shù)角度，寶鋼等企業(yè)的專家建議：以循環(huán)燒結(jié)技術(shù)為代表的綜合治理技術(shù)既可以減排煙氣總量，又可以回收廢熱，具有較重大的減排節(jié)能實(shí)效，推薦新燒結(jié)建設(shè)項(xiàng)目和老燒結(jié)機(jī)提產(chǎn)改造時(shí)采用這類技術(shù);考慮新燒結(jié)機(jī)煙氣凈化技術(shù)時(shí)，推薦采用SDA(旋轉(zhuǎn)噴霧干燥)+SCR(選擇性催化還原)脫硫脫硝綜合處理技術(shù);在新形勢(shì)下須要共同合作推進(jìn)燒結(jié)清潔生產(chǎn)實(shí)踐。
同時(shí)，業(yè)界呼吁國(guó)家有關(guān)部門參照對(duì)電力企業(yè)的環(huán)保政策，對(duì)運(yùn)用燒結(jié)煙氣治理新技術(shù)效率高、減排效果好的企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì);國(guó)家加大對(duì)環(huán)保共性技術(shù)研發(fā)的經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助，對(duì)企業(yè)自行研發(fā)出來(lái)的首臺(tái)(套)的設(shè)備、技術(shù)給予獎(jiǎng)勵(lì);組織企業(yè)進(jìn)行如何運(yùn)用環(huán)保技術(shù)、設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)交流。
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