1 前言 在新环保法实施和国家环保监控力度空前加大的背景下,钢铁业烧结烟气治理与减排压力日益增大,已成为国内工业烟气治理的重中之重。国内外烧结烟气的治理可分为粉尘治理,SO2、NOx等污染物治理,以及CO2、二恶英、痕量重金属等污染物的协同治理等三个阶段。近年来,烧结设备大型化和自动化,及烟气高效干式除尘、铺底料、气力输送除尘灰等措施的采用使得烟气除尘基本处于受控状态。我国烧结烟气治理总体处于第二阶段,部分先进企业正进入多种污染物协同治理的第三阶段。 鉴于烟温、烟气量、污染物浓度等烟气参数不同,以及烧结机工况、场地条件、治理要求、投资和运维成本、地区因素等方面的差异,烧结烟气综合治理方案和技术的优选,十分必要。 2 国内烧结烟气脱硫设施建设情况及运行实绩比较 2.1国内烧结烟气脱硫设施总体情况 当前,烧结烟气治理技术首推脱硫。行业内烧结脱硫设施建设步伐不断加快,截至2014年上半年,全国共建成烧结脱硫设施约550台套,实施脱硫的烧结机面积达9.4万m2,其中90m2以下烧结机脱硫比例为20%,90-180m2烧结机脱硫比例为39.1%,180m2以上烧结机脱硫比例达44.9%。同时,钢铁行业还建设球团脱硫设施60余套,球团生产能力为1939万吨。 按照脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法。从调研数据分析,湿法、半干法、干法工艺在180m2以下烧结机中分别占65%、30%和5%,在180m2以上烧结机中分别约占55%、40%和5%,近年来,污染物协同治理的活性炭工艺在大型烧结机上应用正呈加速趋势。 经过多年的探索和长期的工程实践,石灰(石)-石膏法、循环流化床法、旋转喷雾法等工艺由于在运行稳定性和经济性方面具有一定优势,得到钢铁企业的认可,烧结烟气脱硫主流工艺逐渐形成,企业脱硫设施的运行经验及环保部门针对脱硫设施减排效果的监管能力明显提高,全国烧结SO2减排工作推进显著,累计实现SO2减排超过60万吨。 2.2国内典型钢企烧结烟气脱硫设施运行效果比较 国内典型钢企所用的烧结脱硫工艺都有其特点和适用性,运行成本也有较大差别。例如,石灰石-石膏法运行成本低,工艺适应性强,但占地大、塔内构件易腐蚀、磨损,管路易堵塞,另有废水排放和烟囱雨的问题;氨法有氨逃逸、硫铵结晶难、副产品市场化、二次污染等问题;循环流化床法运行费用高、操作难度大、副产物不易利用,同时由于烟气量波动常会引起吸收剂的流化状态不稳定,出现堵塞、失流、塌床等现象;氧化镁法受制于脱硫剂品质,还要解决好副产物利用和系统防腐、施工成本高的问题;活性炭技术运行费用过于昂贵,对烟气温度和SO2浓度有严格限制,控制和管理要求较高,硫资源回收处理等辅助系统复杂;离子液法流程长、废水处理量大,对入口烟气SO2浓度有要求。 因此,企业进行技术路线选择时,应根据各自情况及脱硫技术工艺特点、经济指标、工程条件、国家政策等酌情而定,并综合考虑技术先进性、工艺可靠性、运行风险、投资和运行成本、占地和烟气处理能力、副产物利用难易、多种污染物协同处置能力、与烧结工序附属设施的优化配置等因素。 2.3烧结烟气脱硫设施运行存在的主要问题及改进方向 回顾国内烧结脱硫历程,发现几乎所有钢铁企业都走过弯路,所运行的脱硫设施存在技术不成熟、投资大、运行成本高、故障率高、副产物难利用、产生二次污染等问题,主要原因梳理如下:1)单纯照搬火电脱硫工艺,未针对烧结烟气特点,进行特别优化设计,导致工艺不稳定,综合脱硫效率低,运行成本高;2)脱硫工程设施建设不规范,偷工减料低质低价现象严重,关键设备选型或加工技术不当,造成先天不足;3)日常运行维护不当,甚至随意停开,造成脱硫设施非正常损坏;4)在线监测不规范,仪器仪表成为摆设,偷排漏排问题突出;5)实际脱硫效率低,对多种污染物的协同处理能力考虑不足;6)脱硫副产物以消纳、处置为主,易造成二次污染。 针对已存在的问题,未来的改进方向:1)开展烧结脱硫设施后评估工作,加强已建设施日常监测和后续跟踪核查,加大处罚力度,公布违法违规企业名单;2)在行业积极引导、有序推进成熟脱硫技术的工程化应用;3)烧结脱硫建设过程加强监管,杜绝粗制滥造的豆腐渣工程;4)取消旁路设施,尤其针对在线监测设施方面要建立健全核查制度;5)从硫污染总量减排转向硫资源捕获利用和多种污染物的协同控制上来;6)将烧结脱硫副产物的利用纳入钢铁企业固体废物综合利用体系中,积极探索脱硫副产物的利用途径。 3 烧结烟气综合治理技术的发展方向 目前,烧结烟气处理的工艺方法很多,但主要研究集中在烟气除尘及脱硫上。随着对大气污染物排放的要求越来越高,选择适合的烟气净化工艺,实现脱硫、脱硝、脱二恶英、除尘的一体化综合治理,已势在必行。在这方面,日本钢企主要采取活性炭吸附工艺,欧洲西门子奥钢联开发了MEROS工艺,以色列Lextran公司开发了催化氧化烟气综合清洁工艺,我国龙净环保在循环流化床工艺基础上喷入脱硝剂强化脱硝效果,宝钢股份拟在4号烧结机技术改造上采用循环流化床 SCR工艺。表1为国内外几种烧结烟气一体化净化工艺的技术经济指标及减排效果对比。表1�� ��烧结烟气一体化净化工艺的技术经济指标及减排效果对比
