我国须突破烧结专项脱硫技术装备“瓶颈”

钢铁行业中，SO2污染主要来自于烧结烟气中，烧结烟气中SO2主要来源于烧结矿原料铁精矿中硫的化合物燃烧，烧结烟气中SO2排放浓度一般为400mg/Nm3～1000mg/Nm3。SO2的直接排放不仅破坏了环境，同时给企业带来了一定的经济损失，SO2烟气污染治理已引起钢铁行业的普遍重视。但截至目前，由于SO2污染治理投资费用高，国内尚无成熟可靠的专项技术装置，钢铁企业的烧结机大多没有设置专项脱硫装置。因此，在当前全国烧结单机平均面积大幅度增加的情况下，加大烧结烟气高水平脱硫专项技术装备的研究开发，尽快解决烧结机脱硫问题，已成为钢铁行业实现循环经济和可持续发展的重大课题。

国外烧结机脱硫装备应用现状

为解决烧结机SO2排放问题，国外主要有两种对策：一是选用低硫的原料，二是烟气脱硫。烟气脱硫技术有氨法、石灰-石膏法、活性炭吸收法等多种方法，国外应用最成熟的是石灰石-石膏法，达70%。由于石灰石价格便宜，便于运输，使用安全并有足够的活性，自20世纪80年代以来，随着脱硫系统存在的结垢、堵塞和磨损等技术问题得到成功解决，石灰石逐渐取代石灰成为石膏法的主流脱硫剂，石灰石-石膏强制氧化系统已成为国外企业优先选择的烟气脱硫工艺。石灰石-石膏强制氧化烟气脱硫工艺的关键是脱硫吸收塔，脱硫塔的形式不同，脱硫的效率、脱硫的经济性、脱硫运行的稳定性是完全不同的。现在，国际上应用最多的石灰石-石膏法脱硫系统主要设备为吸收塔。但是，这种吸收塔存在气液传质效率一般、吸收反应不完全、吸收液需反复循环、动力消耗大，设备内上部数以千计的浆液喷嘴需要定期更换，液气比过大，一般是13：1，水处理装备与运行费用高等多方面不足。

在烧结烟气脱硫的研究方面，日本居世界领先地位。日本按照严格的环境保护标准，在20世纪70年代建设的大型烧结厂先后采用了烧结烟气脱硫技术，脱硫方式为湿式吸收法。日本NKK（现为JFE）京滨制铁所采用氨-硫氨法进行烧结烟气的脱硫，自1989年投入运行以来，运行稳定，副产品硫酸氨质量较好，但需提高设备的耐腐蚀性。该方法利用焦炉气中无用的氨与烧结烟气中的SO2反应回收硫氨：首先用亚硫酸氨溶液（浓度为3%）吸收SO2并生成亚硫酸氢氨，再将吸收液送到焦化厂吸收焦炉煤气中的NH3，进而形成亚硫酸氨，再被送回烧结厂以循环往复利用。为保证吸收液稳定的浓度，要定期外排部分吸收液，并用空气将排出液中的亚硫酸氨氧化成硫酸氨回收利用。日本新日铁名古屋钢铁厂的3台烧结机应用了利用活性炭吸附原理的烧结烟气脱硫、脱硝装置。该方法是在活性炭移动层吸收塔入口处，向烟气中加入脱硝所需的氨，烟气在吸收塔内形成硫酸、硫酸氢氨等物质被活性炭吸附去除。吸附了硫酸和铵盐的活性炭被送入脱吸塔，经加热至400℃左右即可解吸出高浓度SO2。解吸出的高浓度SO2送往副产品回收装置利用，生产高浓度硫磺（纯度达99.9%以上）或浓硫酸(纯度98%以上)，再生后的活性炭则经冷却筛去杂质后送回吸收塔进行循环使用。经过多年的运行发现，该装置不仅可以同时实现较高的脱硫率(95%)和脱硝率(40%)，而且具有较好的除尘效果。

我国烧结脱硫任务紧迫

烧结烟气脱硫技术研究包括：低浓度SO2的去除技术、脱硫工艺的选择，脱硫设备的研发和烧结工艺的配套技术、脱硫副产物的利用技术，低成本、高效率脱硫设备运行技术。国外技术因存在工艺复杂、投资和运行费用高等诸多问题，不能满足我国钢铁企业的需要。但我国在烧结烟气专项脱硫技术装备研究领域仍较薄弱。因此，国家已将烧结烟气脱硫列入2020年钢铁行业科技发展指南中的重点开发课题和科技发展规划重点开发课题中。

目前，我国已经开始对SO2、烟尘、粉尘排放总量进行严格控制，同时还不断提高征收SO2排污费标准，收费标准为0.6元/污染当量，按目前的排放情况每年企业缴纳排污费数额惊人。此外，目前钢铁企业继续发展的前提条件是符合环保要求，国家环保总局审批建设项目环境评价报告书把握的两条原则是企业的污染物总量指标不能突破，不能降低企业所在地的环境质量等级：在环境容量有余量的情况下，污染物排放必须控制在下达的指标之内；在环境容量不足的情况下，除污染物总量达标外，还必须做到增产不增污，并要以新带老，实现减排，回收有再利用价值的资源，保护环境，使烟气排放达到国家排放标准。

据悉，目前我国重点行业产品能耗限额标准已经完成，其中钢铁、有色、化工、建材、电力五大行业包括粗钢、焦炭、烧碱、玻璃在内的22项产品能耗限额标准，将很快在国家有关方面批准后陆续施行。该门槛的设置将使钢铁及其他行业加速“洗牌”，企业若不加强节能和对落后设备的更新，就会陷入被动局面。

钢铁企业应大胆进行工业试验

烧结机的脱硫技术与电厂锅炉脱硫有共同点，但也有它的特殊性，钢铁行业可以借鉴电厂锅炉烟气脱硫的成熟技术，开展烧结烟气脱硫研究，开发出投资省、运行费用低的烧结烟气脱硫处理技术装置。

目前，国内有关企业利用航天高科技、风洞设计及空气动力学中旋涡运动理论，开发出了一种独特的FGD系列气动脱硫塔。该脱硫塔现已在江苏、云南、河南、山东等地有关工程上得到应用。实践证明，该设备集脱硫、除尘于一体，脱硫、除尘效率均较高，投资低、占地少，在国内处于先进水平，特别是研发企业根据实践，对原有的脱硫塔进行了改进，又开发出新的脱硫塔———旋流喷射暴气脱硫塔，现已获得了国家专利。旋流喷射脱硫技术具有气液传质好、脱硫效率高、液气比小、装置内无活动部件、工程造价低、节省运行费用等优点，是治理低浓度SO2烟气的理想技术。目前，江阴发电厂6万千瓦发电机组的烟气脱硫应用了该技术。如将该项技术进行深入开发和研究，应用于烧结烟气脱硫方面，也许能成为一种理想的选择。

我国钢铁及相关设备研发单位对烧结烟气理化性能还要进行全面系统测定，研究烧结运行状况下烟气脱硫的最佳工艺参数，制订最佳设计方案，大胆进行工业试验设计。在真实烟气和长期连续运行条件下，针对脱硫系统可能出现的新问题（如钢铁工业中粉尘细，易黏附结垢，可能造成系统结垢、堵塞等）找出有效防止与解决办法，并验证其有效性和可靠性；考验脱硫塔新材料、新工艺及解决氟化氢强腐蚀的特殊防腐措施及其可靠性，研究烧结烟气脱硫副产品石膏的特性及应用途径；解决好工业试验装置的烧结机烟气脱硫问题，形成系统技术，可以应用在不同规模的烧结机烟气治理上。

宝钢集团不锈钢分公司2号烧结机脱硫系统占地500m2。该系统从烧结机原烟气排出管道检修入孔后的侧壁上开孔引气，引出的烧结机真实烟气，在脱硫风机的驱动下，经烟道进入脱硫塔进行脱硫试验。试验后的烟气再通过烟道自上方送回原烟气排出管道，与管道中的烧结机烟气混合升温后，一起经烟囱排出。在脱硫塔的另一侧，布置有脱硫剂（石灰石粉）浆液制备和输送设备、石膏浆液输送和处理设备、缓冲罐、冷水池以及电控/配电室。通过建立试验装置，根据不同烧结SO2污染现状有针对性地开展研究，将为企业的发展开辟环保空间，也有利于形成高效、低耗、经济、运行稳定的烧结烟气脱硫先进的整套技术，在行业内发挥作用。

责编：胡艳平来源：中国冶金报