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钢厂烧结脱硫技术如何选择

北极星环保网来源:钢之家 王维兴2017/2/28 9:08:31我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫技术 脱硫剂 脱硫效率

北极星环保网讯:随着对环境保护的重视和环保力度的加大,从2013年9月至今,国家陆续发布了《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》《国务院办公厅下发印发2014~2015年节能减排低碳发展行动方案的通知》等法律法规,以及第十二届全国人民代表大会常务委员会第八次会议于2014年4月24日修订通过了《中华人民共和国环境保护法》(该法自2015年1月1日起施行)。这些法律法规要求国家对各级政府和企业进行环保工作考核,并且要对环保业绩情况进行问责,要求行业和企业达到新的环保标准。

对于钢铁行业来说,钢铁企业面临着严峻的环保形势。国家提出的GB28662—2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等一系列钢铁行业新排放标准已经于2012年10月1日正式实施,与现有标准相比,污染物排放浓度限值均大幅收严。如果按照新标准排放限值,钢铁企业现有的环保水平还存在较大差距。按国家新公布的关于大气污染物排放极限值的要求,1000万吨钢的联合企业,环保的投入约为10亿元。

因此,钢铁企业全面实施提标改造,时间紧,任务重,资金压力大。特别是在钢铁行业大面积亏损的情况下,对环保装备和工艺的选择就应更加慎重。

烧结脱硫技术大杂烩

烧结烟气脱硫技术分为干法、半干法和湿法。湿法主要有石灰-石膏法、氨-硫铵法、氧化镁法、双碱法、离子液法等,干法主要有循环流化床法、密相干塔法、MEROS法、活性炭吸附法、烟道循环法(NID)等,半干法主要有循环流化床法(CFB)、旋转喷雾干燥法(SDA)、密相干塔法等。

环境保护部办公厅2014年7月8日印发的《关于公布全国燃煤机组脱硫脱硝设施等重点大气污染减排工程名单的公告》统计显示,钢铁行业共有烧结机脱硫设施526台,烧结机总面积为8.7万平方米,其中使用石灰-石膏湿法311套、双碱法46套、循环流化床法35套、氧化镁法32套、旋转喷雾法22套、氨法41套、密相干法6套,以及其他方法的脱硫设施33套。重点钢铁企业烧结生产技术经济指标见附表。

目前,我国现有的烧结烟气脱硫装置,约有80%采用湿法脱硫技术,其中约60%是石灰-石膏法。总体效果而言,湿法脱硫技术比干法脱硫技术相对优越(活性炭吸附法除外)。但是,目前尚没有一种最优的脱硫方法。

剖析利弊合理选择

评价烧结烟气脱硫技术装备水平有以下几个标准:脱硫效率高(大于90%)、设备运行率要高(大于90%)、副产品能得到回收利用、设备使用寿命长、价格(投资、运行和维护)低和工艺技术的性能稳定优良等。

石灰-石膏法。该法技术成熟、脱硫效率较高(90%以上),但存在腐蚀设备、结垢严重的问题,且烟囱雨现象严重。控制吸收塔内的PH值是该脱硫技术的关键,会影响到脱硫效率、设备寿命、运行成本和副产品质量等。使用该脱硫技术的烧结机其烟气量、SO2浓度和温度是不断变化的,控制难度较大。因此烧结机会出现运行波动。同时,由于排烟温度低,对周围环境影响较大,副产品石膏脱水难、含杂质高(重金属、二噁英等),难以优化利用。

河北钢铁集团唐钢的烧结烟气含硫量低,为800mg/m3~1200mg/m3,使用石灰-石膏法的排放烟气为100mg/m3。攀钢烧结烟气SO2含量为6000mg/m3~8000mg/m3,使用石灰-石膏法很难达到小于200mg/m3的排放标准。

循环流化床法。该技术成熟(在吸收塔内,循环灰与吸收剂的混合物形成流化床,水的气化是去除污染物的良好条件,脱硫效率稳定在95%以上,同步运行率在95%以上),通过控制反应温度可解决糊袋问题,反应速度可调,低温脱硫效果好,投资和运行费低。但是,其副产品利用价值不高,且脱硝效率不高。

梅山钢铁400m2烧结机投资8000万元应用该方法,脱硫效率为96.4%,脱销效率为11.5%,除尘效率为99.1%,SO2排放浓度为50.76mg/m3,NOx排放浓度为184mg/m3,颗粒物排放浓度为6.12mg/m3,烧结矿运行成本为5.6元/吨。

氨-硫铵法。该脱硫技术成熟,脱硫效率达到90%以上,副产品是硫酸铵。该技术的缺点是存在设备腐蚀严重、氨的逃逸和气溶胶现象等问题。该技术副产品的重金属和二噁英富集,若生产化肥会污染土壤和农作物。我国施化肥(特别是氮肥)量是世界用量的35%(是美国的3倍),对大气和水质均有严重的影响。我国农业过量使用氮肥已经造成了严重的环境污染,应当引起人们的注意。同时,硫酸铵的市场价格波动大,经济性也会受到影响。

活性炭吸附法。活性炭吸附法是一种先进成熟的技术,能够实现烟气综合治理的效果,也可以同时脱除SO2、SO3、NOx、二噁英、重金属和粉尘等,缺点是投资和运行费高,能耗也偏高。该法对烟气SO2浓度和温度控制严格,系统脱硫效率为80%,脱硝率为65%,外排SO2浓度小于87mg/Nm3,NOx浓度小于100mg/Nm3,含尘浓度小于40mg/Nm3,二噁英浓度小于0.5ng-TEQ/Nm3,满足国家新环保标准。

太钢的活性炭吸附法是从国外引进的,投资额为3.35亿元,运行费为9.75元/吨。该系统的脱硫和脱硝在一个塔内,脱硫率为98.8%,脱硝率为61%,除尘率为82.5%,脱二噁英率为90%,硫酸产量为8800吨/年。加热需要借助外加能源,因而运行能耗较高。我国完全自主成功开发了活性炭吸附法技术设备,其成本只有引进费用的1/3。

有机胺法。该工艺技术原理上可行,技术设计的烟气含尘量小于50mg/m3,副产物为硫酸,可以利用烧结二次能源,通过再沸器技术和装置与脱硫工艺相结合替代蒸汽,具有节能的效果。该技术的整体系统工艺复杂、庞大,投资和运行费用高,能耗偏高,设备腐蚀严重,占地面积大且有难处理的废水。由于攀钢烟气的含硫量高,使用该法可使排放达标。

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