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摘要:结合2012年钢铁行业污染物排放标准及2015年1月1日起实施的现有钢铁企业二氧化硫排放需达到200mg/m3、氮氧化物排放需达到300mg/m3的新标准以及新《环保法》要求,分析目前我国钢铁行业烧结机头、焦炉烟道气协同治理的必要性和迫切性,提出采用系统思维方法,整体设计理念,优化组合互补技术与工艺,以使环保设备匹配耦合,达到多种污染物综合去除的目的。
关键词:钢铁行业、烟气脱硫脱硝、协同治理、生态圈建设。
引言
钢铁工业作为我国重要的行业之一,直接关系我国各行各业的发展,同时钢铁行业也是排放烧结废气的主要行业之一。钢铁企业排放的烧结废气温度较低,废气量庞大,成分复杂,污染物含量较高,造成了严重的环境污染,严重制约人们的身体健康和经济的长远发展。同时钢铁企业中联合焦化企业也是高能耗、高污染行业,其焦炉烟道气治理也迫在眉睫。
1.我国钢铁行业目前烟气治理存在的不足
1.1烧结烟气脱硫脱硝存在的不足
1.1.1烧结烟气脱硫脱硝覆盖率低,烟气超标排放严重
目前全国共有烧结机超过1200台,大部分已建成烧结脱硫设施,但90%以上没有脱硝设备。国家环保部2012年6月27日颁布《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》,对钢铁行业烧结、球团工业烟气主要污染物排放大幅趋严了要求,自2015年1月1日起现有企业和2012年10月1日起新建企业二氧化硫和氮氧化物排放限值分别为200mg/m³和300mg/m³。钢铁行业烧结球团脱硫脱硝任务艰巨,势在必行。
1.1.2脱硫工程粗制滥造,脱硫率投运率低
经调查,目前我国烧结烟气脱硫市场混乱,简单模仿、低质低价、恶性竞争现象普遍;防腐、外保温、副产物处理等环节缺失;普遍缺乏有效的运营维护,设备故障率高,投运率低。2016年相关环保部门核查结果显示,全国平均综合脱硫效率与2015年新标准还有较大差距。
1.1.3脱硫副产物难以利用,易造成二次污染
湿法脱硫副产物硫酸钙含量能达80%以上,目前主要用于水泥缓释剂、脱硫石膏板等建筑材料。(半)干法脱硫副产物以亚硫酸钙为主,其含量可达40%,硫酸钙含量约占20%,氧化钙占20%,氧化铁及其他杂质占20%。过高的亚硫酸钙含量使其在用作水泥混凝土掺和料时受到限制;脱硫灰中游离氧化钙含量较高,造成其在长期水化过程中不断生成氢氧化钙,致使含脱硫灰渣材料的制品体积不断膨胀,以至于开裂。目前国内对于(半)干法产生的脱硫灰多以回填废矿坑、选择专门的堆场堆放等方式处理,不仅占用土地,还可能污染土壤和地下水。
1.1.4脱硫设施功能单一,协同控制考虑不周
GB28662—2012排放标准对烧结机头SO2、NOx、烟粉尘、二恶英4种污染因子提出了控制要求,根据国内某先进钢铁企业实际监测值,烧结机头氮氧化物和二恶英排放不能达标或不能稳定达标。但目前大多数烧结脱硫设施对NOx、二恶英的去除缺乏综合考虑,造成废气处理多套设备、多重投资,单次投入和运行费用均较高。
1.2焦炉烟气脱硫脱硝存在的不足
1.2.1焦化厂焦炉烟囱大气污染物排放及其控制现状
钢铁联合企业的焦化厂焦炉烟囱大气污染物排放因采用高炉煤气加热,一般能够达标。而独立焦化厂,采用炼焦产生的焦炉煤气加热,一般煤气净化管理比较粗放,焦炉煤气净化质量差,根本达不到燃料煤气的标准,加之焦炉热工管理不到位导到碳化室窜漏,每生产一吨焦炭需要消耗约200m³焦炉煤气,焦炉烟囱排放的烟气含二氧化硫约500mg/m³,含NOx约为1000mg/m³。
目前焦炉烟囱排放烟气还没有形成完善的脱硫脱硝工艺,因焦炉烟囱排放烟气温度低于300℃,采用中低温SCR,效率不高,投资较大。
目前钢铁焦化企业焦炉烟气脱硫脱硝技术鱼龙混杂,各种技术八仙过海各显神通,其中有湿法脱硫+氧化法脱硝,中低温SCR法脱硝+湿法脱硫或干法脱硫脱硝。
钢铁联合企业焦化厂混合煤气加热焦炉状况单位mg/m3
用混合煤气加热焦炉,废气中的氮氧化物基本满足500mg/m3国家排放标准的要求,而用焦炉煤气加热的焦炉,烟道废气中的氮氧化物较难满足国家排放标准的要求。
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