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我國鋼鐵行業(yè)燒結煙氣脫硫成為繼火力發(fā)電機組煙氣脫硫之后SO2排放控制的重點。為了有助于我國鋼鐵企業(yè)符合國際煙氣治理技術要求和國際環(huán)境保護發(fā)展趨勢,選擇技術先進、經(jīng)濟性優(yōu)、符合我國燒結煙氣特點的燒結脫硫技術。本文從世界燒結煙氣脫硫技術的發(fā)展趨勢和我國燒結煙氣脫硫現(xiàn)狀,分析燒結煙氣脫硫存在的問題,提出了對策建議。
一、世界鋼鐵燒結煙氣脫硫工藝技術及其發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)化進程,世界環(huán)境治理經(jīng)歷了四個階段。第一階段:可見污染物治理(黑煙、黑水、固廢);第二個階段:二氧化硫、氮氧化物等污染物治理;第三階段:二氧化碳、二噁英、重金屬等污染物治理(地球變暖);第四階段:綜合治理(生態(tài)法,即一攬子解決環(huán)境、能源、資源、經(jīng)濟、社會和發(fā)展的方法,從源頭治理,建立多種工業(yè)群和系統(tǒng)的聯(lián)系。)。發(fā)達國家已完成工業(yè)化進程,進入深層次治理階段,如治理有機物、重金屬、放射性、噪聲、氰化物、砷化物、氮氧化物、二噁英、二氧化碳等。同樣,發(fā)達國家鋼鐵燒結煙氣治理也經(jīng)歷了幾個階段。特別是經(jīng)歷了從單一治理二氧化硫到目前的多組分污染物治理階段,因而使世界鋼鐵公司采取的燒結煙氣脫硫工藝也隨之發(fā)生較大變化。
1、日本
由于嚴格的環(huán)境保護標準,日本早在20世紀70年代就開始建設燒結煙氣脫硫設施,多數(shù)采用傳統(tǒng)的濕法煙氣脫硫技術,主要有石灰-石膏法、氨法、鎂法等。但是由于濕法煙氣脫硫工藝無法解決燒結煙氣中二噁英含量過高的問題,同時由于燒結煙氣還含有SO3、HCl、HF等酸性物質(zhì)和重金屬污染成份,采用濕法工藝系統(tǒng)也不能高效脫除。因此,1989年以后,活性炭吸附工藝漸漸占領日本燒結煙氣脫硫領域。
當日本政府于2000年提出執(zhí)行二噁英排放濃度標準后,日本鋼鐵公司新建燒結煙氣處理工藝全部采用活性炭/焦吸附工藝,在脫除二氧化硫的同時脫除二噁英。由于原來濕法工藝,只能脫硫而無法脫除二噁英。為解決二噁英污染排放控制問題,幾家鋼廠將濕法脫硫工藝裝置廢棄,新建了活性炭/焦吸附工藝。但是活性炭/焦工藝復雜,解吸過程能耗大,活性炭易自燃,系統(tǒng)投資、運行費用非常高,在其它國家尚未得到很好的應用。
目前,日本鋼鐵公司共有燒結機25臺,建有燒結煙氣脫硫裝置的燒結機17臺,其中9臺采用的工藝是活性炭/焦吸附工藝,8臺是舊有濕法工藝(均為1989年前建成投運),其余8臺燒結機因使用原料、燃料含硫極低,并采取別的辦法治理二噁英,因此未建脫硫裝置。
2、歐洲
由于原來使用的鐵礦及焦炭等原、燃料含硫低,煙氣中二氧化硫濃度符合排放標準。因此,燒結煙氣的治理早期主要集中在煙氣中的粉塵和二噁英(PCDD/F),很少有專門用于燒結煙氣脫硫的裝置。目前,歐美已采用的燒結煙氣脫硫工藝主要有以下幾種:
1)德國杜依斯堡鋼廠108m2 燒結機1998年建有旋轉(zhuǎn)噴霧干燥(SDA)干法脫硫工藝;
2)法國ALSTOM(阿爾斯通)研發(fā)NID干法燒結煙氣脫硫工藝,并在法國某燒結機上實施;
3)奧鋼聯(lián)研發(fā)MEROS干法脫硫工藝并在LINZ鋼廠實施;
4)2006年,德國Dillingen燒結機煙氣處理;采用CFB干法脫硫工藝。
從日本和歐美鋼鐵公司燒結煙氣脫硫工藝的選擇和應用可見,國外燒結煙氣脫硫工藝的選擇趨勢是由“濕”到“干”。
3、中國
脫硫剛起步,濕法干法并存。目前只考慮脫除二氧化硫,但不符合國際環(huán)保治理趨勢。雖然我國還處在工業(yè)化進程中,但國際社會不會允許我國再經(jīng)歷環(huán)保治理的四個階段。現(xiàn)在同時進行第二、三階段工作,甚至第四階段的工作。如屬于第二階段的二氧化硫、氮氧化物治理;屬于第三階段的二氧化碳減排、履約行動;屬于第四階段的循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)工作。因此,根據(jù)燒結煙氣含有多種污染成分的特點,燒結煙氣污染物綜合脫除一體化集成技術是燒結煙氣治理的必然方向。