李小麗

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠  鞍山市鐵西區(qū)114021）

摘要：本文介紹了國(guó)內(nèi)目前主要的燒結(jié)煙氣脫硫工藝及其特點(diǎn)，以及實(shí)際運(yùn)行存在的問(wèn)題，分析了選擇燒結(jié)煙氣脫硫工藝的基本原則，并對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)煙氣；脫硫；工藝；優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)

1  前言

隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的蓬勃發(fā)展，大量燃煤和礦石的消耗，產(chǎn)生了大量的大氣污染物，給環(huán)境造成了越來(lái)越嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。目前，我國(guó)鋼鐵行業(yè)二氧化硫等大氣污染物排放量占工業(yè)排放量的11%左右，僅次于電力行業(yè)，而燒結(jié)工藝過(guò)程產(chǎn)生的二氧化硫排放量約占鋼鐵企業(yè)年排放量的40%～60%，2007年我國(guó)鋼鐵行業(yè)共排放二氧化硫172.8萬(wàn)噸，占全國(guó)二氧化硫排放量（2468.1萬(wàn)噸）的7%。2007年全國(guó)二氧化硫年平均濃度達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市占79.1%，劣于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占1.2%。而據(jù)2008年和2009年年初國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)（IISI）分別公布的數(shù)據(jù)顯示，2007年中國(guó)粗鋼產(chǎn)量為4.89億噸，2008年為5.02億噸（相當(dāng)于日本的4倍，美國(guó)的5倍，德國(guó)的11倍），同比增長(zhǎng)2.6％。2008年我國(guó)鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量從此可見(jiàn)一斑。因此，加快燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)和設(shè)備的研究、開(kāi)發(fā)、推廣和應(yīng)用已迫在眉睫。

我國(guó)燒結(jié)煙氣脫硫尚處于起步階段，2005年之前還沒(méi)有一臺(tái)燒結(jié)機(jī)實(shí)施了煙氣脫硫。近年來(lái)，隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，節(jié)能減排已成為當(dāng)前宏觀調(diào)控的重點(diǎn)，很多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施燒結(jié)脫硫或?qū)⑵涮嵘先粘獭?/p>

近年為了完成我廠燒結(jié)機(jī)脫硫項(xiàng)目，公司安環(huán)部先后聯(lián)系國(guó)內(nèi)外20多家專業(yè)脫硫公司進(jìn)行交流，并先后對(duì)各鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝進(jìn)行了實(shí)地考察。本文就國(guó)內(nèi)主要工藝流程做粗略介紹，與同行探討。

2  幾種煙氣脫硫技術(shù)

2.1  石灰石-石膏法

2.1.1  基本原理

石灰石—石膏法是一種典型的濕法脫硫技術(shù)，其原理是燒結(jié)煙氣首先利用冷卻塔進(jìn)行冷卻增濕，然后進(jìn)入吸收塔與石灰漿液進(jìn)行脫硫反應(yīng)，同時(shí)向吸收塔中的漿液鼓入空氣，氧化后的漿液再經(jīng)濃縮、脫水，生成純度90%以上的石膏。

2.1.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

該工藝具有脫硫效率高、運(yùn)行可靠性高、吸收劑利用率高、能適應(yīng)風(fēng)量和高濃度SO2 煙氣條件、吸收劑廉價(jià)以及鈣硫比低(一般小于1. 05)等特點(diǎn)。

2.1.3  技術(shù)缺點(diǎn)

基建投資費(fèi)用高、運(yùn)行費(fèi)用高（寶鋼梅山：10元/t礦）、占地面積大、耗水量大及脫硫副產(chǎn)品為濕態(tài)，因此難以處理，而且脫硫產(chǎn)生的廢水需要經(jīng)過(guò)處理才能排放，煙囪排煙溫度過(guò)低（煙囪雨（煙囪附近滴水）、煙囪氣流抬升高度降低（腐蝕周邊設(shè)備）、落地濃度增大）；副產(chǎn)物石膏色偏紅沒(méi)有更高的應(yīng)用附加值，且國(guó)內(nèi)天然石膏產(chǎn)量大，市場(chǎng)潛力不足。

目前寶鋼采用其自主研發(fā)的石灰石-石膏(濕法)脫硫技術(shù)（如圖1）對(duì)梅山180m2燒結(jié)機(jī)煙氣進(jìn)行脫硫，投產(chǎn)時(shí)間一年，存在一定問(wèn)題（諸如除霧器堵塞；燒結(jié)灰中的Al與F生成ALF₃包裹吸收劑使脫硫效率降低，無(wú)法結(jié)晶；引風(fēng)機(jī)及煙道內(nèi)部腐蝕等），一直在不斷完善。

還有一些間接石灰-石膏法，是針對(duì)直接石灰石-石膏法易結(jié)垢和堵塞而發(fā)展的。這類方法有雙堿法、堿式硫酸鋁法、催化氧化吸收法。我國(guó)沈陽(yáng)冶煉廠、南京鋼鐵廠采用堿式硫酸鋁法脫硫。湘潭大學(xué)童志權(quán)教授研發(fā)了亞硫酸鈣脫硫法，并在鉛燒結(jié)煙氣脫硫中得到應(yīng)用，其平均脫硫率高達(dá)95.9%。

圖1  寶鋼的脫硫吸收塔結(jié)構(gòu)示意圖

2.2  氨—硫酸銨法

2.2.1  基本原理

氨—硫酸銨法是一種濕法脫硫技術(shù)，其原理是用亞硫酸銨制成的吸收液與燒結(jié)煙氣中的SO₂反應(yīng)，生成亞硫酸氫氨。再與氨氣反應(yīng)，生成亞硫酸銨溶液，以此溶液為吸收液再與SO₂反應(yīng)。往復(fù)循環(huán)，亞硫酸銨溶液濃度逐漸增高，達(dá)到一定濃度后，將部分溶液提取出來(lái)，使之氧化，濃縮成為硫酸銨被收回。

2.2.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）把燒結(jié)廠的煙氣脫硫與焦化廠的煤氣脫氨相結(jié)合則成為一種“化害為利”的綜合處理工藝。（2）該法脫硫效率高，一般穩(wěn)定在98%以上。

2.2.3  技術(shù)缺點(diǎn)

（1）不適合無(wú)自備焦化廠的鋼鐵企業(yè)，對(duì)于無(wú)自備焦化廠的鋼鐵企業(yè)需外購(gòu)液氨，成本高，具有運(yùn)輸安全隱患；（2）燒結(jié)煙氣中含二惡英、重金屬等雜質(zhì)，并最終進(jìn)入副產(chǎn)物硫銨。正在編制的《中華人民共和國(guó)污染防治最佳可行技術(shù)導(dǎo)則〈鋼鐵行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)導(dǎo)則---燒結(jié)及球團(tuán)工藝〉》中明確規(guī)定其副產(chǎn)物硫銨應(yīng)禁止用于農(nóng)業(yè)；（3）氨逃逸（國(guó)內(nèi)還沒(méi)有控制標(biāo)準(zhǔn)，參考?xì)W盟標(biāo)準(zhǔn)是5個(gè)PPM，而氨法工藝很難控制在10個(gè)PPM之內(nèi)）；（4）投資成本高、占地面積較大：氨法存在很強(qiáng)的腐蝕性，設(shè)備和管道的防腐需要很大投入。脫硫后的副產(chǎn)物硫酸氨的處理過(guò)程復(fù)雜，設(shè)備投資大。

圖2  美國(guó)馬素萊氨法工藝

2.3  離子液循環(huán)吸收法

2.3.1  基本原理

離子液體是由石油制成的水溶性陰離子和陽(yáng)離子組成的在室溫或接近室溫下呈液體狀態(tài)的物質(zhì)，以有機(jī)陽(yáng)離子、無(wú)機(jī)陰離子為主，添加少量活化劑、抗氧化劑和緩蝕劑組成的水溶液，具有良好的吸收和解吸能力 ，在吸收塔內(nèi)吸收SO₂氣體，實(shí)現(xiàn)脫硫。

脫硫工藝流程與石灰石—石膏法相近似，但對(duì)于流體接觸部分的防腐要求要比石灰石—石膏法嚴(yán)格，與氨法類似。

2.3.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）脫硫效率高、適應(yīng)范圍寬：脫硫效率可達(dá)99.5% ，對(duì)各類煙氣無(wú)限制；（2）系統(tǒng)運(yùn)行可靠：工藝流程為典型石油化工流程、簡(jiǎn)潔，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行簡(jiǎn)便，維護(hù)費(fèi)用低；（3）無(wú)二次污染：場(chǎng)地?zé)o粉塵, 無(wú)強(qiáng)噪聲，無(wú)新生固體、氣體和液體排放物；（4）脫硫產(chǎn)物作為產(chǎn)品循環(huán)使用，運(yùn)行費(fèi)用低；（5）無(wú)需常規(guī)的大量運(yùn)輸，無(wú)需考慮運(yùn)輸/脫硫廢物堆倉(cāng)用地，占地面積小。

2.3.3  技術(shù)缺點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)、施工相對(duì)復(fù)雜：系統(tǒng)需要防腐處理，而且鹵素（氯、氟）防腐要求很高（用高級(jí)不銹鋼和防腐材料進(jìn)行全系統(tǒng)防腐，需有煙氣的除塵、離子液脫鹽、除雜輔助系統(tǒng)配套等），一次投資較高。（2）目前應(yīng)用的項(xiàng)目的規(guī)模較小和工藝運(yùn)行時(shí)間較短，無(wú)大型工藝長(zhǎng)期應(yīng)用的實(shí)績(jī)。（3）一般情況下，有機(jī)氨法的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)是SO₂濃度在5000mg/Nm³以上，而國(guó)內(nèi)企業(yè)隨原料硫負(fù)荷等因素的變化，燒結(jié)煙氣SO₂濃度一般在1000 mg/m³～3000 mg/m³，濃度較低。

紫金鋅業(yè)煙氣脫硫項(xiàng)目采用此工藝投資2400萬(wàn)，處理尾氣90000m3/h，于2008年7月24日投產(chǎn)運(yùn)行，至8月23日運(yùn)行正常，處理后SO2由未處理出口處的1000—5000mg/m3降到了10--100mg/m3，脫硫率達(dá)97%以上。每天產(chǎn)出的SO2氣體返回到其原有的制酸工藝可產(chǎn)生3000kg硫酸。

圖3  離子液循環(huán)吸收法工藝流程簡(jiǎn)圖

2.4  循環(huán)流化床法

2.4.1  基本原理

循環(huán)流化床脫硫工藝主要采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，由燒結(jié)機(jī)排出的含硫煙氣從脫硫反應(yīng)塔的底部進(jìn)人，經(jīng)過(guò)脫硫反應(yīng)塔下部的文丘里裝置，煙氣速度加快，并與很細(xì)的吸收劑粉末相混合。同時(shí)通過(guò)脫硫反應(yīng)塔中部的噴水，使煙氣溫度降低到70～90℃ 。在此條件下，吸收劑與煙氣中的SO：反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣等脫硫產(chǎn)物。脫硫產(chǎn)物和吸收劑隨著煙氣到達(dá)反應(yīng)塔的上部后，部分因?yàn)闊煔馔牧骰氐剿w中部，部分隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器中，顆粒物被布袋除塵器收集后，大部分經(jīng)過(guò)再循環(huán)系統(tǒng)返回到脫硫反應(yīng)塔中。由于大部分的顆粒都被多次循環(huán)使用，因此固體吸收劑的滯留時(shí)間很長(zhǎng)，吸收劑的利用率也大大提高。

圖4  脫硫反應(yīng)塔結(jié)構(gòu)示意圖

該技術(shù)基于循環(huán)流化床原理，通過(guò)物料的循環(huán)利用，在脫硫反應(yīng)塔內(nèi)形成濃相的床態(tài)，同時(shí)向塔內(nèi)噴水，將運(yùn)行溫度降到露點(diǎn)附近，提高了煙氣中SO₂、SO₃等氣體與脫硫吸收劑之間的反應(yīng)效率，并延長(zhǎng)了固體物料在反應(yīng)塔內(nèi)的停留時(shí)間，提高了吸收劑的利用率和系統(tǒng)脫硫效率。

2.4.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）系統(tǒng)占地面積小，布置靈活。（2）對(duì)燒結(jié)煙氣中的SO₃，氯化物和氟化物等有害氣體有很高的脫除效率，因此可以避免煙氣對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的腐蝕。（3）該工藝為半干法，吸收劑初態(tài)及脫硫產(chǎn)物都為干態(tài)。設(shè)備內(nèi)部可以避免結(jié)垢，脫硫產(chǎn)物也無(wú)須進(jìn)行脫水處理。（4）脫硫產(chǎn)物可以制成混凝土緩凝劑和攙合料激活劑，與鋼渣進(jìn)行綜合處理。這樣可以避免二次污染，實(shí)現(xiàn)脫硫產(chǎn)物的高附加值。

2.4.3  技術(shù)缺點(diǎn)

（1）存在塌床、死床或偏床等致命問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。（2）脫硫劑利用率不高（濟(jì)鋼循環(huán)流化床副產(chǎn)物中的Ca含量有時(shí)在50%，福建三鋼Ca/S比在2以上），從而消耗更多的資源以及產(chǎn)生更多的副產(chǎn)物，而未消化成Ca(OH)₂的脫硫劑CaO易在除塵器內(nèi)吸水放熱結(jié)塊或粘結(jié)（包括塔壁）（目前在運(yùn)行的濟(jì)鋼、三鋼循環(huán)流化床多存在粘壁的問(wèn)題）。（3）系統(tǒng)阻力較高，運(yùn)行成本較高（三鋼循環(huán)流化床的運(yùn)行成本：7元/噸礦、濟(jì)鋼運(yùn)行成本14元/噸礦）。（4）系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)脫硫效率相應(yīng)偏低（濟(jì)鋼的脫硫效率在30-50%的范圍）。

國(guó)內(nèi)有研究機(jī)構(gòu)在國(guó)外循環(huán)流化床技術(shù)基礎(chǔ)上自主開(kāi)發(fā)了氣固再循環(huán)（即GSCA）技術(shù)，其反應(yīng)亦是在循環(huán)流化床中進(jìn)行，與傳統(tǒng)循環(huán)流化床工藝主要不同之處在于其增加了制漿、噴漿工藝，邯鋼運(yùn)用此技術(shù)存在的問(wèn)題是噴槍噴嘴易結(jié)垢堵塞，磨損嚴(yán)重。

2.5  NID（New Integrated Desulphurization）法

2.5.1  基本原理

NID法是一種新型脫硫除塵一體化技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于電廠脫硫時(shí)，常以Ca(OH)₂作脫硫劑，以電廠周圍的電石渣（主要成分為Ca(OH)₂）廢料作為脫硫劑，能做到以廢治廢。應(yīng)用在燒結(jié)廠則須以CaO作脫硫劑，其平均粒徑要求不大于1mm，石灰在一個(gè)專利設(shè)計(jì)的消化器中加水消化成Ca(OH)₂，然后與從除塵器及機(jī)械除塵器除下的大量的循環(huán)灰相混合進(jìn)入增濕器。在增濕器中加水增濕使混合灰的水分含量從2%增濕到5%左右，然后以流化風(fēng)為動(dòng)力借助煙道負(fù)壓的引力導(dǎo)向進(jìn)入直煙道反應(yīng)器。含5%左右水分的循環(huán)灰由于有極好的流動(dòng)性，大量的脫硫循環(huán)灰進(jìn)入反應(yīng)器后，由于有極大的蒸發(fā)表面，水分蒸發(fā)很快，在極短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度從137℃冷卻到70℃左右，煙氣相對(duì)濕度則很快增加到40~50%。這是較好的脫硫工況，一方面有利于SO₂分子溶解并離子化，另一方面使脫硫劑表面的液膜迅速變薄，利于SO₂的傳質(zhì)擴(kuò)散，同時(shí)由于存在大量的循環(huán)灰，未反應(yīng)的Ca (OH)₂進(jìn)一步參與循環(huán)脫硫，所以反應(yīng)器中Ca(OH)₂的濃度很高，反應(yīng)器中有效Ca/S比很大，且加水消化制得的新鮮Ca(OH)₂具有很高的活性，能確保脫硫效率大于90%；另一方面，由于脫硫劑是不斷循環(huán)的，其有效利用率大大提高。最終產(chǎn)物則由氣力輸送裝置外送；也可用水力沖灰或汽車運(yùn)輸?shù)确绞饺セ覉?chǎng)。

圖5  NID典型工藝流程圖

2.5.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）循環(huán)灰的循環(huán)倍率可達(dá)30~150倍，使吸收劑的利用率提高到95%以上。

（2）整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間?。傃b置占地比其它工藝省30%以上），裝置運(yùn)行可靠。

（3）一次性投資少。

（4）系統(tǒng)無(wú)污水產(chǎn)生，終產(chǎn)物適宜用氣力輸送。

（5）脫硫后出口煙氣溫度達(dá)到70~80℃，高于酸露點(diǎn)15℃以上，對(duì)風(fēng)機(jī)、煙道、煙囪系統(tǒng)無(wú)腐蝕，可直接排放。

（6）脫硫效率高，當(dāng)Ca/S≤1.27時(shí)，脫硫效率確保大于85%。

（7）整套系統(tǒng)阻力降比其他半干法工藝低，可減少引風(fēng)機(jī)功耗。

2.5.3  技術(shù)缺點(diǎn)

（1）不適合大煙氣量。受煙道規(guī)格的限制，NID針對(duì)大煙氣量，就必須要多組煙道組合，每組煙道需進(jìn)行風(fēng)量平衡調(diào)節(jié)，然而在實(shí)際運(yùn)行中，煙道風(fēng)量要做到絕對(duì)的平衡是很困難的，因此，難免存在塌床或偏床的等運(yùn)行不穩(wěn)定問(wèn)題。如首鋼3臺(tái)5萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組脫硫采用了NID工藝，當(dāng)時(shí)便存在調(diào)節(jié)很困難的問(wèn)題。

（2）脫硫產(chǎn)物含有雜質(zhì)，不能按工業(yè)品的要求加以利用。

2.6  MEROS（Maximized Emission Reduction of Sintering）法

2.6.1  基本原理

MEROS法是一種半干法脫硫技術(shù)，其原理是將添加劑均勻、高速并逆流噴射到燒結(jié)煙氣中，然后利用調(diào)節(jié)反應(yīng)器中的高效雙流（水/壓縮空氣）噴嘴加濕冷卻燒結(jié)煙氣。離開(kāi)調(diào)節(jié)反應(yīng)器之后，含塵煙氣通過(guò)脈沖袋濾器，去除煙氣中的粉塵顆粒。為了提高氣體凈化效率和降低添加劑費(fèi)用，濾袋除塵器中的大多數(shù)分離粉塵循環(huán)到調(diào)節(jié)反應(yīng)器之后的氣流中。其中部分粉塵離開(kāi)系統(tǒng)，輸送到中間存儲(chǔ)筒倉(cāng)。MEROS法集脫硫、脫HCl和HF于一身，并可以使VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）可冷凝部分幾乎全部去除。

圖6  MEROS典型工藝流程圖

2.6.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）MEROS工藝對(duì)煙氣量、溫度、SO₂濃度等的波動(dòng)具有較大的適應(yīng)性，且處理效果穩(wěn)定，出氣口煙塵及SO₂濃度能保持較低水平。（2）脫硫劑的添加量可以根據(jù)出口SO：濃度在線調(diào)節(jié)，在保證處理效率的前提下，最大限度的降低脫硫成本。（3）反應(yīng)塔內(nèi)，氣流上進(jìn)下出，阻力損失較小，廢氣與脫硫劑能最大限度的接觸。（4）創(chuàng)新性的采用了煙塵回流系統(tǒng)，可以快速的形成濾餅，促進(jìn)重金屬、有機(jī)物的二次吸收，極大的提升了除塵效率。

2.6.3  技術(shù)缺點(diǎn)

（1）以熟石灰作脫硫劑脫硫效率僅能達(dá)到80%，而要達(dá)到90%須以小蘇打?yàn)槊摿騽?，其成本相?duì)較高。（2）Ca/S比較高，一般在2以上。（3）噴嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.7  密相干塔法

2.7.1  基本原理

密相干塔法工藝原理是脫硫劑在脫硫塔內(nèi)由機(jī)械提升和靠自重下落進(jìn)行循環(huán)和完成脫硫過(guò)程。所謂密相是指脫硫塔相對(duì)于循環(huán)流化床體積小，氣固兩相密度大，脫硫后產(chǎn)物濕度相對(duì)較小，可以實(shí)現(xiàn)氣力輸送。其機(jī)理是利用干粉狀的鈣基脫硫劑，與布袋除塵器除下的大量循環(huán)灰一起進(jìn)入加濕器進(jìn)行增濕消化，使混合灰的水分含量保持在3%~5%之間，然后循環(huán)灰由密相塔上部進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)。大量循環(huán)灰進(jìn)入塔后，與由塔上部進(jìn)入的含SO₂煙氣進(jìn)行反應(yīng)。含水分的循環(huán)灰有極好的反應(yīng)活性和流動(dòng)性，另外塔內(nèi)設(shè)有攪拌器，不僅克服了粘壁問(wèn)題而且增強(qiáng)了傳質(zhì)。脫硫劑不斷循環(huán)使用，有效利用率達(dá)98%以上。

圖7  密相干塔工藝流程圖

2.7.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）占地少、可充分利用原有工藝設(shè)施的空間。（2）投資低（3）工藝適應(yīng)強(qiáng)（4）運(yùn)行成本較低（約5元/噸）。

2.7.3  技術(shù)缺點(diǎn)

（1）脫硫塔內(nèi)機(jī)械設(shè)備較多，故障率偏高（2）脫硫副產(chǎn)物需進(jìn)一步處理，無(wú)綜合利用方案。

石家莊鋼廠和包鋼均采用了此工藝，前者存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題，后者存在噴入的水分無(wú)法充分蒸發(fā)以及除塵器堵灰等問(wèn)題。

2.8  旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（即SDA法（Spray  Drying  Absorption））

2.8.1  基本原理

該技術(shù)是丹麥技術(shù)，將脫硫劑漿液（一般為石灰漿液）通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)（接近10000rpm）的噴霧裝置，霧化成很細(xì)的霧滴（約50μm）由吸收塔頂部噴入，與進(jìn)入噴霧干燥吸收塔的含SO₂的熱煙氣接觸反應(yīng)。同時(shí)，霧化后的石灰漿液滴受熱蒸發(fā)，形成干粉狀脫硫副產(chǎn)物后進(jìn)入袋式除塵器氣固分離，經(jīng)除塵器凈化除塵后排入大氣。該工藝系統(tǒng)主要包括除塵器、漿液制備系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)霧化器、噴霧干燥吸收塔、再循環(huán)制漿系統(tǒng)等。旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫工藝在國(guó)外應(yīng)用在燒結(jié)已有十一年的歷史，應(yīng)用實(shí)績(jī)：一套是應(yīng)用在德國(guó)杜伊斯堡鋼廠，1998年建成投運(yùn)，煙氣量：646000m3/h，采用布袋除塵器，至今運(yùn)行正常。

2.8.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

系統(tǒng)簡(jiǎn)單、易操作；能使用低品質(zhì)的石灰；操作彈性大，對(duì)不同的煙氣溫度和煙氣成份能進(jìn)行快速響應(yīng)；100%的三氧化硫去除率?？梢院?jiǎn)單地增設(shè)活性碳噴射裝置，有效去除二惡英、重金屬等污染物；不產(chǎn)生污水，且可以用低質(zhì)量的水，如河水、海水及其它系統(tǒng)產(chǎn)生的工藝廢水；低投資、低運(yùn)行成本，布袋粉塵負(fù)荷小，降低布袋磨損，延長(zhǎng)使用壽命等。

2.8.3  技術(shù)缺點(diǎn)

利用消石灰乳作為吸收劑,系統(tǒng)易結(jié)垢和堵塞，而且需要專門(mén)設(shè)備進(jìn)行吸收劑的制備，因而投資費(fèi)用偏大。

2.9  活性炭法

2.9.1  基本原理

活性炭法是一種集除塵、脫硫、脫硝與脫除二惡英四種功能于一體的干法脫硫技術(shù)。其原理是煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器簡(jiǎn)單除塵后（粉塵濃度降為250 mg/m³左右），由主風(fēng)機(jī)排出，再經(jīng)升壓鼓風(fēng)機(jī)送往移動(dòng)床吸收塔。在塔入口處煙氣被添加脫硝所需的氨氣，其中的SO_x、NO_x在吸收塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，生成硫酸和銨鹽被活性炭吸附除去。吸附了硫酸和銨鹽的活性炭進(jìn)入脫離塔，經(jīng)加熱至400℃左右即可解吸出高濃度SO₂。解吸出的高濃度SO₂可以用來(lái)生產(chǎn)高純度硫磺（99.95%以上）或濃硫酸（98%以上），再生后的活性炭經(jīng)冷卻篩分去除雜質(zhì)后送回吸收塔進(jìn)行循環(huán)使用。活性炭法在進(jìn)行煙氣處理過(guò)程中煙氣溫度沒(méi)有下降，故無(wú)需再對(duì)處理后的煙氣加熱來(lái)進(jìn)行排放，這有別于其他脫硫技術(shù)?；钚蕴糠ň哂忻摮廴疚锕δ軓?qiáng)、占地面積小、副產(chǎn)物可利用、不產(chǎn)生二次污染等許多優(yōu)點(diǎn)。

典型的活性炭法有日本新日鐵于1987年在名古屋鋼鐵廠3號(hào)燒結(jié)機(jī)設(shè)置的一套利用活性炭吸附燒結(jié)煙氣脫硫、脫硝裝置，處理煙氣量為90萬(wàn)Nm³/h，投資55億日元，年運(yùn)行費(fèi)用約10億日元。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)該裝置不僅可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的脫硫率（95%）和脫硝率（40%），而且能夠有效脫除二惡英和具有良好的除塵效果?，F(xiàn)在名古屋鋼鐵廠的1、2號(hào)燒結(jié)機(jī)也應(yīng)用該裝置（煙氣處理量130萬(wàn)Nm³/h），并于1999年7月投產(chǎn)使用。日本JFE福山廠的4、5號(hào)燒結(jié)機(jī)也使用了活性炭法，煙氣處理量分別達(dá)到了110萬(wàn)Nm³/h和170萬(wàn)Nm³/h，活性炭消耗量分別為100 t/月和150 t/月，脫硫率80%，除塵率60%，脫二惡英率98%，二惡英排放濃度可降到0.01 ng/m³~0.05 ng/m³。

圖8  活性炭工藝流程圖

2.9.2  技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

脫硫及脫硝、去除二惡英效果好，脫硫產(chǎn)物可以進(jìn)一步收集和二次利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。

2.9.3  技術(shù)缺點(diǎn)

運(yùn)行成本高、脫硫產(chǎn)物的回收利用工藝技術(shù)還需進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用，目前只有日本及歐洲個(gè)別廠在間斷地應(yīng)用此項(xiàng)工藝技術(shù)（以滿足企業(yè)的總量控制目標(biāo)為限），國(guó)內(nèi)太鋼已選用此方法在400m²和600m²燒結(jié)機(jī)上應(yīng)用，投資約3.2億。

3  燒結(jié)煙氣脫硫工藝選擇原則

不管采取何種工藝，燒結(jié)煙氣脫硫所要達(dá)到的完美目標(biāo)是：脫硫效率高，排放濃度低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，一次投資費(fèi)用低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，無(wú)脫硫副產(chǎn)物或脫硫副產(chǎn)物可簡(jiǎn)單處理后以高價(jià)值利用。然而，國(guó)內(nèi)外燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)眾多，綜合前文所述的各種工藝可以看出，每種技術(shù)都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，到目前為止還沒(méi)有一種在各方面都最好的工藝技術(shù)。因而，對(duì)于具體的燒結(jié)脫硫項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，選用何種技術(shù)需要綜合考慮其煙氣的含硫率、需要達(dá)到的脫硫效率、脫硫劑的供應(yīng)條件及用戶的地理位置、場(chǎng)地大小、副產(chǎn)品如何利用等各種因素，選擇最合適該具體項(xiàng)目的脫硫工藝。當(dāng)然，除了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的比較，在脫硫工藝的選擇上還應(yīng)考慮其技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。有些脫硫技術(shù)雖然在燒結(jié)煙氣脫硫領(lǐng)域有成功實(shí)例，但是由于企業(yè)間的原燃料條件等不同，不能簡(jiǎn)單照搬；有些脫硫技術(shù)雖然在電廠應(yīng)用獲得成功，但是由于燒結(jié)煙氣與電廠煙氣性質(zhì)差異很大，所以也不能簡(jiǎn)單地移植；有些脫硫技術(shù)理論成熟，尚無(wú)工業(yè)應(yīng)用實(shí)例，也可能要從發(fā)展前景上仔細(xì)斟酌。任何一種脫硫技術(shù)，企業(yè)都應(yīng)該根據(jù)自身原燃料和燒結(jié)的條件進(jìn)行論證。目前，我國(guó)已建成燒結(jié)煙氣脫硫裝置的企業(yè)有寶鋼（石灰石—石膏法）、石鋼（密相干塔法）、昆鋼及紅河分廠（密相干塔法），柳鋼（氨—硫酸銨法）、三鋼（循環(huán)流化床法）和濟(jì)鋼（循環(huán)流化床法）、邯鋼（循環(huán)流化床法）等；脫硫裝置在建的有馬鋼（MEROS法）、攀鋼（循環(huán)流化床法和離子液循環(huán)吸收法）等；當(dāng)前，其它鋼鐵企業(yè)都處在脫硫方案論證階段。

至2008年底，已投產(chǎn)燒結(jié)煙氣脫硫裝置情況見(jiàn)下表：

至2009年國(guó)內(nèi)新建和在建燒結(jié)煙氣脫硫的情況見(jiàn)下表：

4  結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)近幾年的實(shí)踐和探索，我國(guó)燒結(jié)脫硫已取得一些進(jìn)展，某些技術(shù)已日臻成熟。然而煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展至今，基本上是基于傳統(tǒng)科學(xué)、傳統(tǒng)材料的傳統(tǒng)應(yīng)用。隨著新理論、新材料的出現(xiàn)，煙氣脫硫技術(shù)還將會(huì)有新的發(fā)展前景：諸如利用納米材料的高比表面積、高催化氧化性和高選擇性的特性開(kāi)發(fā)的新型脫硫脫氮一體化的吸附吸收材料將在不久的將來(lái)得到應(yīng)用；利用各種氣體分子量的不同而開(kāi)發(fā)的重力分離技術(shù)將把煙氣中各種氣體逐一分離，得到高純度的各種氣體；納米TiO₂光催化作用下的脫硫研究也已成為一種可能的發(fā)展途徑。

由于過(guò)程后的煙氣脫硫投資較大的問(wèn)題，過(guò)程前控制也應(yīng)有極高的研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景：臺(tái)灣中鋼公司和武漢科技大學(xué)畢學(xué)工教授分別發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向燒結(jié)混合料中添加少量某種化學(xué)物質(zhì)，使SO₂與添加劑分解生成的NH₃，反應(yīng)生成固態(tài)硫酸鹽。可以大幅度減少?gòu)U氣中的SO₂濃度。且從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來(lái)看，加入脫硫劑后，對(duì)燒結(jié)成品率、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、產(chǎn)量和煤耗等幾乎沒(méi)有影響；生物脫硫技術(shù)也是很有潛力的潔凈原燃料的過(guò)程前控制技術(shù)，它投資少，低耗高效，極具推廣價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

總之，為了我國(guó)鋼鐵事業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我們?cè)诤侠磉x擇現(xiàn)有技術(shù)，控制目前SO₂排放量的同時(shí)，還需多開(kāi)發(fā)更加高效、低耗的脫硫技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]  鞍山鋼鐵股份有限公司 中國(guó)鋼研科技集團(tuán)公司 燒結(jié)過(guò)程中SO_x、NO_x和二惡英的形成機(jī)理及脫除技術(shù)研究 2009年3月

[2]  唐勝衛(wèi) 丁希樓 趙凱 馬鋼燒結(jié)煙氣脫硫工藝技術(shù)研究 金屬世界 2008年第6期

[3]  朱曉華 何鵬 適合在燒結(jié)脫硫領(lǐng)域推廣的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù) 冶金環(huán)境保護(hù) 2008年第5期

[4]  劉君 龐俊香 劉新虎 程旭 400m²燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫 金屬世界 2008年第5期

[5]  金城君 煤炭的生物脫硫技術(shù) 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè) 2007年第12期

[6]  王曉泳 我國(guó)燒結(jié)脫硫現(xiàn)狀分析 工業(yè)安全與環(huán)保 2007年第33卷第12期

[7]  江榮才 徐海軍 林春源 賴毅強(qiáng) 三鋼2號(hào)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫方案的選擇及論證 燒結(jié)球團(tuán) 2007年8月第32卷第4期

[8]  張曉剛 宋存義 王亮 周超 密相干塔技術(shù)在燒結(jié)煙氣脫硫中的應(yīng)用 鋼鐵 2007年7月第42卷第7期

[9]  中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部  2007年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)

[10]  李庭壽 蘇笑鵬 燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù) 2006年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵年會(huì)文集 2006年

[11]  廖繼勇 畢學(xué)工 熊瑋 周少豐 姜廣森 關(guān)于燒結(jié)廢氣脫硫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的分析 南方金屬 2006年2月 總第148期

[12]  趙　毅 許勇毅 趙翠仙 幾種常見(jiàn)的煙氣脫硫技術(shù) 山西化工 2006年2月 第26卷第1期

[13]  程常杰 莫建松 劉越 吳忠標(biāo) 鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用 第十二屆全國(guó)大氣環(huán)境學(xué)術(shù)會(huì)議 2005年

[14]  傅伯和 NID法干法脫硫后配套電除塵器技術(shù)簡(jiǎn)介 城市環(huán)境 2002年2月第16卷第1期