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我國燒結(jié)煙氣治理技術(shù)的新進(jìn)展

2014年11月14日 15:52:47人氣:1759來源:

  【中國環(huán)保在線 技術(shù)交流】至年底,所有燒結(jié)機(jī)均將按國家要求裝配環(huán)保設(shè)施;從技術(shù)上看,源頭治理技術(shù)研究、一體化綜合治理技術(shù)均取得新進(jìn)展,一些應(yīng)用中存在的技術(shù)工藝問題正不斷被攻克。
  
  近年來,我國燒結(jié)煙氣治理取得了有目共睹的成績:到今年7月底,鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)脫硫設(shè)施建設(shè)的面積已經(jīng)達(dá)到69%。到今年底,所有燒結(jié)機(jī)均將按國家要求裝配環(huán)保設(shè)施;從技術(shù)上看,源頭治理技術(shù)研究、一體化綜合治理技術(shù)均取得新進(jìn)展,一些應(yīng)用中存在的技術(shù)工藝問題正不斷被攻克。
  
  綜合治理技術(shù)突飛猛進(jìn)
  
  脫硫、脫硝、脫除二噁英、脫除重金屬、除塵是燒結(jié)煙氣綜合治理的內(nèi)容,對燒結(jié)煙氣進(jìn)行一體化治理逐漸成為業(yè)界*的發(fā)展方向,寶鋼和太鋼在這方面走在了前面。
  
  據(jù)寶鋼中央研究院提供的情況:今年6月底完成的國家發(fā)展改革委支持項(xiàng)目—燒結(jié)廢氣余熱循環(huán)利用低碳排放工藝技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程(以下簡稱示范工程),取得了6方面標(biāo)志性的技術(shù)成果,節(jié)能減排效果明顯。
  
  一是形成*套廢氣/煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝、設(shè)備和系統(tǒng)集成技術(shù),并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。該示范工程建成了*套燒結(jié)鍋工藝模擬試驗(yàn)平臺(tái),通過一系列生產(chǎn)試驗(yàn),寶鋼獲得了可支撐大型燒結(jié)機(jī)廢氣循環(huán)工程的關(guān)鍵工藝和技術(shù)參數(shù)。他們開發(fā)出煙氣切換閥、耐磨風(fēng)機(jī)及管道、除塵器等關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行成套技術(shù),實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)廢氣循環(huán)燒結(jié)工藝技術(shù)產(chǎn)業(yè)化從無到有的突破。
  
  二是廢氣減量和多種污染物協(xié)同減排的技術(shù)成果得到工業(yè)化驗(yàn)證。寧鋼示范工程在不同上料量負(fù)荷工況下,廢氣循環(huán)可使燒結(jié)煤固體燃耗下降1.8千克/噸鋼~3.0千克/噸鋼,節(jié)能量達(dá)到3%~4%,外排煙氣量減少15%~30%,節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5000噸/年~7000噸/年,減排煙塵20噸/年~50噸/年,二噁英減排35%以上,并可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)廢氣中VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)、PAHs(多環(huán)芳烴)等多種污染物的同步脫除。
  
  三是廢氣循環(huán)燒結(jié)工藝技術(shù)可提高燒結(jié)產(chǎn)能15%~30%。寶鋼不銹鋼132平方米燒結(jié)機(jī)循環(huán)燒結(jié)中試裝置,充分利用了新增的大煙道廢氣循環(huán)風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)能力。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果證明,該廢氣循環(huán)燒結(jié)技術(shù)可提高15%~30%的燒結(jié)產(chǎn)能。
  
  四是完成廢氣循環(huán)與燒結(jié)主工藝,后續(xù)除塵、脫硫裝置的耦合聯(lián)控技術(shù)和設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。寶鋼開發(fā)出在燒結(jié)廢氣減量和廢氣成分變化工況下,循環(huán)燒結(jié)工藝與后續(xù)除塵、脫硫裝置調(diào)試、運(yùn)行和工藝控制的耦合聯(lián)控技術(shù),在國內(nèi)尚屬*。同時(shí),該示范工程形成在循環(huán)燒結(jié)條件下,后續(xù)除塵、脫硫脫硝裝置投資和運(yùn)行成本削減的創(chuàng)新性方案。值得一提的是,寧鋼2號燒結(jié)機(jī)的廢氣循環(huán)工藝實(shí)現(xiàn)了廢氣減量。
  
  五是開發(fā)出*套熱風(fēng)循環(huán)燒結(jié)過程數(shù)值模型。該模型包括循環(huán)煙氣溫度和氧含量調(diào)控、防結(jié)露策略、節(jié)煤量實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、燒結(jié)終點(diǎn)溫度控制、熱平衡模型等,能夠指導(dǎo)中試和示范工程的設(shè)備、管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
  
  六是形成國內(nèi)*的低能耗二噁英減排技術(shù)。在循環(huán)燒結(jié)條件下,采用“抑制生成+過程控制+攜流脫除”組合技術(shù),二噁英外排總量可減少80%以上。在吸附劑用量比常規(guī)脫除技術(shù)減少30%時(shí),二噁英去除率仍可提高10%。
  
  作為目前國內(nèi)燒結(jié)行業(yè)*套采取活性炭吸附工藝進(jìn)行脫硫凈化的裝置,太鋼的燒結(jié)環(huán)保設(shè)施目前運(yùn)行良好。4年來,該裝置各項(xiàng)指標(biāo)均大大優(yōu)于特別排放限值要求:二氧化硫平均排放濃度不到國家排放特別限值的1/4,脫硫效率達(dá)到95%以上;粉塵排放濃度不到排放限值的1/2;其副產(chǎn)品硫酸濃度達(dá)到98%,全部用于軋鋼酸洗工序和焦化生產(chǎn)硫銨。
  
  與此同時(shí),類似的技術(shù)有望在國內(nèi)開出新花。據(jù)悉,上海一家環(huán)保公司的可資源化活性焦煙氣脫硫技術(shù)擁有自主核心技術(shù),正與永鋼合作,擬用于永鋼的燒結(jié)脫硫。這種技術(shù)是以物理—化學(xué)吸附原理為基礎(chǔ)的硫資源可回收干法脫硫工藝,其脫硫原理是:在120℃~160℃,活性焦吸附煙氣中的SO2、H2O和O2,在活性焦催化作用下生成硫酸,存儲(chǔ)在活性焦微孔中。吸附飽和的活性焦加熱到400℃左右,吸附在活性焦微孔的硫酸與活性焦中的碳反應(yīng),釋放出高濃度SO2(濃度為20%~30%)而再生,活性焦循環(huán)使用。釋放出的高濃度SO2氣體采用成熟的化工工藝,可生產(chǎn)出多種硫元素的商品級產(chǎn)品,如硫酸、硫磺和液體SO2等。
  
  此外,SO2轉(zhuǎn)化為硫酸吸附在活性焦孔隙內(nèi),活性焦吸附層相當(dāng)于顆粒層過濾器,在慣性碰撞和攔截效應(yīng)作用下,煙氣中的大部分粉塵顆粒在不同部位被捕集,完成煙氣脫硫除塵凈化。吸附SO2后的活性焦被加熱至400℃左右時(shí),釋放出SO2,活性焦的解吸反應(yīng)相當(dāng)于對活性焦的再次活化。在活性焦循環(huán)使用過程中,其吸附和催化活性不但不會(huì)降低,還會(huì)有一定程度的提高。經(jīng)過解吸再生后的活性焦被冷卻至120℃以下,由物料輸送裝置送至吸附脫硫反應(yīng)器循環(huán)使用。
  
  源頭治理和問題攻關(guān)齊頭并進(jìn)
  
  近年來,業(yè)界專家普遍認(rèn)同對燒結(jié)煙氣污染要從源頭治理上下功夫。
  
  中國金屬學(xué)會(huì)的一些專家強(qiáng)調(diào),燒結(jié)煙氣源頭治理是技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。歐洲采用煤(含硫低,熱值高)使污染物排放量降低,將SO2固化到燒結(jié)礦中是從源頭上減少煙氣中SO2含量的好辦法。
  
  安徽工業(yè)大學(xué)在燒結(jié)原料中添加微量胺類物質(zhì)(尿素是*選擇,zui適宜配比為0.05%)的實(shí)驗(yàn)表明,利用燒結(jié)過程的熱力學(xué)條件,可實(shí)現(xiàn)多種污染物的同步減排,無須建立脫除工藝流程,成本比末端治理大幅度降低。
  
  目前,我國已全面開展燒結(jié)煙氣脫硫工作,石灰—石膏法、氨法、鎂法、活性炭法等均有不少成功的案例,但均存在不同程度的問題,一些企業(yè)在攻克這些問題方面各有收獲。
  
  柳鋼采用焦化廢氨水吸收燒結(jié)煙氣中SO2的氨—硫銨工藝,運(yùn)行中注意采取了5項(xiàng)措施:適當(dāng)添加消泡劑,更換結(jié)晶罐的硫銨溶液,調(diào)整真空結(jié)晶罐的真空度,控制結(jié)晶罐液位,對升膜蒸發(fā)器的結(jié)垢進(jìn)行清洗。采取這些措施后,真空結(jié)晶罐內(nèi)的硫銨溶液泡沫和雜質(zhì)大為減少,沸騰量和硫銨制備系統(tǒng)各工藝參數(shù)穩(wěn)定,操作控制良好。
  
  攀鋼開發(fā)出適應(yīng)攀西釩鈦磁鐵礦燒結(jié)煙氣特性(煙氣含SO2在4000mg/Nm3~7000mg/Nm3)的脫硫溶液、防止脫硫劑逃逸技術(shù)與脫硫劑中毒解毒技術(shù),并建立復(fù)雜體系下脫硫溶液有效成分的分離檢測方法,其準(zhǔn)確度達(dá)到90%以上。攀鋼研究形成了防止脫硫系統(tǒng)堵塞的工程技術(shù),解決了燒結(jié)煙氣粉塵和次生硫磺引起的系統(tǒng)堵塞導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)的難題;研究形成了有機(jī)胺法燒結(jié)煙氣脫硫工藝裝備成套技術(shù),運(yùn)用該技術(shù)設(shè)計(jì)建造的攀鋼3號燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng),投產(chǎn)3天就實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,與燒結(jié)機(jī)同步作業(yè)率達(dá)到80%以上,脫硫率達(dá)到90%以上,日產(chǎn)硫酸70噸,噸硫酸脫硫劑消耗小于10千克。
  
  寧波太極環(huán)保設(shè)備有限公司開發(fā)成功DS-二氧化硫治理技術(shù)(利用鋼渣作為脫硫劑)和DS-多相反應(yīng)器(煙氣與脫硫液同步由上向下運(yùn)行,經(jīng)過多級反應(yīng)塔),漿液PH值在6.5~6,脫硫效率大于93%,成本較低。
  
  運(yùn)行效率低、效果差的問題待解決
  
  盡管燒結(jié)煙氣治理工作取得了巨大的進(jìn)步,但仍存在一些問題亟待解決。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的專家指出,當(dāng)前燒結(jié)機(jī)環(huán)保設(shè)施存在的主要問題是運(yùn)行效率低、效果差。
  
  新環(huán)保法將于明年1月1日正式實(shí)施,截至今年7月底,我國鋼鐵企業(yè)仍有約31%的燒結(jié)機(jī)面積和90%的球團(tuán)生產(chǎn)線未配套脫硫設(shè)施。根據(jù)環(huán)保部的減排核查結(jié)果,即使配套了脫硫設(shè)施,燒結(jié)(球團(tuán))脫硫設(shè)施平均綜合脫硫效率不足50%。這些減排效果差、不能長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的脫硫設(shè)施均須整改。部分減排效率低、副產(chǎn)品質(zhì)量差的技術(shù)仍將是下一步燒結(jié)煙氣環(huán)保治理技術(shù)工藝要解決的重點(diǎn)。
  
  從技術(shù)角度,寶鋼等企業(yè)的專家建議:以循環(huán)燒結(jié)技術(shù)為代表的綜合治理技術(shù)既可以減排煙氣總量,又可以回收廢熱,具有較重大的減排節(jié)能實(shí)效,推薦新燒結(jié)建設(shè)項(xiàng)目和老燒結(jié)機(jī)提產(chǎn)改造時(shí)采用這類技術(shù);考慮新燒結(jié)機(jī)煙氣凈化技術(shù)時(shí),推薦采用SDA(旋轉(zhuǎn)噴霧干燥)+SCR(選擇性催化還原)脫硫脫硝綜合處理技術(shù);在新形勢下須要共同合作推進(jìn)燒結(jié)清潔生產(chǎn)實(shí)踐。
  
  同時(shí),業(yè)界呼吁國家有關(guān)部門參照對電力企業(yè)的環(huán)保政策,對運(yùn)用燒結(jié)煙氣治理新技術(shù)效率高、減排效果好的企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì);國家加大對環(huán)保共性技術(shù)研發(fā)的經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助,對企業(yè)自行研發(fā)出來的*(套)的設(shè)備、技術(shù)給予獎(jiǎng)勵(lì);組織企業(yè)進(jìn)行如何運(yùn)用環(huán)保技術(shù)、設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)交流。
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