332 《科技与企业》杂志 2012年5月(下
科技专论
钢铁企业烧结烟气除尘脱硫技术
山东金岭铁矿淄博铁鹰钢铁有限公司陈亮焦东明
【摘要】近年来,钢铁行业的迅速发展使我国成为了世界第一大钢铁产量,但随之而来的是钢铁工业所带来的环境污染问题,其SO 2排放量和粉尘放量仅次于火电行业和建材行业。
本文针对钢铁工业烧结工序所产生的烟气中SO 2和烟尘含量高的问题,就其除尘脱硫技术进行了研究,并提出了一定的解决策略。
【关键词】节能环保;除尘脱硫;烧结机;高炉炼铁1、引言近年来中,我国钢铁行业得到了迅速发展,连续数年钢铁产量稳居世界第一,粗钢产量甚至超过了第二到第八的总和。
2010年我国粗钢生产总量达到6.267亿吨,占全球钢产量的44.3%。
但与此同时,钢铁行业所带来的环境污染问题也越来越为严重,引起了社会各界的广泛关注。
为此,国家着手制定了更高的烧结烟气排放标准,将绿色钢铁作为国家环保的一个重要目标。
但是,钢铁厂烧结烟气同电厂锅炉烟气相比有着其自身独有的特点,烟气成分更为复杂,烟气流量和SO 2浓度波动较大,粉尘含量高,温度变化范围宽,必须有一套适应于钢铁厂绕结烟气的除尘脱硫技术才能确保我国钢铁行业的健康发展。
2、钢铁厂烧结烟气特性
“十一五”期间,火电行业烟气除尘脱硫工作取得了极大进展,为我国二氧化硫总量减排做出了巨大贡献,但不同于火电行业烟气,钢铁行业烟气有着其独特的特性。
主要表现在烟气量大、温度高、粉尘浓度大、含湿量大、有害气体含量高、SO 2浓度变化大、烟气含量不
稳定等方面。
目前,每生产1t烧结大约会产生4000~6000m 3
的烟气,其温度在120~180℃之间,根据原料的不同,其粉尘除了以铁和其化合物为主外,还含有一定量的重钓饵各元素,水分含量通常会达到10%,所包含的有害气体
如SO x 、NO x 、HCL和HF等,在遇水后都会形成酸雨腐蚀金属构件,并含有对人体危害极大的二恶英和呋喃等,目前我国
烧结烟气SO 2浓度一般在1000~3000mg/m 3
之间,
但由于烧结工况波动的原因,烟气量、烟气温度、粉尘含量、SO 2浓度都极不稳定,经常发生变化。
3、钢铁厂烧结烟气脱硫技术
目前,国际钢铁行业烧结烟气脱硫技术主要有以下几种:3.1 干法脱硫技术
干法脱硫技术是采用粉状或粉状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱
除煤烧结烟气中的SO 2的技术,
这种技术工艺简单,不存在污水、污酸处理等问题,而且能耗低,经干法脱硫技术处理后的烟气温度较高,不需要进行二次加热即可排气扩散,腐蚀性极小,其生成物还可以转化为低效化肥用于农业生产,在我国有着极为广阔的应用前景。
但干法脱硫技术所需要设备极为庞大,投资较高,占地面积也较大,此外用作吸收剂的石灰石用量较大,且脱硫后的副产品废渣难以再利用,因此对资金紧张企业较难适用。
3.2 氨法脱硫技术
氨法脱硫技术使采用喷雾吸收法,将雾化的氨水同烟气中的SO 2
直接接触发生气液相反应,从而达到烟气脱硫目的的技术。
这种技术反应速度较快,脱硫率较高,能达到90%以上,现有技术已经能使脱硫率保持在95~99%之间,因此能很好的保证脱硫减排要求。
而且采用氨法脱硫技术所回收的SO 2、氨全部都可以转化为化肥,不会产生任何废水、废液和废潭,不存在二次污染现象,其副产品硫酸铵应用价值高,且设备较小,占地面积不大,有着极高的实际应用价值。
但相罗于其
它脱硫技术而言,氨法脱硫技术工艺流程较复杂,且其生成物硫酸铵容易腐蚀管道,,净化后的烟气中会残留一定量的NH 3,容易在脱硫后造成NH 3超标。
3.3 石灰石-石灰法脱硫技术在目前烧结烟气脱硫技术中,石灰石-石灰脱硫技术是应用较为成熟,运用较为稳定的技术之一,这种技术采用石灰石或者石灰浆液
作为脱硫剂,通过吸收塔对烟气中的SO 2进行洗涤吸收,
生成CaSO 2和CaSO 4。
采用这种技术,脱硫剂价格低廉、产量丰富,获取较为容易,但脱硫剂中的Ca(OH2和CaSO 3容易在吸收塔内形成结晶或者沉积,同空气中的氧气发生反应生成CaSO 4形成结垢堵塞管道,因此会造成一定的清理维护负担。
同时其设备占地面积较大,投资和运行费用均较高,因此其应用和推广也有一定难度。
3.4 钠碱循环吸收法脱硫技术钠碱循环吸收法脱硫技术,是采用电解NaCL生成NaOH从而吸收烧结机烟气中的SO 2,最终生成NaHSO 3和Na 2SO 3,从而回收烟气中SO 2的一种气脱硫技术。
这种技术脱硫率高、技术较为成熟,相关设备运行安全可靠,具有较好脱硫减排功效。
但采用这种技术脱硫会降低烟气温度,经净化处理后的烟气必须通过加热后才能排放,整个系统能耗较高,且流程较复杂,同净化处理后生成的副产品再利用能力差,因此实际应用价值不大,在目前我国钢铁石烧结烟气脱处理中应用较少。
3.5 双碱法脱硫技术
双碱法脱硫技术是通过在脱硫塔内以钠碱作为第一碱吸收液吸
收烟气中的SO 2,
从而生成NaHSO 3和Na 2SO 3溶液,再在塔外通过石灰苛化再生成第一碱溶液返回第一碱液池以不断循环利用的一种技术。
这种技术将石灰作为主要消耗物,并以钢碱作为吸收液,因此在整个吸收过程中不会因此而产生沉淀物,可以最大限度的减小一次性投次,并降低能源消耗。
这种技术既解决了石灰脱硫技术容易在塔内
和管道内结垢的问题,又具备了钠碱法吸收率高的优点,且投资较小,因此被广泛利用。
4、烧结烟气除尘技术
烧结过程中将会产生大量有害粉尘,这些粉尘中,目前采用的除尘方法主要有静电除尘和全湿法除尘两种。
静电子尘是利用阳极板或阴极线产生静电吸附粉尘,以达到除尘目的的一种技术,但由于粉尘中一部分粉尘比电阻较小或者比电阻较高,容易带电荷也容易失电荷,因此在吸附厚度达到一定程度后粉尘吸附力较低,极容易被电场风速带走,因此除尘效果还需要进一步加强。
目前通常所用的方法是采用增高电场强茺以激化粉尘颗粒的办法,或者采用增湿以加强粉尘吸附力的方法,来提高粉尘净化率。
全湿法则是通使烟气以较高速度同水混合使烟尘中的粉尘湿润,再通过惯性分离室使烟气速度迅速降低,从而将湿润的粉尘同烟气彻底分离,使烟气得到除尘净化的一种技术,这种技术所产生的含尘液体能被压滤成块,并返回烧结配料使用,同时清水还可以循环回射流器继续使用,具有较好的经济价值,但其设备相对于静电除尘设备来说占地面积更大,投资也相对较高。
5、结束语
总之,继火电行业排放整顿之后,钢铁行业烧结烟气中的SO 2和粉尘已经成为我国环境卫生中的一个重要污染源,其独有的特点使其无法完全采用火电行业除尘脱硫技术,因此钢铁企业应当建立可持续性发展理念,打造循环经济体系,根据企业自身实际情况选择合适的除尘脱硫技术,以实现零排放为目的,力争在“十二五”期间完成除尘脱硫减排任务。
参考文献:
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