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)境造成了越來越嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。目前，我國鋼鐵行業(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年我國鋼鐵行業(yè)共排放二氧化硫172.8萬噸，占全國二氧化硫排放量（2468.1萬噸）的7%。2007年全國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年年初國際鋼鐵協(xié)會(huì)（IISI）分別公布的數(shù)據(jù)顯示，2007年中國粗鋼產(chǎn)量為4.89億噸，2008年為5.02億噸（相當(dāng)于日本的4倍，美國的5倍，德國的11倍），同比增長2.6％。2008年我國鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量從此可見一斑。因此，加快燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)和設(shè)備的研究、開發(fā)、推廣和應(yīng)用已迫在眉睫。

我國燒結(jié)煙氣脫硫尚處于起步階段，2005年之前還沒有一臺(tái)燒結(jié)機(jī)實(shí)施了煙氣脫硫。近年來，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)過處理才能排放，煙囪排煙溫度過低（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)物石膏色偏紅沒有更高的應(yīng)用附加值，且國內(nèi)天然石膏產(chǎn)量大，市場潛力不足。

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。我國沈陽冶煉廠、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，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）不適合無自備焦化廠的鋼鐵企業(yè)，對(duì)于無自備焦化廠的鋼鐵企業(yè)需外購液氨，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（國內(nèi)還沒有控制標(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)物硫酸氨的處理過程復(fù)雜，設(shè)備投資大。

圖2  美國馬素萊氨法工藝

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)陽離子、無機(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、簡潔，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行簡便，維護(hù)費(fèi)用低；（3）無二次污染：場地?zé)o粉塵, 無強(qiáng)噪聲，無新生固體、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）無需常規(guī)的大量運(yùn)輸，無需考慮運(yùn)輸/脫硫廢物堆倉用地，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，無大型工藝長期應(yīng)用的實(shí)績。（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，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，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）。

國內(nèi)有研究機(jī)構(gòu)在國外循環(huán)流化床技術(shù)基礎(chǔ)上自主開發(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)确绞饺セ覉觥?/p>

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)定問題。如首鋼3臺(tái)5萬千瓦發(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。離開調(diào)節(jié)反應(yīng)器之后，含塵煙氣通過脈沖袋濾器，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。其中部分粉塵離開系統(tǒng)，輸送到中間存儲(chǔ)筒倉。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涑杀鞠鄬?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)重的問題，后者存在噴入的水分無法充分蒸發(fā)以及除塵器堵灰等問題。

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外應(yīng)用在燒結(jié)已有十一年的歷史，應(yīng)用實(shí)績：一套是應(yīng)用在德國杜伊斯堡鋼廠，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?？梢院唵蔚卦鲈O(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)行煙氣處理過程中煙氣溫度沒有下降，故無需再對(duì)處理后的煙氣加熱來進(jìn)行排放，這有別于其他脫硫技術(shù)。活性炭法具有脫除污染物功能強(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Nm³/h，投資55億日元，年運(yùn)行費(fèi)用約10億日元。經(jīng)過多年的運(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。現(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Nm³/h和170萬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，無脫硫副產(chǎn)物或脫硫副產(chǎn)物可簡單處理后以高價(jià)值利用。然而，國內(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)目來說，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，所以也不能簡單地移植；有些脫硫技術(shù)理論成熟，尚無工業(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下表：

至2009年國內(nèi)新建和在建燒結(jié)煙氣脫硫的情況見下表：

4  結(jié)束語

經(jīng)過近幾年的實(shí)踐和探索，我國燒結(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得到應(yīng)用；利用各種氣體分子量的不同而開發(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。

由于過程后的煙氣脫硫投資較大的問題，過程前控制也應(yīng)有極高的研究價(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?？梢源蠓葴p少廢氣中的SO₂濃度。且從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來看，加入脫硫劑后，對(duì)燒結(jié)成品率、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、產(chǎn)量和煤耗等幾乎沒有影響；生物脫硫技術(shù)也是很有潛力的潔凈原燃料的過程前控制技術(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，為了我國鋼鐵事業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我們在合理選擇現(xiàn)有技術(shù)，控制目前SO₂排放量的同時(shí)，還需多開發(fā)更加高效、低耗的脫硫技術(shù)。

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