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      我國燒結煙氣治理技術的新進展
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      我國燒結煙氣治理技術的新進展
      日期:2016/9/13 16:11:15 訪問:次瀏覽 作者:admin
      摘要至年底,所有燒結機均將按國家要求裝配環保設施;從技術上看,源頭治理技術研究、一體化綜合治理技術均取得新進展,一些應用中存在的技術工藝問題正不斷被攻克。

      近年來,我國燒結煙氣治理取得了有目共睹的成績:到今年7月底,鋼鐵行業燒結機脫硫設施建設的面積已經達到69%。到今年底,所有燒結機均將按國家要求裝配環保設施;從技術上看,源頭治理技術研究、一體化綜合治理技術均取得新進展,一些應用中存在的技術工藝問題正不斷被攻克。

      綜合治理技術突飛猛進

      脫硫、脫硝、脫除二噁英、脫除重金屬、除塵是燒結煙氣綜合治理的內容,對燒結煙氣進行一體化治理逐漸成為業界公認的發展方向,寶鋼和太鋼在這方面走在了前面。

      據寶鋼中央研究院提供的情況:今年6月底完成的國家發展改革委支持項目—燒結廢氣余熱循環利用低碳排放工藝技術創新及產業化示范工程(以下簡稱示范工程),取得了6方面標志性的技術成果,節能減排效果明顯。

      一是形成國內首套廢氣/煙氣循環燒結工藝、設備和系統集成技術,并實現產業化應用。該示范工程建成了國內首套燒結鍋工藝模擬試驗平臺,通過一系列生產試驗,寶鋼獲得了可支撐大型燒結機廢氣循環工程的關鍵工藝和技術參數。他們開發出煙氣切換閥、耐磨風機及管道、高效除塵器等關鍵設備和系統調試運行成套技術,實現了國內廢氣循環燒結工藝技術產業化從無到有的突破。

      二是廢氣減量和多種污染物協同減排的技術成果得到工業化驗證。寧鋼示范工程在不同上料量負荷工況下,廢氣循環可使燒結煤固體燃耗下降1.8千克/噸鋼~3.0千克/噸鋼,節能量達到3%~4%,外排煙氣量減少15%~30%,節約標準煤5000噸/年~7000噸/年,減排煙塵20噸/年~50噸/年,二噁英減排35%以上,并可實現燒結廢氣中VOCs(揮發性有機化合物)、PAHs(多環芳烴)等多種污染物的同步脫除。

      三是廢氣循環燒結工藝技術可提高燒結產能15%~30%。寶鋼不銹鋼132平方米燒結機循環燒結中試裝置,充分利用了新增的大煙道廢氣循環風機的抽風能力。工業試驗結果證明,該廢氣循環燒結技術可提高15%~30%的燒結產能。

      四是完成廢氣循環與燒結主工藝,后續除塵、脫硫裝置的耦合聯控技術和設計方案優化。寶鋼開發出在燒結廢氣減量和廢氣成分變化工況下,循環燒結工藝與后續除塵、脫硫裝置調試、運行和工藝控制的耦合聯控技術,在國內尚屬首例。同時,該示范工程形成在循環燒結條件下,后續除塵、脫硫脫硝裝置投資和運行成本削減的創新性方案。值得一提的是,寧鋼2號燒結機的廢氣循環工藝實現了廢氣減量。

      五是開發出國內首套熱風循環燒結過程數值模型。該模型包括循環煙氣溫度和氧含量調控、防結露策略、節煤量實時統計、燒結終點溫度控制、熱平衡模型等,能夠指導中試和示范工程的設備、管路系統的設計與優化。

      六是形成國內首創的低能耗二噁英減排技術。在循環燒結條件下,采用“抑制生成+過程控制+攜流脫除”組合技術,二噁英外排總量可減少80%以上。在吸附劑用量比常規脫除技術減少30%時,二噁英去除率仍可提高10%。

      作為目前國內燒結行業第一套采取活性炭吸附工藝進行脫硫凈化的裝置,太鋼的燒結環保設施目前運行良好。4年來,該裝置各項指標均大大優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,脫硫效率達到95%以上;粉塵排放濃度不到排放限值的1/2;其副產品硫酸濃度達到98%,全部用于軋鋼酸洗工序和焦化生產硫銨。

      與此同時,類似的技術有望在國內開出新花。據悉,上海一家環保公司的可資源化活性焦煙氣脫硫技術擁有自主核心技術,正與永鋼合作,擬用于永鋼的燒結脫硫。這種技術是以物理—化學吸附原理為基礎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,釋放出高濃度SO2(濃度為20%~30%)而再生,活性焦循環使用。釋放出的高濃度SO2氣體采用成熟的化工工藝,可生產出多種硫元素的商品級產品,如硫酸、硫磺和液體SO2等。

      此外,SO2轉化為硫酸吸附在活性焦孔隙內,活性焦吸附層相當于高效顆粒層過濾器,在慣性碰撞和攔截效應作用下,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,釋放出SO2,活性焦的解吸反應相當于對活性焦的再次活化。在活性焦循環使用過程中,其吸附和催化活性不但不會降低,還會有一定程度的提高。經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器循環使用。

      源頭治理和問題攻關齊頭并進

      近年來,業界專家普遍認同對燒結煙氣污染要從源頭治理上下功夫。

      中國金屬學會的一些專家強調,燒結煙氣源頭治理是技術發展的重點之一。歐洲采用優質煤(含硫低,熱值高)使污染物排放量降低,將SO2固化到燒結礦中是從源頭上減少煙氣中SO2含量的好辦法。

      安徽工業大學在燒結原料中添加微量胺類物質(尿素是最佳選擇,最適宜配比為0.05%)的實驗表明,利用燒結過程的熱力學條件,可實現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煙氣中SO2的氨—硫銨工藝,運行中注意采取了5項措施:適當添加消泡劑,更換結晶罐的硫銨溶液,調整真空結晶罐的真空度,控制結晶罐液位,對升膜蒸發器的結垢進行清洗。采取這些措施后,真空結晶罐內的硫銨溶液泡沫和雜質大為減少,沸騰量和硫銨制備系統各工藝參數穩定,操作控制良好。

      攀鋼開發出適應攀西釩鈦磁鐵礦燒結煙氣特性(煙氣含SO2在4000mg/Nm3~7000mg/Nm3)的脫硫溶液、防止脫硫劑逃逸技術與脫硫劑中毒解毒技術,并建立復雜體系下脫硫溶液有效成分的分離檢測方法,其準確度達到90%以上。攀鋼研究形成了防止脫硫系統堵塞的工程技術,解決了燒結煙氣粉塵和次生硫磺引起的系統堵塞導致系統停運的難題;研究形成了有機胺法燒結煙氣高效脫硫工藝裝備成套技術,運用該技術設計建造的攀鋼3號燒結煙氣脫硫系統,投產3天就實現了連續穩定運行,與燒結機同步作業率達到80%以上,脫硫率達到90%以上,日產硫酸70噸,噸硫酸脫硫劑消耗小于10千克。

      寧波太極環保設備有限公司開發成功DS-二氧化硫治理技術(利用鋼渣作為脫硫劑)和DS-多相反應器(煙氣與脫硫液同步由上向下運行,經過多級反應塔),漿液PH值在6.5~6,脫硫效率大于93%,成本較低。

      運行效率低、效果差的問題待解決

      盡管燒結煙氣治理工作取得了巨大的進步,但仍存在一些問題亟待解決。中國鋼鐵工業協會的專家指出,當前燒結機環保設施存在的主要問題是運行效率低、效果差。

      新環保法將于明年1月1日正式實施,截至今年7月底,我國鋼鐵企業仍有約31%的燒結機面積和90%的球團生產線未配套脫硫設施。根據環保部的減排核查結果,即使配套了脫硫設施,燒結(球團)脫硫設施平均綜合脫硫效率不足50%。這些減排效果差、不能長期穩定達標的脫硫設施均須整改。部分減排效率低、副產品質量差的技術仍將是下一步燒結煙氣環保治理技術工藝要解決的重點。

      從技術角度,寶鋼等企業的專家建議:以循環燒結技術為代表的綜合治理技術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能實效,推薦新燒結建設項目和老燒結機提產改造時采用這類技術;考慮新燒結機煙氣凈化技術時,推薦采用SDA(旋轉噴霧干燥)+SCR(選擇性催化還原)脫硫脫硝綜合處理技術;在新形勢下須要共同合作推進燒結清潔生產實踐。

      同時,業界呼吁國家有關部門參照對電力企業的環保政策,對運用燒結煙氣治理新技術效率高、減排效果好的企業給予獎勵;國家加大對環保共性技術研發的經費補助,對企業自行研發出來的首臺(套)的設備、技術給予獎勵;組織企業進行如何運用環保技術、設備的經驗交流。
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