探究鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣綜合治理技術(shù)
鋼鐵行業(yè)廢氣排放中,主要是燒結(jié)廢氣的排放,由于其廢氣量大、污染物含量高、成分十分復(fù)雜的特點,成為鋼鐵行業(yè)廢氣治理的難點和重點。燒結(jié)廢氣中SO2排放量占廢氣排放總量的50%左右,氮氧化物排放量占40%左右,粉塵排放量占10%左右。實現(xiàn)燒結(jié)煙氣的綜合治理最重要的就是廢氣的脫硫、脫硝技術(shù)的應(yīng)用。燒結(jié)煙氣脫硫是目前國家鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排去產(chǎn)能的最關(guān)鍵考核指標(biāo),已經(jīng)成了制約鋼鐵行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。首鋼整體搬遷至曹妃甸,杭鋼整體搬遷至寧波,以及蕪湖新興鑄管搬出蕪湖主城區(qū)至三山區(qū)等等。
1鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣綜合治理現(xiàn)狀
目前我國燒結(jié)機有1200多臺,其中重點鋼鐵企業(yè)占將近1/2,當(dāng)前中國鋼鐵行業(yè)由于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,競爭非常殘酷,今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi),中國鋼鐵業(yè)將面臨產(chǎn)能過剩的困局,并將面臨債務(wù)、就業(yè)、環(huán)境、生態(tài)等方面的嚴(yán)峻壓力。國家環(huán)保部對“十二五”期間各污染物的排放做出了更嚴(yán)格的控制,要求大氣污染物排放總量持續(xù)削減,要求全國SO2排放總量比2010年減少10%,對于SO2的排放,在控制全國總排放量的基礎(chǔ)上,從注重重點行業(yè)總量削減向全行業(yè)減排方向轉(zhuǎn)變。
特別是隨著2015年新《環(huán)保法》的頒布實施,對燒結(jié)煙氣的粉塵、二氧化硫、氮氧化物等各項排放指標(biāo)控制提出了更高的要求。當(dāng)前我國鋼鐵企業(yè)尚未實現(xiàn)脫硫設(shè)施全部配備,即使安裝有脫硫設(shè)施的企業(yè),也由于工藝問題或者管理問題,導(dǎo)致含硫化合物的脫硫效率也不足70%,此外鋼鐵企業(yè)大部分采用濕法脫硫。由于缺乏經(jīng)濟有效的脫除工藝,目前只有極少數(shù)采用活性炭工藝的鋼鐵企業(yè)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),絕大多數(shù)難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
2鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣綜合治理技術(shù)
由于生態(tài)環(huán)境保護的需要,鋼鐵企業(yè)只采用脫硫的技術(shù)設(shè)備已經(jīng)難以實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展的需要,企業(yè)要不斷加強燒結(jié)煙氣的綜合治理技術(shù)。其中包括脫硫、脫硝、除塵以及脫二噁英技術(shù),以實現(xiàn)節(jié)約能源,保護環(huán)境的要求。
2.1燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)
SO2作為燒結(jié)煙氣的主要排放物,本身具有腐蝕性,當(dāng)遇到降雨時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸,腐蝕建筑物、污染水流和土壤。因此采用燒結(jié)煙氣的脫硫技術(shù),對于廢氣污染的排放具有十分重要的意義。
燒結(jié)煙氣的脫硫技術(shù)主要有三種,分別為干法、半干法和濕法。其中干法主要采用LJS循環(huán)流化床法、ENS法、NID煙道循環(huán)法等。其中干法脫硫技術(shù)脫硫效率低、有副產(chǎn)物的產(chǎn)生,并且其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,無法直接循環(huán)利用。
半干法中常采用的是密相干塔法、循環(huán)流化法以及SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法等。濕法主要是指雙堿法、石灰石膏法、氧化鎂法、離子液法等。濕法脫硫技術(shù)相對于干法和半干法脫硫效率較高,但是易產(chǎn)生煙囪雨和低溫腐蝕現(xiàn)象,難以實現(xiàn)多種污染源的協(xié)同治理和控制過程。我國鋼鐵企業(yè)中有3/4的企業(yè)采取的是濕法脫硫技術(shù)。
石灰———石膏法脫硫技術(shù),該技術(shù)相對比較成熟,脫硫效率達(dá)90%以上,但是存在設(shè)備腐蝕和結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的缺點,伴隨有煙囪雨的現(xiàn)象發(fā)生。脫硫技術(shù)的關(guān)鍵是控制吸收塔內(nèi)的PH值,由于燒結(jié)機運行過程存在波動現(xiàn)象,即吸收塔內(nèi)的硫化物和煙氣含量不斷變化,從而使得酸堿度的控制難度加大。同時由于排煙過程中溫度較低,對工廠周圍的環(huán)境影響極大。氧化鎂法具有相對于石灰石膏法具有不易結(jié)垢的優(yōu)點,但是產(chǎn)生的廢水難以處理,并且產(chǎn)生的硫酸鎂,回收投資大,利用價值不高如果直接拋棄存在二次污染問題。綜合而言,石灰石膏法脫硫相對是目前比較經(jīng)濟適用,且不用考慮副產(chǎn)物處理的燒結(jié)煙氣脫硫方法。
2.2燒結(jié)電爐煙氣二噁英治理技術(shù)
二噁英是多氯代二苯類聚集體,化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定,如果被人或者動物吸收容易導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。因此要對二噁英進(jìn)行治理,以防對人或者動物造成傷害。二噁英最大的危害是致癌、致畸、致突變。鋼鐵企業(yè)一般采用強化除塵法,降低燒結(jié)煙氣中的氯元素的含量,通過對二噁英氣體加熱處理,分解處理或者快速冷卻,并利用活性炭的強吸附作用對其進(jìn)行吸附,也可采用有機溶劑使之溶解。同時在排放廢氣中添加尿素顆粒或者氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿性物質(zhì),可以使煙氣的溫度迅速降低,以實現(xiàn)降低二噁英的產(chǎn)生。但目前為止,二噁英的治理還是以理論為主,還未大范圍推廣使用。
2.3燒結(jié)煙氣脫硝技術(shù)
燒結(jié)煙氣脫硝技術(shù)有氣相反應(yīng)法、吸附法、微生物法、液體吸收法、選擇性催化還原法等,其選擇性催化還原法,脫硝效率最高,技術(shù)也比較成熟,一般選用釩鈦系催化劑SCR,反應(yīng)溫度在250~400℃左右,因為粉塵等雜質(zhì)會降低催化劑的使用壽命,一般在除塵器布置之前要進(jìn)行反應(yīng)器的安裝。還原吸收法具有設(shè)備造價低、工藝流程簡單的特點,它可以將氮氧化物還原為氮氣。但目前大部分鋼鐵企業(yè)的煙氣脫硫選用的是石灰石膏濕法煙氣脫硫技術(shù),如果在脫硫系統(tǒng)后增加脫硝,升溫需要消耗大量能源,而如果在脫硫前增加脫硝,場地是很大的問題。
3結(jié)語
燒結(jié)工序作為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的第一道重要工序,是鋼鐵企業(yè)成本、環(huán)保的重中之重,直接關(guān)系企業(yè)的生存發(fā)展,但是燒結(jié)煙氣的治理是影響企業(yè)實現(xiàn)長期健康發(fā)展的重要影響因素。2016年5月26日-27日,由中國冶金報社參與主辦的2016年度全國燒結(jié)球團技術(shù)交流年會暨活性炭煙氣多污染物協(xié)同治理技術(shù)研討會在廣東湛江召開,會上重點推薦了2015年年底,由中冶長天國際工程有限公司、清華大學(xué)、寶鋼共同自主研發(fā)的活性炭煙氣多污染物協(xié)同治理技術(shù)在寶鋼湛江2×550m2燒結(jié)機煙氣凈化工程的應(yīng)用情況,各類排放指標(biāo)全部優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn),為燒結(jié)煙氣的綜合治理提出了更加優(yōu)化的工藝。當(dāng)前我國倡導(dǎo)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展,建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會,但是當(dāng)前鋼鐵的煙氣中氮氧化物、硫氧化物、以及二噁英排放量難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),因此企業(yè)要不斷加強煙氣綜合治理技術(shù)的研究,同時綜合考慮脫硫、脫硝一體化的綜合治理,保護生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。