綜合治理技術(shù)突飛猛進
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)煙氣進行一體化治理逐漸成為業(yè)界公認(rèn)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。
一是形成國內(nèi)首套廢氣/煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝、設(shè)備和系統(tǒng)集成技術(shù)，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。該示范工程建成了國內(nèi)首套燒結(jié)鍋工藝模擬試驗平臺，通過一系列生產(chǎn)試驗，寶鋼獲得了可支撐大型燒結(jié)機廢氣循環(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)機及管道、高效除塵器等關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)試運行成套技術(shù)，實現(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，并可實現(xiàn)燒結(jié)廢氣中VOCs(揮發(fā)性有機化合物)、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)機的抽風(fēng)能力。工業(yè)試驗結(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、運行和工藝控制的耦合聯(lián)控技術(shù)，在國內(nèi)尚屬首例。
同時，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)機的廢氣循環(huán)工藝實現(xiàn)了廢氣減量。
五是開發(fā)出國內(nèi)首套熱風(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)煤量實時統(tǒng)計、燒結(jié)終點溫度控制、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)計與優(yōu)化。
六是形成國內(nèi)首創(chuàng)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，二噁英去除率仍可提高10%。
作為目前國內(nèi)燒結(jié)行業(yè)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(jié)環(huán)保設(shè)施目前運行良好。4年來，該裝置各項指標(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)品硫酸濃度達到98%，全部用于軋鋼酸洗工序和焦化生產(chǎn)硫銨。
與此同時，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)于高效顆粒層過濾器，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，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降低，還會有一定程度的提高。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
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)會的一些專家強調(diào)，燒結(jié)煙氣源頭治理是技術(shù)發(fā)展的重點之一。歐洲采用優(yōu)質(zhì)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)(尿素是最佳選擇，最適宜配比為0.05%)的實驗表明，利用燒結(jié)過程的熱力學(xué)條件，可實現(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，運行中注意采取了5項措施：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)停運的難題;研究形成了有機胺法燒結(jié)煙氣高效脫硫工藝裝備成套技術(shù)，運用該技術(shù)設(shè)計建造的攀鋼3號燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)，投產(chǎn)3天就實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運行，與燒結(jié)機同步作業(yè)率達到80%以上，脫硫率達到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步，但仍存在一些問題亟待解決。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的專家指出，當(dāng)前燒結(jié)機環(huán)保設(shè)施存在的主要問題是運行效率低、效果差。
新環(huán)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(yè)仍有約31%的燒結(jié)機面積和90%的球團生產(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)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。
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)能實效，推薦新燒結(jié)建設(shè)項目和老燒結(jié)機提產(chǎn)改造時采用這類技術(shù);考慮新燒結(jié)機煙氣凈化技術(shù)時，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燒結(jié)清潔生產(chǎn)實踐。
同時，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)給予獎勵;國家加大對環(huán)保共性技術(shù)研發(fā)的經(jīng)費補助，對企業(yè)自行研發(fā)出來的首臺(套)的設(shè)備、技術(shù)給予獎勵;組織企業(yè)進行如何運用環(huán)保技術(shù)、設(shè)備的經(jīng)驗交流。
