关于烧结废气脱硫技术发展现状的分析

图 2 氨 -硫铵法脱硫工艺流程
3. 2 石灰 -石膏法
还有一些间接石灰 -石膏法 , 是针对直接石灰 -
石灰 -石膏法是日本住友金属工业公司和日本 石膏法易结垢 和堵塞而发 展的. 这类 方法有双 碱
石油挥发油气化学公司联合研制的. 20世纪 70年代 中期先后用于和歌山 、鹿岛和小仓烧结厂. 石灰 -石
烟气 脱硫中 得到 应用, 其 平均 脱硫 率高 达 95. 9%[ 9] .
总第 148期
廖继勇等 :关于烧结废气脱硫技术发展现状的分析
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3. 3 W ETF INE烟气处理系统 奥钢联工业 设备制 造公司 (VA I)设计 出一种
W ETF INE系统 , 能将源于烧结和球团装置 、废物焚 烧炉以及玻璃熔炉等的排放物净化到很高的水准. 该系统包括一个洗涤塔和一个湿式静电除尘器 , 后 者能除去烟气流中的细尘 、碱性的氯化物颗粒 、二恶 英 呋/ 喃 (PCDD /F)和 SOx等气体.
SO2 浓度低 , 脱除其中的 SO2 的难度比一般工业废 气脱硫高得多. 烧结废气主要来自烧结机的烧结过 程及冷却机的冷却过程 , SO2 主要来自烧结机头烟 气. 如果不对污染源加以控制 , 势必造成污染物的 肆意排放 , 造成资源 浪费 , 更严 重的是污染厂 区环 境. 在苛刻条件下短时间脱除 SO2 , 技术上是相当 困难的. 因而可以根据 SO2 的物理化学性质以选择 性吸着作用和某些化学作用进行净化. 在净化过程 中往往会产生结垢 、堵塞及严重腐蚀等较为突出的 问题 , 解决二次污染问题也会使过程更为复杂.
2 钢铁联合企业排放 SO2 的特征
钢铁联合企业间 , 因生产工艺组合 、产品种类和 原燃料成分不同而差异较大 , 但从生产工艺角度看 , 又具有明显的类比性. 选取一个具有代表性的钢铁 联合企业 , 全面分析从进企业的原燃料含硫总量到 各工艺生产排放气态 SO 2 的关系 , 并按排放量的多 少进行排队 , 筛选出亟待脱硫的工艺 (图 1)[ 4] . 由 图 1可看出 , 排放 SO 2 量最大者是自备电站 , 其次是 烧结过程. 铁矿石中硫以硫化物的形式存在时 , 烧结脱硫 比较 容易 , 一 般脱 硫率 可 达 90%以 上 , 甚至 高 达 96%～ 98%. 硫酸盐的脱除是靠它的热分解 , 需要很 高的温度和较长的时间 , 在较好的情况下脱硫率也
1 前言
烧结生产的特点是物流量 大 、能耗高 、污染严 重 , 所产生的固体废弃物 、烟气 、噪音等对环境的破 坏已引起社会的广泛关注. 多年来 , 我国烧结厂在 烟气除尘方面做了大量的工作 , 成果显著. 但是对于 烟气中的有害组分 , 如 SO2、NOX 、二恶英等 , 则至今没 有采取任何措施而直接排放到大气中 , 整个钢铁企业 排入大气的有害总量中约有 50%是来自烧结厂[ 1] . 目前 , 我国钢铁工业环境保护的总体水平还不高 , 大 部分企业过于追求经济效益 , 而忽视了环保工程的建 设 , 以致我国烧结业面临的环境形势十分严峻. 我国 SO 2 的年排放量已经超过美国 SO 2 最高年份 2 000万 t的排放量[ 2] , 烧结废气脱硫技术的应用还处于起步 阶段 , SO2 年排放量有继续上升的趋势.
在技术成本方面 , 由于废气脱硫技术本身不出 产品无直接的经济效益 , 即使是回收利用也由于工 艺复杂 、投资高 、副产品市场价 格波动大而无 利可 图. 因而烧结废气脱硫是投资大 , 运行费用高的技 术 , 是为了取得一定的环境效益而不得不付出的经 济代价. 4. 2 脱硫技术的发展趋势
在探索新型脱硫技术方面 , 台湾中钢公司在研 究铁矿烧结过程脱硫 、脱硝技术[ 11] 和武汉科技大学 毕学工教授在降低铁矿石烧结过程 SO 2 排放量的研 究中 [ 12] , 通过向烧结混合料中添加少量某种化学物 质 , 使 SO2 与添加剂分解生成的 NH 3 反应生成固态 硫酸盐. 从而大幅度减少废气中的 SO 2 浓度. 从实 验数据分析来看 , 加入脱硫剂后 , 对烧结成品率 、转 鼓指数 、产量和煤耗几乎没有影响. 该脱硫技术在 烧结领域的应用研究是最近几年开始的 , 但成果十 分显著 , 打破了应用在火电领域脱硫技术的传统理 念 , 具有很好的应用前景.
3. 4 石灰浆旋转喷雾法[ 7] 石灰浆旋转喷雾法是我国最新研制出的一种废
气脱硫方法 , 它是利用高速旋转雾化装置将石灰浆 液喷入反应器中 , 使烧结废气中的 SO2 与石灰发生 多相化学反应 , 生成 CaCO 3 和 C aSO4 的混合产物 , 经过滤收集 , 可用作筑路及建筑材料 ;亦可通过热分 解回收 SO 2 和 CaO , 也可就地抛弃而不致严重危害 环境. 该法利用低品位石灰作为脱硫剂 , 在处理燃 烧高硫烟气时 , 脱硫率在 80%以上 , 而且工艺简单 , 投资和运行费用大大低于前两种湿法脱硫工艺 , 易 推广使用. 3. 5 活性碳吸附法
法 、碱式硫酸铝法 、催化氧化吸收法. 我国沈阳冶炼 厂 、南京钢铁厂采用碱式硫酸铝法脱硫[ 8] . 湘潭大
膏法就是选择烧结机排烟中含有高浓度的 SO2 排烟 收集 、冷却 、增湿后 ,将其中所含的 SO 2 用石灰浆液吸 收脱硫 , 同时将作为副产品的石膏加以回收 [ 7] .
学童志权教授研发了亚硫酸钙脱硫法 , 并在铅烧结
Ab strac t:A n ana ly sis of the SO2-em itting charac te rs o f various proce sses utilized in iron and stee l com pany showed tha t sintering p lant wa s one o f the m a jo r po llution sources. Several desulfurization technique s for the flue gas from sintering we re recomm ended, and the m echanism and relevan t pro cedures invo lved in these technique s described. F ina lly, a gene ra l ove rv iew wa sm ade on the fea tures and deve lopm ent trends o f the desu lfu rization techno logy fo r the flue g as from sin te ring. K ey word s:Sintering;de su lfu riza tion;environm en ta l pro tec tion
格 , 武 汉 市 对 武 钢 SO2 排 放 总 量 的 控 制 标 准 为 31 151 t /a, 而烧结厂一家 1999年外排 34 082 t /a, 便超过总量标准[ 6] , 烧结废气脱硫已经引起重视.
图 1 钢铁企业 SO2 排放量及各工序分配情况
3 烧结废气脱硫技术发展现状
高等优点. 脱硫效率一般稳定在 98%以上 , 副产品 硫酸铵质量好而且稳定 , 但需提高设备的耐磨性能.
定在 350 ～ 400 nm. 4)要获得更加细小的晶粒 , 应适当增加轧制道 次 , 以便获得较细小的原始晶粒.
参考文献
[ 1] 陆文林 , 王 勇 , 冯泽舟等. 采用沙漏挤压工艺制 备超 细晶材料 [ J] . 热加工工艺 , 2001, (2):10.
An overv iew on desulfur ization of the flue gas from sinter ing
L IAO JI-yong, BI Xue-gong, X IONG-W ei, ZHOU Shao-feng, JIANG G uang-sen (Hube i Ironm aking and S teelm aking K ey Labo ra to ry, W uhan Unive rsity o f Sc ience and Techno logy, 430081)
(武汉科技大学 , 湖北 武汉 430081)
摘 要 :针对钢铁联合企业各工序排放二氧 化硫的特 点 , 指出烧 结是主 要污染 源之一. 介绍 了当前 几种烧 结废气 脱硫技术的机理和工艺 流程 , 同时分析了烧结脱硫技术的特点和发展趋势. 关键词 :烧结 ;脱硫 ;环境保护 中图分类号 :TF 111. 14 +5;X 757 文献 标识码 :A
系统的工作原理是 :烟气逆向流往一座冷却塔 , 经预净化后 , 通过一个冷凝 器 , 到达湿 式静电除尘 器 , 净化后的 烟气最终 从烟囱排 到大气层. W ETF INE系统适用于烧结废气脱硫 , 有很广泛的应用前 景. 无污水排放的 W ETF IN E系统流程见图 3[ 10] .
图 3 无污水排放的 W ETF INE 系统流程
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1 48 期 年 2月
南 方 金 SOUTHERN M
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FebSruuma.ry 1428006
文章编号 :1009 - 9700(2006)01 - 0001 - 03
关于烧结废气脱硫技术发展现状的分析
廖继勇 , 毕学工 , 熊 玮 , 周少丰 , 姜广森
新日铁于 1987年在名古屋第三烧结厂的 3号 烧结机中设置了利用活性炭的烧结排烟脱硫 、脱硝 设备 , 处理能力 (标态 )90万 m3 /h, 这是一种干法排 烟脱硫装置 , 将烧结机排烟的除尘 、脱硫 、脱硝三种 功能集于一身 , 使烧结排烟脱硫技术提高到新的阶 段 [ 5] .
活性炭脱硫原理是由设置的吸附塔 , 填充重力
二氧化硫对人体的危害是相当严重的 , 可以引 发多种疾病. 特别是对农作物和植物的生长率影响 更是显而易见 , 可以使森林的生长率下降和农作物
减产 [ 3] . 环境污染不仅严重危害烧结工作者的身体健 康 ,甚至直接危及到整个钢铁企业的持续 、稳定和健康 发展. 因此, 改善烧结环境对提高企业的环境效益 、社 会效益和经济效益均具有非常重要的现实意义.
移动的活性焦炭 , 将排除的煤气导入吸附塔. 吸附 塔的前段主要具有脱硫功能 , 将硫磺氧化物作为硫 酸吸附除去. 再生的活性焦炭冷却后从再生塔中取 出 , 用振动筛将尘屑分离后 , 送往吸附ຫໍສະໝຸດ Baidu循环使用.
4 烧结废气脱硫技术特点及发展趋势
4. 1 脱硫技术的特点 就技术难度而言 , 烧结废气的特点是排放量大 、
综合考虑环境效益 、技术要求及经济成本等因 素 , 烧结废气脱硫技术的发展趋势有以下几点 :
1)尽量减少投资成本和运行费用 ; 2)工艺过程简单 , 占地面积小 , 技术成熟 ; 3)脱硫剂来源方便 , 价格低廉 ;
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3. 1 氨 -硫铵法 氨 -硫铵法是利用焦炉气中无用的氨与烧结中
的 SO2 反应回收硫铵. 在有焦炉的钢铁厂 , 烧结废 气采用氨 -硫铵法脱硫具有经济效益好 , 脱硫效率
氨 -硫铵法脱硫系统由设置在烧结厂的 SO2 的 吸收 、焦化厂焦炉煤气中的 NH3 吸收以及从脱硫液
中回收硫铵的硫铵回收等工艺组成. 其主要工艺流 程如图 2所示 [ 5] .
收稿日期 :2005 - 07 - 29 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (50474091) 作者简介 :廖继勇 (1980 - ), 男 , 武汉科技大学材料与冶金学院在读硕士研 究生.
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可达到 80%～ 85%[ 5] . 烧结原料经高温氧化 (燃烧 ) 等反应 , 硫以气态 SO 2 挥发 , 不经过处理会对环境造 成严重的污染. 现在 , 对大气污染的控制越来越严