鋼鐵行業(yè)“十一五”燒結脫硫現(xiàn)狀及“十二五”形勢分析

冶金工業(yè)規(guī)劃研究院

一、“十一五”我國燒結煙氣脫硫發(fā)展綜述

（一 ）燒結煙氣脫硫技術快速發(fā)展

自國家《“十一五”規(guī)劃綱要》中提出將二氧化硫污染物總量減排10%作為約束性指標以來，鋼鐵行業(yè)做了大量的二氧化硫減排工作，其中包括焦爐煤氣脫硫，回收副產(chǎn)煤氣替代動力煤，推廣余熱余能綜合利用技術減少燃煤量，燃煤鍋爐煙氣脫硫等。特別是“十一五”期間，對二氧化硫排放量占鋼鐵企業(yè)60%以上的燒結煙氣實施脫硫取得了突破性進展。

我國燒結煙氣脫硫最早是在2004年廣州鋼鐵廠24m2燒結機上采用的雙堿法。接著包鋼180m2燒結機于2005年12月實施燒結煙氣脫硫，采用ENS半干法。從2006年開始，鋼鐵企業(yè)逐步開始進行燒結煙氣脫硫技術考察，到2007年鋼鐵行業(yè)燒結煙氣脫硫工作進入實質性實施階段。2007年陸續(xù)有濟鋼、柳鋼、三鋼、石鋼燒結機煙氣脫硫裝置建成投運。采用的技術有氨—硫銨法、LJS循環(huán)流化床法、密相干塔法、循環(huán)流化床法。2008年3月份又有寶鋼梅山鋼鐵廠180 m2燒結煙氣脫硫裝置投運，采用的是石灰石膏法。隨后又有許多企業(yè)投運了燒結脫硫裝置，采用的技術除以上技術外，還有氧化鎂法、離子液法、有機胺法。

經(jīng)過3年的時間，燒結脫硫技術在我國鋼鐵行業(yè)得到了廣泛的應用。目前采用的脫硫技術主要有濕法、干法、半干法。濕法主要有石灰石-石膏法、硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、離子液法。干法主要有LJS循環(huán)流化床法、ENS法、密相干塔法、GSCA雙循環(huán)循環(huán)流化床法、MEROS煙道噴射法、活性炭吸附法、NID煙道循環(huán)法。半干法主要有 SDA旋轉噴霧法等。

但是從已建成脫硫裝置的燒結機大小和企業(yè)看，一般小的燒結機、小企業(yè)以濕法石灰石膏法、氧化鎂法為主，例如河北省武安地區(qū)。大的燒結機、大企業(yè)采用的技術以干法、石灰石膏法、氨法為主。特別是干法，如寶鋼、梅鋼、馬鋼、唐鋼、京唐鋼鐵、昆鋼、太鋼、邯鋼、遷鋼、攀鋼、沙鋼、鞍鋼等采用干法的燒結機面積為260 m2-500 m2。

（二 ）燒結脫硫設施建設狀況及減排效果分析

到2010年底，我國建成脫硫裝置的燒結機220臺，參加脫硫的燒結機面積達25000m2。其中，90m2及以上燒結機建成燒結煙氣脫硫設施約110臺套，燒結機面積約19500 m2。在配套建設燒結煙氣脫硫設施的燒結機中，90m2-180m2燒結機占比53.6%，180m2-300m2燒結機占比29.1%，300m2以上燒結機占比17.3%。另據(jù)不完全統(tǒng)計，已實施脫硫的90m2以下燒結機約110臺，燒結機面積約5600 m2。如按單位燒結機面積投資（全煙氣脫硫）20萬-25萬元計算，全行業(yè)共完成燒結脫硫總投資約66億元。

根據(jù)已建脫硫裝置的220臺燒結機所在區(qū)域位置使用原燃料含硫情況分析，產(chǎn)生二氧化硫約50萬噸，按設計脫硫效率及設計同步運行率計，應減排二氧化硫42萬噸。由于已建成的脫硫裝置中，只有少數(shù)企業(yè)建的脫硫裝置能穩(wěn)定運行，脫硫效率在85%以上，同步運行率80%以上，極少數(shù)企業(yè)的脫硫效率能達到95%以上，同步運行率95%以上。但絕大多數(shù)企業(yè)裝置脫硫效率、同步運行率達不到脫硫公司承諾的設計值，有的脫硫效率極低，不到20%。還有因為部分裝置是半煙氣脫硫、有的采用的工藝技術屬于首臺套，還有的處在調試中。因此，已建成220臺套脫硫裝置平均脫硫效率按70%，同步運行率60%考慮，已建的脫硫裝置減排SO2量達21萬噸左右，有可能還低于此值。

二、我國燒結脫硫設施建設中存在的主要問題

總體上看，我國燒結脫硫設施建設存在以下問題：

（一 ）燒結煙氣脫硫認識存在誤區(qū)

少數(shù)企業(yè)認識上存在兩個誤區(qū)：一是認為燒結煙氣脫硫和通風除塵一樣，原理、工藝、設計、維護非常簡單，忽視承建單位的工程能力，選擇報價明顯偏低的脫硫公司或者在其它領域合作過的環(huán)保公司，建設的脫硫工程低價低質，難以長期穩(wěn)定運行；二是認為燒結煙氣和燃煤電廠煙氣特點差異很大，十分復雜，因此排斥在燃煤電廠煙氣脫硫有大量成功工程經(jīng)驗的承建單位。

在工信部組織燒結煙氣脫硫工藝技術后評估工作時，有5家脫硫公司以石灰石-石膏法申請參加后評估。專家組在評審過程中發(fā)現(xiàn)，同樣是石灰石-石膏法，一些小脫硫公司的報價明顯偏低，但隨之而來的就是偷工減料、低價低質。因此，鋼鐵企業(yè)在選擇脫硫公司時應加強對其資質、經(jīng)驗和工程能力的審核。

（二 ）少數(shù)脫硫裝置不能滿足總量減排核查要求

鋼鐵企業(yè)建設燒結脫硫裝置一方面是環(huán)保意識增強，這是承擔社會責任的體現(xiàn)，另一方面也是為了滿足二氧化硫總量減排的要求。如果建設的燒結脫硫裝置在設計、建設和運營維護上沒能達到核查標準，二氧化硫減排量無法得到管理部門的認定。目前有的企業(yè)存在燒結煙氣脫硫裝置的DCS系統(tǒng)歷史紀錄無法調取，或者在線監(jiān)測裝置的安裝位置不符合要求，或者沒有保存必需的運行參數(shù)人工報表等問題。

（三 ）副產(chǎn)物沒有得到很好的利用，存在二次污染隱患

由于燒結煙氣中成分復雜，含有重金屬、二惡英、HCl、HF等多種污染物，導致石膏、硫銨、脫硫渣等脫硫副產(chǎn)物的品質較差，資源化利用難度較大，甚至可能在利用過程中發(fā)生二次污染事故。

（四 ）重工藝、輕設計和運行維護

部分脫硫公司缺乏實際脫硫工程經(jīng)驗，在技術交流時經(jīng)常強調其工藝的先進性，但往往在裝置實際建設和運行維護過程中，由于經(jīng)驗不足，導致系統(tǒng)難以正常運行。鋼鐵企業(yè)在選擇脫硫技術時，也常常忽視脫硫公司的工程設計能力和工程建設經(jīng)驗，缺乏實際運行維護經(jīng)驗，使部分裝置長期無法正常投入運行。

例如：在工信部組織的燒結煙氣脫硫工藝技術后評估工作中發(fā)現(xiàn)，某參評脫硫工藝從技術原理上具有創(chuàng)新性，脫硫劑可循環(huán)使用、副產(chǎn)物利用途徑良好，但脫硫公司缺乏實際工程經(jīng)驗，脫硫裝置在材質選擇、設備選型、設計等方面都存在問題，且系統(tǒng)關聯(lián)性高、運行維護難度較大，導致脫硫裝置難以實現(xiàn)穩(wěn)定運行。

三、“十二五”鋼鐵行業(yè)減排形勢分析

《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃基本思路》中指出：我國環(huán)境形勢呈現(xiàn)“局部有所改善，總體尚未遏制，形勢依然嚴峻”的特點?！笆濉逼陂g我國仍將處于工業(yè)化和城市化快速發(fā)展階段，經(jīng)濟結構調整和粗放型經(jīng)濟增長方式的轉變還需要較長時間，污染減排任務仍然相當艱巨，改善環(huán)境質量的難度持續(xù)增加和人民群眾不斷提高的環(huán)境需求之間的矛盾更加突出，環(huán)境壓力繼續(xù)加大?！八悸贰币蟮?015年，在化學需氧量、二氧化硫排放量比2010年削減5%-10%的基礎上，將氨氮、氮氧化物納入減排計劃，減排幅度按5%-10%考慮。同時，其它污染物的控制也提到議事日程，新的排放標準即將頒發(fā)；另外我國履行斯德哥爾摩公約進入了實質性階段，重點行業(yè)二惡英的控制規(guī)劃已經(jīng)完成，環(huán)境保護部等九部委2010年11月4日發(fā)布了《關于加強二惡英污染防治的指導意見》，“十二五”期間二惡英將成為重點控制對象。

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，但也是我國最主要的能源資源消耗和污染物排放行業(yè)之一。特別是國家重點控制的污染物二氧化硫，鋼鐵行業(yè)的排放量僅次于火電行業(yè)，而且隨著電力行業(yè)煙氣脫硫工作取得明顯成效，鋼鐵行業(yè)占全國工業(yè)二氧化硫排放量的比例由“十一五”初期的8%左右上升到了2009年的10%左右。

根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展趨勢分析，鋼鐵產(chǎn)量在“十二五”期間將維持在7億噸左右，按目前噸鋼排放二氧化硫水平，鋼鐵行業(yè)將產(chǎn)生二氧化硫達200萬噸以上，總量呈現(xiàn)增加趨勢；而且絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放濃度高于200mg/m3，約800-2000mg/m3，排放濃度與二氧化硫新標準（報批稿）要求相差較大。鋼鐵行業(yè)二惡英也是產(chǎn)生量大的行業(yè)之一，也將是重點控制對象。因此，國家環(huán)境保護要求日趨嚴格，給鋼鐵行業(yè)污染減排提出了更高的要求，特別是鋼鐵行業(yè)在“十二五”期間大氣污染治理工作任務繁重而艱巨，二氧化硫減排形勢相當嚴峻。

四、對我國燒結煙氣脫硫技術發(fā)展方向建議

根據(jù)燒結煙氣波動及煙氣污染成份特點，以及國際社會對環(huán)境污染治理要求的變化，目前國際上燒結煙氣治理以干法、半干法為主。西歐燒結廠在燒結煙氣凈化處理時，必須同時考慮脫硫、除塵、去除二惡英、重金屬、氯化氫、氟化氫和有機碳VOC，因此，西歐燒結廠采用的均是半干法煙氣脫硫。日本從2000年開始對二惡英控制以來，燒結機煙氣治理均采用活性炭吸附，而且越來越多的原有濕法改造成了活性炭吸附工藝。歐洲少數(shù)鋼鐵企業(yè)采用的濕式Airfine系統(tǒng)，屬于治理二惡英的BAT技術，只能脫除二惡英和重金屬，沒有脫硫效果。

結合我國 “十二五”期間對環(huán)境保護的要求，以及國際環(huán)境保護發(fā)展趨勢，建議我國燒結煙氣脫硫技術發(fā)展，應考慮與SO2、NOX、SO3、顆粒物、二惡英等多種污染物的協(xié)同控制。采用應以LJS循環(huán)流化床法為主的干法工藝，以石灰石—石膏法為輔的濕法工藝。