冶金企業(yè)節(jié)能減排與煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

田野 張曉琳 王志成 李井斌

摘 要：冶金行業(yè)在生產(chǎn)過程中，將產(chǎn)生大量的二氧化硫以及多種有毒有害氣體或者顆粒物，不僅給自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)，也給人們的身體健康構(gòu)成直接威脅。面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì)，近十年來，國(guó)家針對(duì)冶金等重污染行業(yè)，提出了最為嚴(yán)格的“超低排放”要求，為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，冶金行業(yè)不斷對(duì)脫硫技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，通過實(shí)踐應(yīng)用，二氧化硫以及顆粒物等污染物噸鋼排放降幅達(dá)到60%以上。因此，本文將著眼于冶金企業(yè)節(jié)能減排與煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及未來發(fā)展趨勢(shì)展開論述。

關(guān)鍵詞：冶金企業(yè);節(jié)能減排;煙氣脫硫技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

煙氣脫硫主要包括濕法、半干法以及干法三種脫硫工藝，而石灰—石膏技術(shù)、海水脫硫技術(shù)、磷銨復(fù)合肥技術(shù)、噴霧干燥技術(shù)、密相干塔技術(shù)則是冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中較為常用的煙氣脫硫技術(shù)。近年來，隨著各種新興脫硫技術(shù)的相繼問世，冶金企業(yè)的煙氣脫硫效果得到顯著改善，在確保正常生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)上，二氧化硫等大氣污染物的總排放量大幅減少，冶金企業(yè)也實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益雙豐收的美好愿景。

1 冶金企業(yè)節(jié)能減排與煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 石灰—石膏脫硫技術(shù)

石灰—石膏法屬于典型的濕法脫硫工藝，其脫硫原理是通過吸收塔噴淋漿液與漿液池氧化等措施，達(dá)到脫除二氧化硫的目的。在吸收塔內(nèi)，SO2 和CaCO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaCO3和CO2，SO3與CaCO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaCO4和CO2，石膏的初級(jí)沉淀物在氧化作用下生成CaSO4.2H2O（s），同時(shí)，亞硫酸鹽與鈣離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO3.1/2H2O（s），在這一反應(yīng)過程中，吸收塔可以有效脫除二氧化硫、HCl和HF等污染物，即碳酸鈣與HCl和HF發(fā)生中和反應(yīng)，最終煙氣中的二氧化硫生成了穩(wěn)定的、無害、無污染的CaSO4（石膏）。由于該方法反應(yīng)速度快、脫硫效率高、設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定，而且反應(yīng)過程中所需的吸收劑，即石灰石粉來源渠道較為廣泛，因此，這種濕法處理工藝是冶金企業(yè)最為常用的一種脫硫技術(shù)類型。

1.2 海水脫硫技術(shù)

海水脫硫主要以天然海水作為脫硫吸收劑，以達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的目的。該方法可以就地取材，節(jié)省大量的淡水資源，當(dāng)天然海水吸收二氧化硫等污染物以后，將直接生成海水中的天然組成，即硫酸鹽，因此，整個(gè)處理過程不會(huì)產(chǎn)生其它的廢棄物。而且采用這種方法，其脫硫效率能夠達(dá)到90%以上，另外，在前期脫硫項(xiàng)目投產(chǎn)建設(shè)以及項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)過程中，投入的費(fèi)用相對(duì)較低[1]。但是，應(yīng)用該技術(shù)脫除煙氣中的二氧化硫，最終的排放物再次排入海洋，勢(shì)必對(duì)海洋環(huán)境造成二次污染。因此，在應(yīng)用海水脫硫技術(shù)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)測(cè)定排放物中的PH值、COD、懸浮顆粒、重金屬含量等指標(biāo)，滿足國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方可排入海水當(dāng)中。

1.3 磷銨復(fù)合肥脫硫技術(shù)

磷銨復(fù)合肥脫硫技術(shù)即PAFP法，這種脫硫工藝濕法脫硫范疇，在脫硫過程中，主要利用天然磷礦石以及氨元素作為處理原料，煙氣脫硫流程涉及一級(jí)脫硫，即生成稀硫酸過程，稀硫酸萃取磷礦石獲得稀磷酸溶液過程，磷酸與氨的中和液的二級(jí)脫硫過程，以及料漿濃縮干燥劑生成磷銨復(fù)合肥過程。目前，由于該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，脫硫效率較低，而且化學(xué)反應(yīng)過程不穩(wěn)定，因此，關(guān)于該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用案例少之又少。

1.4 噴霧干燥脫硫技術(shù)

噴霧干燥脫硫技術(shù)屬于半干法脫硫工藝，歷經(jīng)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展和演變，該技術(shù)日漸成熟，其脫硫效果可以達(dá)到70%以上，據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，二氧化硫的脫除率最高能夠達(dá)到98%。主要脫硫原理是：吸收劑漿液被霧化后，直接噴入吸收塔內(nèi)，在吸收塔當(dāng)中，吸收劑與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成干粉狀固體顆粒，其中，一部分生成產(chǎn)物在吸收塔內(nèi)被分離，另一部分則進(jìn)入到電除塵器當(dāng)中，而完成脫硫過程。這種脫硫技術(shù)由于除塵器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中，除塵器溫度常常低于露點(diǎn)溫度，在壁面上凝結(jié)大量酸液，而腐蝕除塵器壁面，縮減除塵器的使用壽命。

1.5 密相干塔脫硫技術(shù)

該技術(shù)屬于一種較為先進(jìn)的半干法脫硫技術(shù)，由于脫硫裝置占地面積小，脫硫效率高，消耗水量低，投入成本少，而且在脫硫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物易于回收處理。因此，在冶金企業(yè)脫硫工藝中使用頻率相對(duì)較高。但是，在脫硫過程中使用的脫硫劑與煙氣之間容易出現(xiàn)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況，導(dǎo)致部分活性灰外排，而給自然生態(tài)環(huán)境造成二次污染?；谶@一弱勢(shì)，技術(shù)研發(fā)人員不斷對(duì)密相干塔技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，并取得了較為理想的實(shí)際應(yīng)用效果。

2 冶金企業(yè)節(jié)能減排與煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 濕法脫硫技術(shù)逐步被取代

目前，國(guó)內(nèi)外的冶金生產(chǎn)企業(yè)在脫硫過程中，已經(jīng)很少使用石灰—石膏等濕法脫硫技術(shù)，而半干法與干法脫硫技術(shù)逐步成為脫除二氧化硫等有害物質(zhì)的首先處理方案。因此，在未來一段時(shí)期，國(guó)內(nèi)的冶金企業(yè)在建立脫硫項(xiàng)目時(shí)，將逐步向半干法與干法工藝過渡，這也是我國(guó)冶金企業(yè)脫硫技術(shù)應(yīng)用的必然發(fā)展趨勢(shì)[2]。

2.2 綜合性凈化技術(shù)取代單一性脫硫技術(shù)

近年來，國(guó)家對(duì)冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化硫等污染物的現(xiàn)實(shí)問題高度重視，并制訂出臺(tái)了“冶金行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”，在標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對(duì)二氧化硫、二惡英等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)定，這就需要冶金企業(yè)在掌握脫硫技術(shù)的同時(shí)，必須同時(shí)兼顧考慮脫硝技術(shù)、脫HF、HCl技術(shù)、脫P(yáng)CDD技術(shù)以及脫重金屬技術(shù)，因此，脫除多種有害物質(zhì)的綜合性凈化技術(shù)將取代傳統(tǒng)的單一型脫硫技術(shù)，這勢(shì)必會(huì)給冶金企業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展帶來生機(jī)與活力。

2.3 消除二次污染，提高副產(chǎn)物綜合利用價(jià)值

冶金企業(yè)在脫硫過程中，將產(chǎn)生大量的石膏等副產(chǎn)物，由于石膏當(dāng)中含有結(jié)晶硫酸鈣，如果不及時(shí)予以處理，將對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成二次污染。近年來，冶金企業(yè)主要針對(duì)石膏副產(chǎn)物的綜合利用問題進(jìn)行深入探討和實(shí)踐，使石膏副產(chǎn)物成為一種廣受好評(píng)的建筑材料。比如建筑β型石膏，主要是由二水脫硫石膏在不飽和水蒸汽當(dāng)中經(jīng)過脫水、干燥、研磨而成。實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果顯示，這種建筑材料具有品位高、雜質(zhì)少、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，比天然石膏的強(qiáng)度要高出40%以上，因此，在建筑行業(yè)得到普遍推廣和應(yīng)用。

結(jié)束語：

節(jié)能減排是冶金企業(yè)常抓不懈的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，尤其在應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)積極借鑒先進(jìn)的、成熟的經(jīng)驗(yàn)，不斷對(duì)現(xiàn)有脫硫技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改良，同時(shí)兼顧考慮脫除多種污染物的綜合凈化技術(shù)，建立一套科學(xué)完善的煙氣脫污除污機(jī)制，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊忠祥，周勇，夏春波.冶金企業(yè)煙氣脫硫工程項(xiàng)目評(píng)價(jià)研究[J].信息記錄材料，2018，19（5）：14-15.

[2]王衛(wèi)紅.探究鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝聯(lián)合治理技術(shù)[J].設(shè)備管理與維修，2020（10）：108-109.

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