探究半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的綜合利用

張宇鵬

（松原市環(huán)境監(jiān)測(cè)站吉林松原138000）

探究半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的綜合利用

張宇鵬

（松原市環(huán)境監(jiān)測(cè)站吉林松原138000）

燒結(jié)煙氣中的二氧化硫已經(jīng)成為鋼鐵行業(yè)最主要的污染物，廢氣的減排技術(shù)已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)及環(huán)保企業(yè)研究課題的重點(diǎn)，由此產(chǎn)生的燒結(jié)煙氣脫硫灰的綜合利用便成為亟待解決的另一問題。目前鋼鐵企業(yè)大多數(shù)采用半干法脫硫技術(shù)進(jìn)行燒機(jī)煙氣的脫硫處理。而半干法煙氣脫硫技術(shù)所產(chǎn)生的脫硫灰的組成比較復(fù)雜，穩(wěn)定性較差，并且再次利用難度大。脫硫灰的堆積不僅占據(jù)了大量的土地資源其處置耗費(fèi)了巨大的資金成本，而堆積物中的硫化物對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，對(duì)半干法煙氣脫硫灰的再次綜合處置和利用方式的探索，也成為我國(guó)建設(shè)綠色環(huán)保資源節(jié)約型社會(huì)的關(guān)鍵之路。

煙氣脫硫；脫硫技術(shù)；綜合利用

在國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的情況下，越來越多的新技術(shù)運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)中，進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，但是，由于先進(jìn)技術(shù)的使用推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)效益的提升，卻忽略了環(huán)保問題，工業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)中排放大量的化學(xué)物質(zhì)，如二氧化硫等有害氣體，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。因此，在國(guó)家政策的嚴(yán)格要求下，國(guó)內(nèi)的一些大型企業(yè)將燒結(jié)煙氣脫硫裝置引入企業(yè)生產(chǎn)中，脫硫裝置投入到企業(yè)生產(chǎn)中后，二氧化硫等有害物質(zhì)的排放量有所下降，但新的問題又接踵而來，處理過后的脫硫副產(chǎn)物成為了比較大的環(huán)境問題，人們采取的主要方式為拋棄或者堆放的處置方式，這種方式對(duì)水源和土壤，造成了二次污染，對(duì)大氣環(huán)境造成深度破壞。

1　燒結(jié)煙氣脫硫灰的產(chǎn)生與組分

隨著脫硫技術(shù)的發(fā)展，煙氣脫硫技術(shù)的種類已發(fā)展至數(shù)百種，而得到大規(guī)模推廣運(yùn)用卻只有十幾種。按工藝特點(diǎn)主要可以分成濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫三種。按照脫硫工藝的種類不同來劃分，脫硫灰主要分為噴霧干燥煙氣脫硫灰、爐內(nèi)噴鈣脫硫灰、新型一體化（NID）煙氣脫硫灰、煙氣循環(huán)流化床脫硫灰、密相塔半干法煙氣脫硫灰和電干式吸收劑噴射（COSI）煙氣脫硫灰等。如果按產(chǎn)生煙氣的來源不同，煙氣脫硫灰又可以劃分為，鋼廠燒結(jié)煙氣脫硫灰、燃煤鍋爐煙氣脫硫灰以及其他工業(yè)爐窯煙氣脫硫灰等等。半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的外觀是一種深紅色的粉末，是燒結(jié)工序中的鐵精粉中主要成分Fe2O3部分進(jìn)入煙氣的緣故。煙氣脫硫灰的容積密度為0.56 t/m3～1.0t/m3，真密度2.16 t/m3～2.63t/m3。

2　先進(jìn)脫硫技術(shù)的發(fā)展

煙氣脫硫技術(shù)是一種有效控制二氧化硫排放的手段，目前，在工業(yè)中常用的煙氣脫硫技術(shù)多達(dá)大二十多種，將眾多的脫硫技術(shù)按照它的工藝方法可分為濕法脫硫技術(shù)，半干法煙氣脫硫技術(shù)，以及干法煙氣脫硫技術(shù)，對(duì)于不同的脫硫技術(shù)，采用不同的脫硫方法。比如：濕法脫硫技術(shù)主要是鈉堿法、雙減法等；半干法煙氣脫硫技術(shù)主要采用的是循環(huán)流化床法、SDA法等；干法煙氣脫硫技術(shù)主要包括活性炭吸附法和電子束照射法等。這些技術(shù)能夠讓工業(yè)生產(chǎn)中的二氧化硫等有害物質(zhì)被過濾分解。

2.1脫硫灰的理化特征性

燒結(jié)煙氣脫硫灰是工業(yè)生產(chǎn)的煙囪中的燒結(jié)煙氣與工業(yè)脫硫劑發(fā)生一定的反應(yīng)后，再經(jīng)除塵器分離后產(chǎn)生的一種物質(zhì)，半干法循環(huán)流化床燒結(jié)煙氣脫硫灰是一種非常細(xì)的深紅色粉末，而燒結(jié)煙氣脫硫灰顆粒比電廠脫硫灰的顆粒要細(xì)，在建筑材料的用量方面具有很大的限制作用，主要是因?yàn)槊摿蚧抑辛虻暮勘容^高，在燒結(jié)過程中，容易使脫硫灰中的有利因素出現(xiàn)大量流失的現(xiàn)象。

2.2脫硫灰綜合利用技術(shù)的發(fā)展

在脫硫灰的利用過程中，由于亞硫酸鈣的含量比較高，因此，它的利用難度比較大。而電廠的脫硫灰中的二氧化硅和三氧化二氯的含量比較高，這兩種物質(zhì)的存在，使得電廠中的脫硫灰可以當(dāng)作生產(chǎn)水泥熟料的原材料被利用。但由于我國(guó)對(duì)新技術(shù)的運(yùn)用還不夠成熟，目前正處于研究中，因而對(duì)鋼鐵廠中的燒結(jié)煙氣脫硫灰的利用率并不是特別高。由此可見，鋼鐵廠中的燒結(jié)煙氣脫硫灰的開發(fā)與利用還有很大的空間。目前，我國(guó)所采用的脫硫灰綜合利用研究主要有以下幾種。

脫硫灰可以用來制備水泥緩凝劑。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快的情況下，建筑工程的發(fā)展也比較迅速，但是，由于材料技術(shù)與建筑行業(yè)的發(fā)展速度無法保持一致，所以，材料技術(shù)制約著建筑業(yè)的發(fā)展。尤其是水泥材料的技術(shù)方面，而脫硫灰中的二水硫酸鈣能夠與水泥熟料中的鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而生產(chǎn)比較難以溶解的水化硫鋁酸鈣，從而延緩水泥的凝結(jié)速度［2］。此外，脫硫灰還具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，由于礦渣、鋼渣粉塵中的物質(zhì)比較特殊，如果再加入煅燒改性燒結(jié)煙氣脫硫灰和水泥熟料等物質(zhì)，能夠讓礦渣膠凝材料在抗壓強(qiáng)度方面比較的理想，同時(shí)也能長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)礦渣膠凝材料，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

脫硫灰還能夠作為路基材料被使用在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，交通建設(shè)的發(fā)展越來越快，公路工程施工的材料也越來越多。但是，在公路建設(shè)并投入使用過程中，由于公路建設(shè)材料質(zhì)量存在很大的缺陷性，導(dǎo)致投入使用的公路強(qiáng)度不是特別的高，不利于公路的持久使用。而將脫硫灰渣作為公路的路基材料，可以增強(qiáng)路面的強(qiáng)度。脫硫灰主要是通過預(yù)水化的方法，將自己的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。脫硫灰渣對(duì)公路修建有一定的促進(jìn)作用，而流化床脫硫灰渣對(duì)土壤的改良具有很顯著的效果，流化床脫硫灰渣主要對(duì)酸性的土壤具有改良作用，對(duì)農(nóng)業(yè)的種植和發(fā)展具有很好的推動(dòng)作用。

2.3有關(guān)脫硫灰的氧化研究

由于脫硫灰中含有硫酸鈣、亞硫酸鈣、氧化鈣等成分，但由于亞硫酸鈣的含量高于脫硫石膏中的物質(zhì)，因此，在脫硫灰的使用中，嚴(yán)重制約了它的使用效率。為了讓脫硫灰技術(shù)能夠廣泛的被人們利用，我國(guó)的一些學(xué)者針對(duì)脫硫灰在建材行業(yè)中的運(yùn)用進(jìn)行了濕法煙氣脫硫環(huán)境下亞硫酸鈣的催化氧化研究，通過研究取得了非常顯著的效果。

就目前脫硫灰技術(shù)的應(yīng)用而言，它只被人們開發(fā)并利用了很小的一部分，還有很大一部分未能開發(fā)利用，由此可見，作為一種新型的固體廢棄物質(zhì)，如果合理的研究開發(fā)，就能在人們的生產(chǎn)和生活中被充分的利用，也能實(shí)現(xiàn)廢物再利用的目的。

3　脫硫灰副產(chǎn)品的綜合利用情況

燒結(jié)煙氣脫硫灰在工業(yè)生產(chǎn)中是一種廢氣物質(zhì)，但通過人們的開發(fā)利用，脫硫灰在公路建設(shè)中的作用也非常的顯著。為了進(jìn)一步促進(jìn)脫硫灰的開發(fā)利用，下面就以包鋼脫硫副產(chǎn)品為依據(jù)，進(jìn)一步分析其利用價(jià)值。

3.1半干法脫硫灰的利用

在包鋼采用的車間燒結(jié)煙氣ENS半干法脫硫工藝產(chǎn)生的脫硫灰，主要它的成分中含有亞硫酸鈣，因而它的性質(zhì)是不穩(wěn)定，遇到水等會(huì)發(fā)生反應(yīng)，為了促進(jìn)道路建設(shè)，可以借助產(chǎn)業(yè)政策的支持與發(fā)展，將脫硫灰運(yùn)用于生產(chǎn)水泥的凝劑，并用于生產(chǎn)低溫煅燒的硫鋁酸鹽水泥。

3.2脫硫灰運(yùn)用的方向

可以用作水泥緩凝劑。脫硫灰在工程建設(shè)中的運(yùn)用比較廣泛，也非常的普遍，它能夠改善水泥的特性，讓水泥在建筑工程施工運(yùn)用中發(fā)揮有效作用；還能提高水泥的強(qiáng)度，增加建筑工程的質(zhì)量；此外，還能夠延長(zhǎng)水泥凝固的時(shí)間，這與傳統(tǒng)的水泥材料不同，不容易凝固的水泥在建筑工程施工中運(yùn)用，可以節(jié)省材料，提高材料的使用率。但由于脫硫灰中的硫石膏含量比較高，因此，需要預(yù)熱烘干或造粒成形狀后再使用；同時(shí)也可以用來制作免燒磚。利用副產(chǎn)物與粉煤灰、建筑垃圾等固廢，制作免燒壓蒸磚，質(zhì)量均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)合格品MU10要求，摻量不超過10%時(shí)，達(dá)到優(yōu)等品MU15要求。從安定性來看，免燒磚壓蒸后依舊完好，沒有出現(xiàn)膨脹，掉角等現(xiàn)象。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也產(chǎn)生了許多的有害化學(xué)物質(zhì)，不僅污染大氣環(huán)境，而且也對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生非常大的危害。如今，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，之前那些被認(rèn)為是廢棄物的煙氣脫硫灰，在各個(gè)方面都有運(yùn)用，并為人們的生產(chǎn)和生活帶來全新的發(fā)展空間。煙氣脫硫副產(chǎn)物的綜合運(yùn)用，可以減少大氣的污染，改善土壤種植條件，在將來也能成為貨真價(jià)實(shí)的工業(yè)原料。

［1］王梅，姜詩(shī)慧，金婉婧，王智瀟，喬帥.半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的資源化利用研究［A］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).2015年中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集［C］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)：2015：6.

［2］姚璐，劉清才，方詩(shī)惠，任山，劉浪，孔明，朱博洪.半干法燒結(jié)煙氣脫硫灰的氧化改性［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2016，06：3147-3151.

張宇鵬（1988—），男，大學(xué)本科，吉林松原，助理工程師，從事水污染控制與治理。