翟 鑫(中冶長天國際工程有限責任公司,長沙 410007)
燒結球團行業(yè)脫硫現(xiàn)狀及減排對策研究
翟鑫
(中冶長天國際工程有限責任公司,長沙410007)
隨著鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展,燒結球團工序中的二氧化硫排放量逐漸增多,給環(huán)境保護帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。本文結合燒結球團行業(yè)的發(fā)展概況,分析燒結脫硫過程中的主要問題,提出了燒結二氧化硫的減排對策。
燒結球團;脫硫工藝;減排
2015年底,我國燒結礦產(chǎn)量已超過7億噸,球團礦產(chǎn)量超過2億噸。鋼鐵制造業(yè)的二氧化硫排放量超過95萬噸,比2014年高出2.4%。隨著節(jié)能減排理念的提出,鋼鐵行業(yè)積極響應國家號召,控制污染物排放,但是效果不太理想,導致現(xiàn)金的鋼鐵行業(yè)面臨著較大減排壓力。結合鋼鐵生產(chǎn)流程可知,其中的工業(yè)二氧化硫主要來源于燒結球團工序,現(xiàn)階段的重點工作是要解決燒結球團脫硫問題,制定科學的減排對策。
隨著新世紀的到來,重工業(yè)發(fā)展迅速,生鐵產(chǎn)量逐年升高,燒結礦和球團礦的產(chǎn)量也在迅猛增長。由于數(shù)據(jù)統(tǒng)計口徑的原因,大中型企業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計十分完善,但是設備落后的燒結礦和球團礦產(chǎn)量未能全部統(tǒng)計。在國家政策逐漸完善的同時,高爐逐漸向大型化發(fā)展,燒結球團工藝水平提高,截止2015年底,國內(nèi)重點企業(yè)有球團設備生產(chǎn)能力超過12000萬噸,豎爐超過220座,生產(chǎn)能力超過5000萬噸,帶式焙燒機的生產(chǎn)能力超過500萬噸。近年來回轉窯球團工藝發(fā)展十分迅速,成為球團生產(chǎn)的主力軍[1]。
產(chǎn)品產(chǎn)量逐漸升高的同時,二氧化硫的排放量逐漸升高,燒結過程中的硫化物逐漸增多,主要來源于鐵礦石。針對鋼鐵行業(yè)而言,排放的二氧化硫主要來源于燒結球團工序,2008-2015年期間,國內(nèi)燒結礦和球團礦產(chǎn)量逐漸增長,排放的二氧化硫逐漸增加,帶來了嚴重的環(huán)境問題。近年來,隨著國家環(huán)境政策的逐漸完善,鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)在二氧化硫減排方面做出了大量的工作,例如應用低硫煤技術或者在燃煤鍋爐中加裝脫硫裝備。由于燒結球團工序脫硫技術在國內(nèi)的發(fā)展較為緩慢,從整體上看,二氧化硫的排放量仍然處于上升趨勢,在鋼鐵行業(yè)中二氧化硫排放量的比重越來越大。
2.1投資較高,技術風險較大
隨著科學技術的發(fā)展,國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硫技術應用越來越廣泛,脫硫設備逐漸推廣,技術應用逐漸完善。長期的燒結煙氣脫硫引起行業(yè)的廣泛關注,但是目前仍然不能開展有效的工作,治理效果不是很好??茖W的技術的發(fā)展和市場的成熟,燒結煙氣脫硫可以借鑒豐富的經(jīng)驗,但是由于燒結煙氣脫硫存在特殊性,不能完全套用已有的技術和經(jīng)驗,這是目前燒結煙氣脫硫工藝出現(xiàn)滯后的重要原因。目前,燒結煙氣量較大,二氧化硫的濃度較低,脫硫設備成本較高,設備在運行和管理過程中也涉及到較高的費用,同時也會產(chǎn)生復雜的副產(chǎn)物,處理難度較大,國內(nèi)可供借鑒的類似工程較少。經(jīng)過初步估算后發(fā)現(xiàn),燒結煙氣脫硫設備投資為燒結工藝總投資的20%~30%,投資成本、運行管理成本、技術風險等導致燒結脫硫工藝發(fā)展緩慢。
2.2建設場地較少,無法合理利用脫硫副產(chǎn)物
由于歷史遺留問題,較早投入應用的燒結機在設計和應用過程中存在較大的問題,也沒有預留燒結脫硫空間,導致現(xiàn)階段無法安裝脫硫裝置?,F(xiàn)階段應用石灰石-石青法脫硫過程中,可以獲得良好的脫硫效益,但是很多地區(qū)脫硫石膏利用受阻,固體廢棄物將會引發(fā)二次污染。如果在燒結煙氣脫硫工藝中應用石灰-石膏法,也必然面臨著場地不足的問題[2]。
2.3政策不夠完善,企業(yè)積極性不足
目前國內(nèi)的煙氣脫硫技術處于發(fā)展階段,與燃煤電廠脫硫工藝相比,缺乏一定的技術經(jīng)驗,技術很難獲得推廣應用。另外,國家政策和地方政策對燒結脫硫工藝的扶持還不夠深入,對二氧化硫排放的處罰力度不足,企業(yè)缺乏環(huán)境保護的積極性,寧愿受罰也不愿投資脫硫設備。
3.1從源頭上控制二氧化硫的產(chǎn)生
二氧化硫減排過程中,需要合理利用國產(chǎn)礦和進口礦,如果企業(yè)具備較強的經(jīng)濟實力,可以在礦物中添加一定比例的進口低硫礦。
如果生產(chǎn)過程中以國產(chǎn)礦為主,可以積極開發(fā)科學的選礦技術,降低國產(chǎn)成品礦中的含硫量。燒結生產(chǎn)過程中借助先進且成熟的技術,例如厚料層燒結、小球團燒結等,以避免固體燃料消耗加大,可以在生產(chǎn)過程中應用含硫量低的焦粉和無煙煤。
3.2控制投資成本
燒結煙氣中二氧化硫的產(chǎn)生有明顯的特點,燒結機中不同風箱煙氣的二氧化硫濃度也不同,料層接近燒透點位置風箱中二氧化硫的濃度最高。不論應用何種脫硫方法,都必須先應用選擇性脫硫工藝,將中間段二氧化硫的濃度匯集到脫硫煙道中,保證實際脫硫的煙氣量占全部煙氣量的50%左右,可以降低脫硫設備的投資成本和運行管理費用。
3.3以國情為基礎,開發(fā)適應性脫硫技術
結合國外燒結脫硫技術的發(fā)展和國內(nèi)電廠的發(fā)展現(xiàn)狀,國外的技術不一定適合我國燒結脫硫。我國的燒結脫硫有自身的特點,對不同的脫硫工藝都必須合理消化吸收,在此基礎上加快設備開發(fā)和技術應用,降低設備的投資成本和管理成本,進一步研究脫硫副產(chǎn)物的應用技術[3]。
3.4加快淘汰落后設備
《產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄》中明確規(guī)定,需要淘汰30m2以下的燒結機,控制18Om2以下燒結機,我國很多小型落后的燒結機建設時間較長,沒有充分考慮脫硫場地的預留問題,設備逐漸拉花,環(huán)境保護工作無法正常開展。因此在淘汰落后燒結設備的過程中,需要引用新的燒結設備,預留脫硫空間。
3.5建設示范工程
在脫硫過程中,可以先建設一定規(guī)模的示范工程,待技術完善后逐漸向其他企業(yè)推廣。針對重大項目的建設,國家和地方政府應給予足夠的關懷和支持,盡量降低企業(yè)發(fā)展過程中的風險。另外,從事鋼鐵燒結球團工程設計部門應積極參與脫硫設計工作,保證設備與工藝匹配。
二氧化硫的減排是建設環(huán)境友好型社會的核心工程,在政府和企業(yè)的共同努力下,不同行業(yè)互相團結,遵守法律法規(guī),切實解決燒結脫硫問題,完整減排重任,促進鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[1]岑望來,胡勇,李進等.燒結煙氣脫硫技術現(xiàn)狀[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2011,33(07):127.
[2]張成.我國燒結球團行業(yè)脫硫現(xiàn)狀及減排對策[J].燒結球團,2015,33(03):16.
[3]郭斌.利用燒結脫硫灰制備膠凝材料的研究[J].環(huán)境工程學報,2009,3(06):111.
10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.017