摘要：本文在了解我國(guó)燒結(jié)煙氣脫硫現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)幾種典型煙氣脫硫技術(shù)的工藝原理、工藝流程，技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出了鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫工藝技術(shù)選擇，具有一定參考價(jià)值。
　　關(guān)鍵詞：燒結(jié)；煙氣脫硫；主流工藝；基本原理；工藝流程；技術(shù)特點(diǎn)
　　近年來(lái)，隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)和電力行業(yè)的蓬勃發(fā)展，這些企業(yè)已成為SO2的主要來(lái)源，其中燒結(jié)過(guò)程排放占6成以上。因此，控制燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程SO2的排放,是鋼鐵企業(yè)控制SO2污染的重點(diǎn)。在燒結(jié)煙氣脫硫工藝的研究、開發(fā)進(jìn)程中,先后完成了濕法、半干法和干法等多種脫硫工藝的研發(fā)，本文在此將對(duì)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫工藝技術(shù)進(jìn)行探闡述。
　　1燒結(jié)脫硫種類分析
　　一般根據(jù)脫硫產(chǎn)物的形態(tài)將燃燒后脫硫分為濕法、干法和半干法三種。所謂濕法是指其產(chǎn)物為溶液或漿的狀態(tài),干法是指最終產(chǎn)物是干態(tài)的,而半干法是指脫硫過(guò)程中使用了溶液或漿的狀態(tài)脫硫劑,最終產(chǎn)物仍然是干態(tài)的。總的來(lái)說(shuō),目前國(guó)內(nèi)各鋼鐵企業(yè)采用的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)可以劃分為:
　　(1)濕法:石灰石-石膏法、硫銨法、氧化鎂法、雙堿液法、離子液法；
　　(2)干法:活性炭吸附法、ENS法、密相干塔、GSCA雙循環(huán)循環(huán)流化床法、MEROS煙道噴射法；
　　(3)半干法:CFB/LJS循環(huán)流化床法、NID煙道循環(huán)法、LEC石灰石排控法、SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法等。
　　2燒結(jié)脫硫主流工藝技術(shù)分析
　　2.1氨法
　　⑴基本原理
　　利用氨氣或氨水與二氧化硫、氮氧化物反應(yīng),起到脫硫脫硝的作用。SO2、NO、NO2溶于水,形成H2SO3、H2SO4、HNO3,然后與NH3或氨水發(fā)生化學(xué)反應(yīng):
　　H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4
　　HNO3+NH3=NH4NO3
　　H2SO3+2NH3=(NH4)2SO3
　　(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3
　　NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3
　　(NH4)2SO3在數(shù)小時(shí)內(nèi)可以被大氣氧化:(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4
　　⑵工藝流程
　　氨法的優(yōu)勢(shì)是用量少、二次污染少、副產(chǎn)品用途廣泛(可以作為氨肥),也可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)再生使用、脫硫、脫硝一次完成,但是氨水的價(jià)格高1200到1500元/噸,配套設(shè)備要求高,一次性投資大。
　　⑶技術(shù)特點(diǎn)
　　(1)高吸收效率。氨水作為一種良好的堿性吸收劑,它對(duì)二氧化硫的吸收效率高達(dá)95%以上,并且反應(yīng)速率快。
　　(2)無(wú)結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。
　　(3)若使用焦化廢水或化肥廠廢氨水作為SO2吸收劑,則可有效降低運(yùn)行成本。
　　(4)操作簡(jiǎn)單,可靠性高,運(yùn)行費(fèi)用低。
　　(5)若采用蒸發(fā)結(jié)晶的工藝,則容易產(chǎn)生設(shè)備、管道的腐蝕問(wèn)題；采用飽和結(jié)晶工藝,則對(duì)入口煙氣含塵量有嚴(yán)格限制,否則會(huì)影響硫酸銨化肥的品質(zhì)。蒸發(fā)結(jié)晶工藝相對(duì)飽和結(jié)晶工藝來(lái)說(shuō)一次性投資高、運(yùn)行成本也高。
　　2.2石灰石／石膏法
　　在現(xiàn)有的煙氣脫硫工藝中,濕式石灰石􀀁石膏法工藝技術(shù)最為成熟,運(yùn)行最為可靠,應(yīng)用也最為廣泛。石灰石-石膏法分為拋棄法和回收法兩種,其最主要的區(qū)別是回收法中將CaSO3強(qiáng)制氧化成CaSO4(石膏)。
　　⑴基本原理
　　石灰石-石膏法可以分為以下幾個(gè)過(guò)程:(1)吸收過(guò)程；(2)中和過(guò)程；(3)氧化過(guò)程；(4)結(jié)晶過(guò)程。其核心是氣、液、固三相傳質(zhì)反應(yīng)。
　　⑵工藝流程
　　燒結(jié)煙氣經(jīng)進(jìn)口擋板門進(jìn)入脫硫增壓風(fēng)機(jī),通過(guò)GGH后進(jìn)入吸收塔,經(jīng)洗滌脫硫后再經(jīng)除霧器除去帶出的小液滴,再通過(guò)GGH從煙囪排放,脫硫的副產(chǎn)物經(jīng)過(guò)旋流器、真空皮帶脫水成為脫水石膏。
　　2.3鎂法
　　目前已經(jīng)商業(yè)化運(yùn)行的濕法脫硫工藝中氧化鎂脫硫技術(shù)是一種前景較好的脫硫技術(shù),該工藝較為成熟,投資少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安全性能好,并且能夠減少二次污染,脫硫劑循環(huán)利用,降低了脫硫成本,能夠帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。相對(duì)于鈣法脫硫而言,避免了簡(jiǎn)易濕法存在著的一系列的問(wèn)題,比如管路堵塞、煙溫過(guò)低、煙氣帶水和存在二次水污染等等；同時(shí)與較為完整的石灰石/石膏法,占地面積小,運(yùn)行費(fèi)用低,投資額大幅減小,綜合經(jīng)濟(jì)效益得到很大的提
　　高。
　　⑴基本原理
　　氧化鎂的脫硫機(jī)理與氧化鈣的脫硫機(jī)理相似,都是堿性氧化物與水反應(yīng)生成氫氧化物,再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進(jìn)行酸堿中和反應(yīng),氧化鎂反應(yīng)生成的亞硫酸鎂和硫酸鎂再經(jīng)過(guò)回收SO2后進(jìn)行重復(fù)利用或者將其強(qiáng)制氧化全部轉(zhuǎn)化成硫酸鹽制成七水硫酸鎂。脫硫過(guò)程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有:
　　MgO+H2O=Mg(OH)2
　　Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O
　　MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2
　　MgSO3+1/2O2=MgSO4
　　氧化鎂再生階段發(fā)生的主要反應(yīng)有:
　　MgSO3→MgO+SO2
　　MgSO4→MgO+SO3
　　Mg(HSO3)2→MgO+H2O+2SO2
　　SO2+1/2O2→SO3
　　SO3+H2O→H2SO4
　　當(dāng)對(duì)副產(chǎn)物進(jìn)行強(qiáng)制氧化制MgSO4.7H2O出售時(shí):
　　MgSO3+1/2O2→MgSO4
　　MgSO4+7H2O→MgSO4+7H2O
　　⑵工藝流程（圖1）
　　
　　圖1鎂法脫硫工藝流程圖
　　⑶技術(shù)特點(diǎn)
　　氧化鎂脫硫技術(shù)是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝,氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應(yīng)用業(yè)績(jī),其中在日本已經(jīng)應(yīng)用了100多個(gè)項(xiàng)目,臺(tái)灣的電站95%是用氧化鎂法,另外在美國(guó)、德國(guó)等地都已經(jīng)應(yīng)用,并且目前在我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績(jī)。同時(shí),鎂法脫硫還具有原料來(lái)源充足、脫硫效率高,(一般達(dá)95%～98%)投資費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行可靠、綜合效益高等技術(shù)特點(diǎn)。
　　2.4活性炭吸附法
　　活性炭吸附法是目前唯一能脫出煙氣中每一種雜質(zhì)的方法,屬于干法煙氣脫硫技術(shù)。它不僅能有效脫除SO2,還可以除掉NOx、煙塵、汞、二噁英、呋喃、重金屬等有害物質(zhì)。它是以傳統(tǒng)的微孔吸附原理為理論基礎(chǔ)的干法脫硫技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)最早使用在20世紀(jì)80年代日本的新日鐵名古屋5號(hào)燒結(jié)機(jī),2000年后韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵3號(hào)、4號(hào)燒結(jié)機(jī)也采用該項(xiàng)脫硫技術(shù)。其煙氣脫硫的機(jī)理是:活性炭通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附將煙氣中SO2吸附出來(lái),在有水和氧氣存在的條件下對(duì)SO2進(jìn)行催化氧化,生成硫酸。其反應(yīng)方程式如下:
　　SO2+1/2O2+H2O=H2SO4
　　活性炭吸附法的一大優(yōu)點(diǎn)是吸收劑再生。活性炭再生可通過(guò)加熱脫附和水洗滌脫附等兩種方式,但是無(wú)論何種方式都會(huì)使活性炭的吸附性能降低。因此,開發(fā)新型活性炭(增加強(qiáng)度和吸附容量)、降低脫附能耗、提高吸附效率將是活性炭吸附法脫硫研究的方向。該工藝特點(diǎn)是一次性投資高、運(yùn)行成本高。
　　3煙氣脫硫技術(shù)選擇措施
　　脫硫技術(shù)首先要安全可靠,并能與燒結(jié)形成一個(gè)有機(jī)的整體,成為大燒結(jié)工序的一個(gè)子系統(tǒng)。燒結(jié)、球團(tuán)煙氣不同于電力行業(yè),煙氣成分復(fù)雜,煙氣量及SO2含量波動(dòng)很大,且脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀況直接影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量。
　　其次,脫硫工藝的脫硫效率要能滿足SO2減排目標(biāo)要求,能夠滿足煙氣經(jīng)脫硫處理后達(dá)標(biāo)外排,并且經(jīng)脫硫處理后外排SO2總量滿足對(duì)鋼鐵廠總量控制符合清潔生產(chǎn)指標(biāo)要求。
　　再次,盡量選擇投資較小、運(yùn)行費(fèi)用較省、占地面積較小的脫硫工藝。我國(guó)的冶金行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,大部分企業(yè)布局都非常緊湊。對(duì)一些環(huán)保改造項(xiàng)目,空間非常緊張,那些占地面積較小的脫硫工藝優(yōu)勢(shì)就十分突出。而對(duì)于新建的鋼鐵企業(yè),投資和運(yùn)行費(fèi)用就是成為了決定因素。
　　第四,由于燒煙氣中含有二惡英、重金屬和NOX等污染物,因此,集成了硫、脫硝和脫二惡英等功能的脫硫工藝將是研究的重點(diǎn)。脫硫副產(chǎn)物的可利用性往往是最終決定了選擇什么樣的脫硫工藝。在冶金業(yè),許多企業(yè)都提出了廢物􀀁零排放􀀁的要求,因而脫硫副產(chǎn)物能綜合利用的硫工藝會(huì)是未來(lái)的發(fā)展方向。
　　4結(jié)語(yǔ)
　　總之，理想的脫硫技術(shù)應(yīng)該符合高效化、資源化、綜合化的要求，以達(dá)到煙氣脫硫成本經(jīng)濟(jì)化的目的。現(xiàn)有的各種脫硫方法各有特點(diǎn)，因此企業(yè)燒結(jié)脫硫應(yīng)結(jié)合企業(yè)自身以及所處地域特點(diǎn)，因地制宜地選擇脫硫工藝，力求設(shè)備系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行維護(hù),具有較強(qiáng)的操作性，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]史少軍葉招蓮，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)探討[J]電力科技與環(huán)保,2010.3
　　[2]岑望來(lái).燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀[J]工業(yè)安全與環(huán)保,2007.07