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摘要：河北省是钢铁大省，粗钢、生铁、钢材产量居全国第一位，同时钢铁企业污染严重，烟气脱硫进展缓慢，排放的污染物逐年增加。本文研究了河北省烧结烟气特点，调研现有烧结机烟气脱硫装置运行情况，分析了脱硫运行中存在问题，结合烧结烟气情况，探索了“以废治废”的新途径。
关键词：钢铁行业;烧结烟气;脱硫
一、钢铁企业烧结机烟气脱硫现状
河北省是钢铁大省，粗钢、生铁、钢材产量居全国第一位，钢铁企业的污染严重，烧结烟气二氧化硫浓度变化大，排放浓度范围在200～3524mg/m3，占到排放总量的70%以上。烧结机烟气二氧化硫污染是国内钢铁行业面临的共同的环保问题，由于烧结机烟气存在着气量大、二氧化硫浓度低、粉尘含量多、温度高、湿度大、含腐蚀性物质等特点，脱硫工程技术难度大。因此，烧结烟气脱硫是钢铁行业实现二氧化硫污染减排的关键，也是钢铁行业实现污染减排的关键。
武安市是河北省钢铁企业集中地区之一，也是河北省委提出的30个节能减排重点之一，各种规模的烧结机在全省乃至全国钢铁行业具有一定的代表性。为了落实节能减排工作部署，进一步加大节能减排工作力度，确保全面完成“十一五”期间节能减排目标任务，武安市在制订的主要污染物总量减排实施方案中，要求本地区的普阳、兴华、文丰、烘熔、新金、明芳、东山、鑫山和文安等9家钢铁企业完成烧结机脱硫工程，并明确了各企业的二氧化硫减排量，提出了“强制减排、拒绝理由，要么脱硫、要么停产”的工作思路。由于经济形势发生变化，武安市政府为确保任务完成，又提出了扶持企业脱硫工程的意见，拿出包括市长预备费在内的约5000万元资金专项用于脱硫工程的扶持奖励。武安市环保局作为烧结机脱硫工作的责任单位，认真贯彻市政府要求，督导企业落实，市环保局组织召开环保脱硫技术－项目对接洽谈会，让企业和环保脱硫专业公司联合，推动脱硫工程进程。各相关企业也积极落实资金，尝试各种脱硫技术，因企制宜，选择不同的脱硫工艺，在市政府规定的时间内完成了烧结机脱硫工程。
二、烧结烟气脱硫技术工艺分析
武安市政府选择9家（10台）不同规模的烧结机作为实验基地，通过对采用不同工艺进行烧结烟气脱硫的理化性能的全面系统测定，调整、优化运行状态下烟气脱硫的最佳工艺参数，制订最佳设计方案。在这9家企业中，有1家采用氨法工艺、1家（2台）采用LEC工艺、1家采用循环流化床工艺、其余6家采用石灰－石膏工艺。其中河北兴华钢铁有限公司(1台72m2烧结机)采用生石灰为脱硫剂，采用高效钙法（湿法）工艺，工程总投资1900万元，测算年运行费用约300万元。河北普阳钢铁有限公司采用氨法工艺对1台180m2烧结机烟气进行脱硫治理，该工艺以氨水（18%）作为脱硫原料，设计脱硫效率95%，副产品主要成分为硫酸铵。配套建设处置脱硫副产品硫酸铵的化肥生产车间，设计硫铵化肥生产量21600吨/年，副产品可全部综合利用。工程总投资约6000万元，占地5150m2（含化肥车间）。考虑副产品综合利用，运行费用相对较低。烘熔钢铁有限公司采用循环流化床工艺对1台180m2烧结机烟气进行脱硫治理，以消石灰作为脱硫原料，副产品硫酸钙可做水泥原料。工程总投资约3900万元，运行成本7～8元/吨烧结矿，年运行费用约1500万元。河北文丰钢铁有限公司选用LEC工艺（石灰石排控法），对1台126m2和1台50m2烧结机烟气进行治理，该工艺采用粒径12～15mm的石灰石子为脱硫原料，设计要求SO2排放浓度小于100mg/m3，副产硫酸钙粉可作水泥原料。工程总投资3200万元，预计运行成本每台每小时500元左右（合两台烧结机年运行费用约700万元）。工程占地面积较小，每台约300m2。
在实际投运过程中，出现了不少实际问题，如：以生石灰为脱硫劑，采用高效钙法（湿法）脱硫工艺存在着冬季管道结冰防冻、脱硫塔底沉淀较多、脱硫废渣（副产品）利用途径等问题；脱硫工程普遍存在的自控系统与自动在线监测仪的匹配问题；脱硫液粘度大、易造成沉淀堵塞，直接影响净化效果问题；烟气除雾问题；半干法循环流化床工艺易造成塌床、在床下设置的输灰系统因湿度大而形成大块，难于处理，冬季则直接影响生产等问题；氨－硫酸铵深度脱硫工艺一般采用浓氨水，采用稀氨水（18％）尚属首创，副产的硫酸铵能否作为农肥使用，硫酸铵的冬季储存问题等均需进行实际验证。
三、结论与意见
目前，国内钢铁厂通用的烟气脱硫技术比较普遍使用的方法有：循环流化床法（CFB）、氨—硫铵法、密相干塔法、石灰石—石膏法等不同工艺，各自具有不同的优势和局限，由于石灰石价格便宜，便于运输，使用安全并有足够的活性，随着脱硫系统存在的结垢、堵塞和磨损等技术问题得到成功解决，石灰石逐渐取代石灰成为石膏法的主流脱硫剂，石灰石－石膏强制氧化技术已经成为国内外企业优先选用的烟气脱硫工艺。该脱硫工艺的关键是脱硫吸收塔。脱硫塔的形式不同，脱硫的效率、脱硫的经济性、脱硫系统运行的稳定性都有很大不同。但是，这种吸收塔存在气液传质效率一般、吸收反应不完全、吸收液需反复循环、动力消耗大，设备内上部数以千计的浆液喷嘴需要定期更换，液气比过大（一般是13：1），水处理装备与运行费用高等方面的不足。另一方面，从我国已有的脱硫装置看，脱硫装置投资约占烧结机总投资的20～50％，吨烧结矿脱硫运行成本5～14元，给企业增加较大负担,而且能够熟练掌握脱硫技术和具备管理经验的人员大多缺乏实际操作经验。
随着环境保护工作的逐步加强，部分钢铁企业、重点设计单位已开始对烧结机烟气脱硫进行尝试和探索。如广钢采用石灰－石膏法对24m2烧结机进行脱硫，石钢对2台50m2烧结机采用密结机烟气进行脱硫，包钢、宝钢也自主研发脱硫技术用于烧结机脱硫工程，柳钢采用氨法对2台83m2烧结机脱硫，福建三明钢铁采用循环流化床法对2台180m2烧结机烟气干法脱硫等等。但总的说来，国内烧结机烟气脱硫技术的应用正处于起步阶段，尚未形成普遍可用于推广的成熟技术。
[参考文献]
[1] 史少军,叶招莲. 钢铁行业烧结烟气同时脱硫脱硝技术探讨[J]. 电力科技与环保, 2010,(03) .
[2] 张弛. 本溪钢铁(集团)有限责任公司马耳岭氧化球团厂烟气脱硫系统浅析[J]. 才智, 2010,(11) .
[3] 李艳青,李志峰,闫志华. 钢铁企业SO2减排技术应用浅析[J]. 环境保护与循环经济, 2010,(01) .
[4] 李艳青; 闫志华; 栾雪娜.国内外烧结烟气脱硫现状及发展趋势[J]. 莱钢科技, 2009,(05) .
A study on sintering flue gas desulfuration technique at iron and steel industry of Hebei Wu’ An
ZHANG Yan-li
Environmental protection Bureauin wu’un
Abstract:There are a lot of iron and steel enterprises in Hebei Province,and crude steel, pigiron, steel output rank first in the country, while these cause serious pollution.The progress of flue gas desulfurization is slow,and emissions of pollutants from iron and steel enterprises go up every year. This paper studies the characteristics of Hebei Province, sintering flue gas,research some of the existing sintering machine operation of flue gas desulpHurization equipment, analysis of desulfurization operation problems, combined with sintering flue gas, raised the best application of technology in Hebei Province,sintering flue gas. It explored a new way on “Control waste by waste”.
Key words:iron and steel industry;sintering flue gas;desulfurization.
关键词：钢铁行业;烧结烟气;脱硫
一、钢铁企业烧结机烟气脱硫现状
河北省是钢铁大省，粗钢、生铁、钢材产量居全国第一位，钢铁企业的污染严重，烧结烟气二氧化硫浓度变化大，排放浓度范围在200～3524mg/m3，占到排放总量的70%以上。烧结机烟气二氧化硫污染是国内钢铁行业面临的共同的环保问题，由于烧结机烟气存在着气量大、二氧化硫浓度低、粉尘含量多、温度高、湿度大、含腐蚀性物质等特点，脱硫工程技术难度大。因此，烧结烟气脱硫是钢铁行业实现二氧化硫污染减排的关键，也是钢铁行业实现污染减排的关键。
武安市是河北省钢铁企业集中地区之一，也是河北省委提出的30个节能减排重点之一，各种规模的烧结机在全省乃至全国钢铁行业具有一定的代表性。为了落实节能减排工作部署，进一步加大节能减排工作力度，确保全面完成“十一五”期间节能减排目标任务，武安市在制订的主要污染物总量减排实施方案中，要求本地区的普阳、兴华、文丰、烘熔、新金、明芳、东山、鑫山和文安等9家钢铁企业完成烧结机脱硫工程，并明确了各企业的二氧化硫减排量，提出了“强制减排、拒绝理由，要么脱硫、要么停产”的工作思路。由于经济形势发生变化，武安市政府为确保任务完成，又提出了扶持企业脱硫工程的意见，拿出包括市长预备费在内的约5000万元资金专项用于脱硫工程的扶持奖励。武安市环保局作为烧结机脱硫工作的责任单位，认真贯彻市政府要求，督导企业落实，市环保局组织召开环保脱硫技术－项目对接洽谈会，让企业和环保脱硫专业公司联合，推动脱硫工程进程。各相关企业也积极落实资金，尝试各种脱硫技术，因企制宜，选择不同的脱硫工艺，在市政府规定的时间内完成了烧结机脱硫工程。
二、烧结烟气脱硫技术工艺分析
武安市政府选择9家（10台）不同规模的烧结机作为实验基地，通过对采用不同工艺进行烧结烟气脱硫的理化性能的全面系统测定，调整、优化运行状态下烟气脱硫的最佳工艺参数，制订最佳设计方案。在这9家企业中，有1家采用氨法工艺、1家（2台）采用LEC工艺、1家采用循环流化床工艺、其余6家采用石灰－石膏工艺。其中河北兴华钢铁有限公司(1台72m2烧结机)采用生石灰为脱硫剂，采用高效钙法（湿法）工艺，工程总投资1900万元，测算年运行费用约300万元。河北普阳钢铁有限公司采用氨法工艺对1台180m2烧结机烟气进行脱硫治理，该工艺以氨水（18%）作为脱硫原料，设计脱硫效率95%，副产品主要成分为硫酸铵。配套建设处置脱硫副产品硫酸铵的化肥生产车间，设计硫铵化肥生产量21600吨/年，副产品可全部综合利用。工程总投资约6000万元，占地5150m2（含化肥车间）。考虑副产品综合利用，运行费用相对较低。烘熔钢铁有限公司采用循环流化床工艺对1台180m2烧结机烟气进行脱硫治理，以消石灰作为脱硫原料，副产品硫酸钙可做水泥原料。工程总投资约3900万元，运行成本7～8元/吨烧结矿，年运行费用约1500万元。河北文丰钢铁有限公司选用LEC工艺（石灰石排控法），对1台126m2和1台50m2烧结机烟气进行治理，该工艺采用粒径12～15mm的石灰石子为脱硫原料，设计要求SO2排放浓度小于100mg/m3，副产硫酸钙粉可作水泥原料。工程总投资3200万元，预计运行成本每台每小时500元左右（合两台烧结机年运行费用约700万元）。工程占地面积较小，每台约300m2。
在实际投运过程中，出现了不少实际问题，如：以生石灰为脱硫劑，采用高效钙法（湿法）脱硫工艺存在着冬季管道结冰防冻、脱硫塔底沉淀较多、脱硫废渣（副产品）利用途径等问题；脱硫工程普遍存在的自控系统与自动在线监测仪的匹配问题；脱硫液粘度大、易造成沉淀堵塞，直接影响净化效果问题；烟气除雾问题；半干法循环流化床工艺易造成塌床、在床下设置的输灰系统因湿度大而形成大块，难于处理，冬季则直接影响生产等问题；氨－硫酸铵深度脱硫工艺一般采用浓氨水，采用稀氨水（18％）尚属首创，副产的硫酸铵能否作为农肥使用，硫酸铵的冬季储存问题等均需进行实际验证。
三、结论与意见
目前，国内钢铁厂通用的烟气脱硫技术比较普遍使用的方法有：循环流化床法（CFB）、氨—硫铵法、密相干塔法、石灰石—石膏法等不同工艺，各自具有不同的优势和局限，由于石灰石价格便宜，便于运输，使用安全并有足够的活性，随着脱硫系统存在的结垢、堵塞和磨损等技术问题得到成功解决，石灰石逐渐取代石灰成为石膏法的主流脱硫剂，石灰石－石膏强制氧化技术已经成为国内外企业优先选用的烟气脱硫工艺。该脱硫工艺的关键是脱硫吸收塔。脱硫塔的形式不同，脱硫的效率、脱硫的经济性、脱硫系统运行的稳定性都有很大不同。但是，这种吸收塔存在气液传质效率一般、吸收反应不完全、吸收液需反复循环、动力消耗大，设备内上部数以千计的浆液喷嘴需要定期更换，液气比过大（一般是13：1），水处理装备与运行费用高等方面的不足。另一方面，从我国已有的脱硫装置看，脱硫装置投资约占烧结机总投资的20～50％，吨烧结矿脱硫运行成本5～14元，给企业增加较大负担,而且能够熟练掌握脱硫技术和具备管理经验的人员大多缺乏实际操作经验。
随着环境保护工作的逐步加强，部分钢铁企业、重点设计单位已开始对烧结机烟气脱硫进行尝试和探索。如广钢采用石灰－石膏法对24m2烧结机进行脱硫，石钢对2台50m2烧结机采用密结机烟气进行脱硫，包钢、宝钢也自主研发脱硫技术用于烧结机脱硫工程，柳钢采用氨法对2台83m2烧结机脱硫，福建三明钢铁采用循环流化床法对2台180m2烧结机烟气干法脱硫等等。但总的说来，国内烧结机烟气脱硫技术的应用正处于起步阶段，尚未形成普遍可用于推广的成熟技术。
[参考文献]
[1] 史少军,叶招莲. 钢铁行业烧结烟气同时脱硫脱硝技术探讨[J]. 电力科技与环保, 2010,(03) .
[2] 张弛. 本溪钢铁(集团)有限责任公司马耳岭氧化球团厂烟气脱硫系统浅析[J]. 才智, 2010,(11) .
[3] 李艳青,李志峰,闫志华. 钢铁企业SO2减排技术应用浅析[J]. 环境保护与循环经济, 2010,(01) .
[4] 李艳青; 闫志华; 栾雪娜.国内外烧结烟气脱硫现状及发展趋势[J]. 莱钢科技, 2009,(05) .
A study on sintering flue gas desulfuration technique at iron and steel industry of Hebei Wu’ An
ZHANG Yan-li
Environmental protection Bureauin wu’un
Abstract:There are a lot of iron and steel enterprises in Hebei Province,and crude steel, pigiron, steel output rank first in the country, while these cause serious pollution.The progress of flue gas desulfurization is slow,and emissions of pollutants from iron and steel enterprises go up every year. This paper studies the characteristics of Hebei Province, sintering flue gas,research some of the existing sintering machine operation of flue gas desulpHurization equipment, analysis of desulfurization operation problems, combined with sintering flue gas, raised the best application of technology in Hebei Province,sintering flue gas. It explored a new way on “Control waste by waste”.
Key words:iron and steel industry;sintering flue gas;desulfurization.