石灰石、石膏湿法技术更具优势 邯钢选用鼓泡法

    钢铁大省河北省工业和信息化厅在今年初印发了《河北省钢铁行业烧结烟气脱硫工作指导意见》，提出“大企业先行”的思路。河北钢铁集团所属的邯钢公司积极响应，其2×300级烧结机烟气脱硫项目近日已完成招标工作，进入项目建设实施阶段。据了解，邯钢公司选择的是北京航天益来电子科技公司(以下简称航天益来)自主研发的鼓泡法(石灰石—石膏湿法脱硫工艺的变形工艺)脱硫工艺。那么，这种工艺与电厂脱硫所用的有何不同？能否适应烧结烟气脱硫？本报记者进行了采访。

    烧结脱硫难点多

    多种技术处于试用阶段

    据工信部相关调查，我国钢铁行业烧结烟气成分复杂，波动性较大，具有烟气量大(每吨烧结矿产生烟气在4000～6000m3)、二氧化硫浓度变化大(范围在400～5000毫克/立方米之间)、温度变化大(一般为80℃～180℃)、流量变化大(变化幅度高达40％以上)、水分含量大且不稳定(一般为10～13％)、含氧量高(一般为15～18％)以及含有多种污染成分(除含有二氧化硫、粉尘外，还含有重金属、二恶英类、氮氧化物等)。

    这些特点都在一定程度上增加了烧结烟气二氧化硫治理的难度。也正因为这样，烧结烟气脱硫不能简单套用电厂烟气脱硫技术。据航天益来总经理宋玉成介绍，目前国内已投入运行的烧结烟气脱硫装置采用的脱硫工艺主要有循环流化床法、氨—硫铵法、密相干塔法、石灰石—石膏法等，这些工艺在我国处于研发和试用阶段，实际脱硫效果有待进一步验证和评估。

    记者调查中发现，氨—硫铵法易形成气溶胶而给环境带来二次污染，同时运行过程中对氨水的浓度要求苛刻，在烟气量波动较大的时候容易出现喷嘴堵塞或副产物质量达不到设计要求，因此一直得不到很好的推广。而半干法目前存在的问题主要表现在脱硫系统难以适应烧结生产过程的波动和变化，造成输灰系统堵塞、脱硫效率降低、净化烟气温度不稳定，同时，运行成本高、运行环境恶劣。

     如何适应烧结烟气量波动大特点？

    淋浴变水浴，石灰石—石膏湿法仍为脱硫主将

    石灰石—石膏湿法在电厂锅炉烟气脱硫中一直占据主导地位，技术成熟，那么在烧结烟气脱硫方面，能否扬长补短，继续占据“主导技术”的位置呢？总经理宋玉成告诉记者，石灰石—石膏湿法按照脱硫塔的形式又可分为喷淋法和鼓泡法(水浴法)。由于喷淋塔很难适应烧结烟气的高温(最高可能达到200℃)，同时脱硫剂利用效率低，运行成本较高，在烧结烟气脱硫领域不具备应用推广优势。而沉默多年的鼓泡法由

    于其工艺特性，对烟气量与烟气温度都有很好的适应性，引起烧结行业很多专业人士的关注。

    近年来的电厂脱硫工作开展得如火如荼，为何不闻鼓泡法大名？据介绍，因为这种技术从国外引进晚，工艺过程中压力损失比较大，对于后增设脱硫装置的电厂来说，一般引风机预留的压头不够，还需要另外增加一台增压风机。而喷淋法在电厂脱硫领域，国内外发展都很早，技术也很成熟，具有先天优势。

    从本质上来说，鼓泡法只是把烟气和脱硫剂的接触方式由“淋浴”变成“水浴”，何以能适应复杂多变的烧结烟气？总经理宋玉成针对烧结烟气的种种特点，向记者详细解读了此项技术。烧结烟气量波动大，一般的喷淋塔、循环流化床等很难适应，航天益来在鼓泡塔的基础上，专门针对烧结烟气研发了环保旋流水浴脱硫除尘装置。与喷淋不一样的是，鼓泡法工艺浆液为连续相，气体从均布在进烟室的许多鼓泡管导入，经底部喷射孔喷出成为高度细分的离散相进入液相，与浆液充分接触，高效捕集烟气中的有害物质。与普通的鼓泡塔不一样的是，鼓泡塔内的鼓泡管流速可以在很大的范围波动，对脱硫效率的影响甚小，很好的解决烧结烟气量变化的问题。

    烧结烟气成分复杂，含有二氧化硫(三氧化硫)、氟化氢、氯化氢、重金属、碱金属等多种有毒有害物质，并且腐蚀性强，因此在传统鼓泡工艺基础上，航天益来研发了在吸收塔前设置的两级预处理装置，初步对烟气进行预处理。预处理对高温烟气进行降温处理，同时初步对烟气的烟尘和重金属进行捕集。预处理后的烟气温度相对较低，含尘量也相对较低，可以保护脱硫塔内部的防腐层及鼓泡管。

   如何控制成本？

   废水零排放，石膏换效益

    运行成本是技术能否被客户接受的重要影响因素。总经理宋玉成介绍说，在鼓泡工艺中，吸收反应一次完成，浆液不需反复循环，降低系统能耗；而且工艺塔内没有喷嘴等易堵塞部件，对脱硫剂的品质要求较低，可以使用多种脱硫剂；此外，此工艺运行过程中pH值较喷淋工艺要低，利于石灰石的充分溶解，提高利用效率，很大程度降低了脱硫剂的成本。

    以某2×300级烟气脱硫项目为例，总经理宋玉成给记者算了一笔账。工程设计处理烟气量216万立方米每小时，一次投资预算9000万元；年运行费用预算约4000万元(按水费4元/吨、电费0.65元/度、石灰石粉200元/吨计算)，两台烧结机的生产能力每年约630吨矿，基本吨烧结矿的脱硫成本约6元，扣除节省的排污费和石膏收益，吨烧结矿基本脱硫成本约2元。

    项目建成投运后，每年可以削减二氧化硫排放约13120吨(按运行350天、二氧化硫含量1200毫克/立方米计算)；大大降低烟尘及其他污染物的排放，对净化钢铁厂的厂区环境有明显的效果。

    总经理宋玉成说，此技术具备完全自主知识产权，已实现系统的国产化。另外，因为工艺系统前有两级预处理，所以副产物含的杂质较少，不影响利用。脱硫设施运行中产生的脱硫浆液，经强制氧化后，将混杂其中的亚硫酸钙转变成硫酸钙，结晶析出石膏。最后通过石膏排出泵，将石膏浆液送往石膏浆液处理系统进行脱水处理。最终产物石膏(石膏含水量≤10％)，一般用于水泥厂、造砖厂等，售价大约100～150元/吨。

    此外，系统设计废水处理子系统，处理后的水重新返回系统使用，系统定期排放的部分废水(为了控制系统氯离子浓度)，排到钢厂内部浇灰用，实现了系统内部零排放。

    宋玉成告诉记者，早在2005年，航天益来就开始与相关企业合作，共同针对烧结烟气的特性进行相关的实验研究工作。鼓泡法工艺在产业化运行之前已经经过一年多的烧结烟气脱硫试运行。

    到目前为止，这项工艺已经在180m2、224m2和495m2的烧结机上产业化运行两年多，运行结果验证了工艺的先进性与可靠性:脱硫效率大于95％，日常运行成本与设计时的运行成本一致，运行环境干净，设备运行正常。

    宋玉成告诉记者，此项工艺设备易于大型化，适应范围较为广泛，特别是石膏晶粒大，容易进行脱水，脱硫副产物无害化，解决了二次污染的问题。但是，鼓泡法工艺过程中的压力损失比较大，目前来看，其工艺优势更适合烧结烟气脱硫，其他领域的应用尚有待研究。