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浅析烧结烟气SO2减排
发布日期:2014-07-25    作者:薛凌燕    
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浅析烧结烟气SO2减排
薛凌燕
(陕西龙门钢铁有限责任公司,陕西 韩城 715405)
摘要:本文通过分析烧结烟气SO2减排的影响因素,得出钢铁企业烧结SO2减排的有效途径。
关键词:烧结; SO2;减排
前言 
    钢铁企业SO2排放量仅次于火力发电,居工业第二位,是SO2减排的重点行业。烧结烟气产生的SO2占钢铁行业排放总量的70%-90%,控制烧结机生产过程SO2排放,是钢铁行业SO2减排的重点。
1 面临的形势
    国家规定“十二五”期间:全国SO2排放总量比2010年下降8%。同时,2012年10月国家开始实施钢铁行业新排放标准,其中包括铁矿采选、烧结球团、炼铁、炼钢、轧钢、铁合金6个环节的标准,涉及颗粒物、SO2、氮氧化物、氟化物、二恶英等12项大气污染物排放标准。现有钢铁烧结机SO2排放浓度标准为600mg/m3。2011年,我国重点统计钢铁行业吨钢SO2排放量为1.53千克,而韩国浦项制铁2010年的水平分别为吨钢SO2排放0.7千克。可见,烧结烟气SO2减排依然是钢铁行业环保工作的重点。
2 烧结烟气SO2减排
2.1  烧结工艺简介
    烧结过程是将各种粉状含铁原料,配入适量的燃料和熔剂,加入适量的水,经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化,将矿粉颗粒黏结成块的过程。烧结烟气是烧结混合料点火后随台车运行,在高温烧结成型过程中产生的含尘废气。其中,烧结原料包括:①含铁原料含铁量较高、一般要求含铁原料品位高,成分稳定,杂质少。②熔剂要求熔剂中有效CaO含量高,杂质少,成分稳定。③燃料主要为焦粉和无烟煤。要求燃料是固定碳含量高,灰分低,挥发分低,含硫低,成分稳定。
2.2  烧结机SO2的产生、排放量统计
    目前,国家环保部主要是通过物料硫守恒方法核算烧结机SO2产生量,根据含铁原料、燃料的硫量之和的85%估算,再换算为SO2的质量,即SO2的产生量。对于实施烧结烟气脱硫的,再去除脱硫设施SO2的脱除量,即烧结机SO2的排放量。未实施烧结烟气脱硫的,SO2的产生量即烧结机SO2的排放量。
    以下以龙钢公司两台烧结的运行情况为例,计算SO2的产生、排放量。具体计算如下:生产烧结矿所产生废气中二氧化硫的排放量如下公式表示。计算公式为:
S=2•S1*0.85 •(1−Φ•θ)                     
    式中,S为二氧化硫排污系数,单位为 “千克/吨-烧结矿”。
S1=M含铁料•S含铁料+ M固燃•S固燃          
    式中,M含铁料、M固燃分别为生产单位合格产品的含铁料及固态燃料消耗量,单位为 “千克/吨-烧结矿”。S含铁料、S固燃分别为原料及固态燃料的平均含硫量,单位为“%”,含铁原料(原料)中硫的平均含量0.12—0.150%,固体燃料的硫平均含量0.64—0.70%。根据国家环保部门统计,烧结工艺原料中约85%排放,Φ为脱硫设施脱硫率,单位为“%”,θ为脱硫设施投运率,单位为“%”, Φ•θ为脱硫设施的综合脱硫效率。
    如上所示:在无脱硫设施的情况下:每生产一吨烧结矿产生2.4—3千克二氧化硫;在无脱硫设施或脱硫运行不稳定的情况下,每生产一吨烧结矿排放2.4—3千克二氧化硫;在脱硫设施投运且运行稳定的情况下,综合脱硫效率为60%(同步运行率、脱硫率均达到80%)的情况下,每生产一吨烧结矿排放0.96—1.2千克二氧化硫;在脱硫设施投运且运行稳定的情况下,综合脱硫效率为85%(同步运行率、脱硫率均达到93%)的情况下,每生产一吨烧结矿排放0.36—0.45千克二氧化硫。
2.3  影响烧结机SO2排放的因素
2.3.1原燃料的含硫量
    含铁原料、燃料的使用量及含铁原料、燃料的含硫率是影响烧结烟气SO2的产生量的直接因素。
2.3.2  脱硫设施的脱除量
    脱硫设施SO2的脱除量是烧结机SO2的产生量乘以脱硫设施综合脱硫效率。
    脱硫设施的投运率,脱硫设施的脱硫率,两者相乘为脱硫设施综合脱硫效率。目前,我国由于脱硫设施建设不规范、企业对脱硫设施运行管理不重视等原因,2011年平均综合脱硫效率仅为47.3%。
    因此,钢铁脱硫设施SO2的脱除量企业仅仅建设烧结烟气脱硫设施是不够的,必须高质量地建设脱硫设施,同时加强运行维护,提高脱硫设施的投运率、脱硫设施的脱硫率,即提高脱硫设施的综合脱硫效率,以保证实现长期稳定运行。
2.4  减少烧结机SO2排放的有效途径
    随着我国环境保护法规的不断完善和日趋严格,减少SO2总量排放,是钢铁企业生存的必然之道。
2.4.1  采用低硫原燃料或原燃料脱硫
    采用低硫原燃料或原燃料减少了SO2的产生量,从根源上减少了SO2的排放量。但同时影响了钢铁企业的经济效益。
2.4.2  提高烟气脱硫设施综合脱硫效率
    脱硫设施的投运率,脱硫设施的脱硫率,两者相乘为脱硫设施综合脱硫效率。
    由于钢铁企业废气量较大,使得烟气中硫浓度较低,给减排带来了诸多困难,低浓度SO2烟气常采用干法和湿法脱硫。干法脱硫的优点是烟气温度降低很少,且湿度没有增加,有利于烟囱排烟扩散;缺点是脱硫效率低,设备庞大,投资费用高,吸收剂再生困难。湿法的优点是效率高,且设备小,投资少;缺点是烟气温度降低,含水量增加,烟囱附近易出现雨雾,难以扩散。同时,烧结机烟气脱硫工程也存在脱硫建设单位水平良莠不齐,脱硫工程难以稳定运行、设备易腐蚀、损坏,跑冒滴漏、烟囱出口有雾雨现象、脱硫副产品品质较低等诸多问题,需要在长期运行中进一步完善和改进。
    因此,如何提高脱硫设施的投运率与脱硫设施的脱硫率,是钢铁企业面临的一大难题。可以通过以下几个途径提高脱硫设施综合脱硫效率:
   (1)加
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