石灰石、石膏濕法技術(shù)更具優(yōu)勢(shì) 邯鋼選用鼓泡法

    鋼鐵大省河北省工業(yè)和信息化廳在今年初印發(fā)了《河北省鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫工作指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出“大企業(yè)先行”的思路。河北鋼鐵集團(tuán)所屬的邯鋼公司積極響應(yīng)，其2×300級(jí)燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫項(xiàng)目近日已完成招標(biāo)工作，進(jìn)入項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施階段。據(jù)了解，邯鋼公司選擇的是北京航天益來(lái)電子科技公司(以下簡(jiǎn)稱航天益來(lái))自主研發(fā)的鼓泡法(石灰石—石膏濕法脫硫工藝的變形工藝)脫硫工藝。那么，這種工藝與電廠脫硫所用的有何不同？能否適應(yīng)燒結(jié)煙氣脫硫？本報(bào)記者進(jìn)行了采訪。

    燒結(jié)脫硫難點(diǎn)多

    多種技術(shù)處于試用階段

    據(jù)工信部相關(guān)調(diào)查，我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜，波動(dòng)性較大，具有煙氣量大(每噸燒結(jié)礦產(chǎn)生煙氣在4000～6000m3)、二氧化硫濃度變化大(范圍在400～5000毫克/立方米之間)、溫度變化大(一般為80℃～180℃)、流量變化大(變化幅度高達(dá)40％以上)、水分含量大且不穩(wěn)定(一般為10～13％)、含氧量高(一般為15～18％)以及含有多種污染成分(除含有二氧化硫、粉塵外，還含有重金屬、二惡英類、氮氧化物等)。

    這些特點(diǎn)都在一定程度上增加了燒結(jié)煙氣二氧化硫治理的難度。也正因?yàn)檫@樣，燒結(jié)煙氣脫硫不能簡(jiǎn)單套用電廠煙氣脫硫技術(shù)。據(jù)航天益來(lái)總經(jīng)理宋玉成介紹，目前國(guó)內(nèi)已投入運(yùn)行的燒結(jié)煙氣脫硫裝置采用的脫硫工藝主要有循環(huán)流化床法、氨—硫銨法、密相干塔法、石灰石—石膏法等，這些工藝在我國(guó)處于研發(fā)和試用階段，實(shí)際脫硫效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證和評(píng)估。

    記者調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，氨—硫銨法易形成氣溶膠而給環(huán)境帶來(lái)二次污染，同時(shí)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)氨水的濃度要求苛刻，在煙氣量波動(dòng)較大的時(shí)候容易出現(xiàn)噴嘴堵塞或副產(chǎn)物質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此一直得不到很好的推廣。而半干法目前存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在脫硫系統(tǒng)難以適應(yīng)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的波動(dòng)和變化，造成輸灰系統(tǒng)堵塞、脫硫效率降低、凈化煙氣溫度不穩(wěn)定，同時(shí)，運(yùn)行成本高、運(yùn)行環(huán)境惡劣。

     如何適應(yīng)燒結(jié)煙氣量波動(dòng)大特點(diǎn)？

    淋浴變水浴，石灰石—石膏濕法仍為脫硫主將

    石灰石—石膏濕法在電廠鍋爐煙氣脫硫中一直占據(jù)主導(dǎo)地位，技術(shù)成熟，那么在燒結(jié)煙氣脫硫方面，能否揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，繼續(xù)占據(jù)“主導(dǎo)技術(shù)”的位置呢？總經(jīng)理宋玉成告訴記者，石灰石—石膏濕法按照脫硫塔的形式又可分為噴淋法和鼓泡法(水浴法)。由于噴淋塔很難適應(yīng)燒結(jié)煙氣的高溫(最高可能達(dá)到200℃)，同時(shí)脫硫劑利用效率低，運(yùn)行成本較高，在燒結(jié)煙氣脫硫領(lǐng)域不具備應(yīng)用推廣優(yōu)勢(shì)。而沉默多年的鼓泡法由

    于其工藝特性，對(duì)煙氣量與煙氣溫度都有很好的適應(yīng)性，引起燒結(jié)行業(yè)很多專業(yè)人士的關(guān)注。

    近年來(lái)的電廠脫硫工作開(kāi)展得如火如荼，為何不聞鼓泡法大名？據(jù)介紹，因?yàn)檫@種技術(shù)從國(guó)外引進(jìn)晚，工藝過(guò)程中壓力損失比較大，對(duì)于后增設(shè)脫硫裝置的電廠來(lái)說(shuō)，一般引風(fēng)機(jī)預(yù)留的壓頭不夠，還需要另外增加一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)。而噴淋法在電廠脫硫領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外發(fā)展都很早，技術(shù)也很成熟，具有先天優(yōu)勢(shì)。

    從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，鼓泡法只是把煙氣和脫硫劑的接觸方式由“淋浴”變成“水浴”，何以能適應(yīng)復(fù)雜多變的燒結(jié)煙氣？總經(jīng)理宋玉成針對(duì)燒結(jié)煙氣的種種特點(diǎn)，向記者詳細(xì)解讀了此項(xiàng)技術(shù)。燒結(jié)煙氣量波動(dòng)大，一般的噴淋塔、循環(huán)流化床等很難適應(yīng)，航天益來(lái)在鼓泡塔的基礎(chǔ)上，專門針對(duì)燒結(jié)煙氣研發(fā)了環(huán)保旋流水浴脫硫除塵裝置。與噴淋不一樣的是，鼓泡法工藝漿液為連續(xù)相，氣體從均布在進(jìn)煙室的許多鼓泡管導(dǎo)入，經(jīng)底部噴射孔噴出成為高度細(xì)分的離散相進(jìn)入液相，與漿液充分接觸，高效捕集煙氣中的有害物質(zhì)。與普通的鼓泡塔不一樣的是，鼓泡塔內(nèi)的鼓泡管流速可以在很大的范圍波動(dòng)，對(duì)脫硫效率的影響甚小，很好的解決燒結(jié)煙氣量變化的問(wèn)題。

    燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜，含有二氧化硫(三氧化硫)、氟化氫、氯化氫、重金屬、堿金屬等多種有毒有害物質(zhì)，并且腐蝕性強(qiáng)，因此在傳統(tǒng)鼓泡工藝基礎(chǔ)上，航天益來(lái)研發(fā)了在吸收塔前設(shè)置的兩級(jí)預(yù)處理裝置，初步對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行降溫處理，同時(shí)初步對(duì)煙氣的煙塵和重金屬進(jìn)行捕集。預(yù)處理后的煙氣溫度相對(duì)較低，含塵量也相對(duì)較低，可以保護(hù)脫硫塔內(nèi)部的防腐層及鼓泡管。

   如何控制成本？

   廢水零排放，石膏換效益

    運(yùn)行成本是技術(shù)能否被客戶接受的重要影響因素?？偨?jīng)理宋玉成介紹說(shuō)，在鼓泡工藝中，吸收反應(yīng)一次完成，漿液不需反復(fù)循環(huán)，降低系統(tǒng)能耗；而且工藝塔內(nèi)沒(méi)有噴嘴等易堵塞部件，對(duì)脫硫劑的品質(zhì)要求較低，可以使用多種脫硫劑；此外，此工藝運(yùn)行過(guò)程中pH值較噴淋工藝要低，利于石灰石的充分溶解，提高利用效率，很大程度降低了脫硫劑的成本。

    以某2×300級(jí)煙氣脫硫項(xiàng)目為例，總經(jīng)理宋玉成給記者算了一筆賬。工程設(shè)計(jì)處理煙氣量216萬(wàn)立方米每小時(shí)，一次投資預(yù)算9000萬(wàn)元；年運(yùn)行費(fèi)用預(yù)算約4000萬(wàn)元(按水費(fèi)4元/噸、電費(fèi)0.65元/度、石灰石粉200元/噸計(jì)算)，兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)能力每年約630噸礦，基本噸燒結(jié)礦的脫硫成本約6元，扣除節(jié)省的排污費(fèi)和石膏收益，噸燒結(jié)礦基本脫硫成本約2元。

    項(xiàng)目建成投運(yùn)后，每年可以削減二氧化硫排放約13120噸(按運(yùn)行350天、二氧化硫含量1200毫克/立方米計(jì)算)；大大降低煙塵及其他污染物的排放，對(duì)凈化鋼鐵廠的廠區(qū)環(huán)境有明顯的效果。

    總經(jīng)理宋玉成說(shuō)，此技術(shù)具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化。另外，因?yàn)楣に囅到y(tǒng)前有兩級(jí)預(yù)處理，所以副產(chǎn)物含的雜質(zhì)較少，不影響利用。脫硫設(shè)施運(yùn)行中產(chǎn)生的脫硫漿液，經(jīng)強(qiáng)制氧化后，將混雜其中的亞硫酸鈣轉(zhuǎn)變成硫酸鈣，結(jié)晶析出石膏。最后通過(guò)石膏排出泵，將石膏漿液送往石膏漿液處理系統(tǒng)進(jìn)行脫水處理。最終產(chǎn)物石膏(石膏含水量≤10％)，一般用于水泥廠、造磚廠等，售價(jià)大約100～150元/噸。

    此外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)廢水處理子系統(tǒng)，處理后的水重新返回系統(tǒng)使用，系統(tǒng)定期排放的部分廢水(為了控制系統(tǒng)氯離子濃度)，排到鋼廠內(nèi)部澆灰用，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部零排放。

    宋玉成告訴記者，早在2005年，航天益來(lái)就開(kāi)始與相關(guān)企業(yè)合作，共同針對(duì)燒結(jié)煙氣的特性進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究工作。鼓泡法工藝在產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行之前已經(jīng)經(jīng)過(guò)一年多的燒結(jié)煙氣脫硫試運(yùn)行。

    到目前為止，這項(xiàng)工藝已經(jīng)在180m2、224m2和495m2的燒結(jié)機(jī)上產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行兩年多，運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證了工藝的先進(jìn)性與可靠性:脫硫效率大于95％，日常運(yùn)行成本與設(shè)計(jì)時(shí)的運(yùn)行成本一致，運(yùn)行環(huán)境干凈，設(shè)備運(yùn)行正常。

    宋玉成告訴記者，此項(xiàng)工藝設(shè)備易于大型化，適應(yīng)范圍較為廣泛，特別是石膏晶粒大，容易進(jìn)行脫水，脫硫副產(chǎn)物無(wú)害化，解決了二次污染的問(wèn)題。但是，鼓泡法工藝過(guò)程中的壓力損失比較大，目前來(lái)看，其工藝優(yōu)勢(shì)更適合燒結(jié)煙氣脫硫，其他領(lǐng)域的應(yīng)用尚有待研究。