山西省钢铁行业烧结生产工序污染防治技术规范.doc

山西省钢铁行业烧结生产工序污染防治技术规范山西省钢铁行业烧结生产工序污染防治技术规范山西省环境保护厅二OO九年九月4术语和定义4.1清洁生产指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。4.2烧结工艺指含铁原料加入熔剂和固体燃料，按要求的比例配合、加水混合制粒后，平铺在烧结机台车上，经点火抽风烧结成块的过程。4.3熔剂石灰石、白云石、生石灰、消石灰、轻烧白云石粉、菱镁石等碱性物料的总称。4.4燃料焦粉、无烟煤、燃气的总称。焦粉、无烟煤又总称固体燃料。4.5小球烧结指将混合料制成大于3mm占75%以上的小球进行烧结的方法。4.6料层厚度生产时，烧结机台车上的混合料和铺底料厚度之和。4.7烧结厚料层操作指通过提高铺在烧结机台车上的混合料层的厚度，提高烧结矿强度，降低固体燃料消耗的操作工艺。4.8低温烧结工艺指以较低的温度烧结，产生一种强度高、还原性好的针状铁酸钙为主要粘结相的烧结方法。4.9烧结铺底料指在烧结机上铺上混合料之前先铺上的一层垫底料。4.10烧结矿显热回收指对烧结矿在冷却机高温段废气的热量进行回收利用的工艺。4.11燃料分加一部分固体燃料加入烧结料中，经加水混合制粒后再将另一部分固体燃料外滚的方法。4.12烧结矿整粒烧结矿冷却后进行筛分或兼有冷破碎设施，分出高炉要求粒度范围的成品烧结矿、烧结用的铺底料以及返矿的过程。4.13现源指在钢铁工业污染物排放标准-烧结(球团)实施之日前建成投产或环境影响报告书(表)或登记表已通过审批的烧结(球团)生产设施或装置在生产过程中产生的污染源。4.14新源指在钢铁工业污染物排放标准-烧结(球团)实施之日起环境影响报告书(表)或登记表通过批准、备案的新、改、扩建的烧结(球团)生产设施或装置在生产过程中产生的污染源。5技术规范5.1基本规定5.1.1废气净化后主要污染物(尘、SO2)排放应达到钢铁工业污染物排放标准-烧结(球团)，并满足当地政府提出的总量控制要求。5.1.2推广应用干清扫地坪工艺，不宜采用全方位大面积的冲洗。局部冲洗地坪和洒水清扫的污水污泥必须集中处理后分别回收利用；提高净环水循环冷却系统循环倍率，减少污水外排量，少量排污水可用于混合料加水。正常生产时无生产污水、废水产生，实现工业废水零排放。5.1.3应采用燃料分加、小球烧结、铺底料、厚料层、节能点火设备和喷嘴等工艺和技术；宜推广应用熔剂分加、低温烧结、热风点火、混合料预热、烧结矿余热回收等工艺和技术。其中大中型烧结机料层厚度宜等于或大于580mm；铺底料厚度宜为200400mm。5.1.4烧结机应力求实现大型化。新建烧结机单机面积必须在180m2及以上，立即淘汰并禁止新建土烧结、30m2及以下烧结机，对我省大量存在的小型带式烧结机和简易环式烧结机、步进式(箱式)烧结机，应有计划地进行改造或逐步淘汰。5.1.5烧结机规格应与高炉匹配，既不外销成品烧结矿，也不采购成品烧结矿。杜绝烧结矿倒搬时产生的粉尘污染。5.1.6严禁新建热矿烧结工艺，现有热矿工艺必须改造为冷矿工艺；严禁采用国内外淘汰的二手烧结生产设备。5.1.7大中型烧结机冷却应采用鼓风环式冷却机，冷却面积与烧结面积之比宜为0.91.2；也可采用鼓风带式冷却机，冷却面积与烧结面积之比宜为1.0左右。5.1.8大中型烧结机应取消热矿筛，以减少筛分时粉尘产生量。5.1.9含铁粉尘(泥)可实施烧结工序内部循环；大型钢铁企业含铁尘(泥)宜另行集中处理后由烧结工序或炼钢工序回收利用。含油铁鳞不宜直接用于混合料，宜进行脱油预处理，以提高机头除尘效率和减少二恶英的产生。5.1.10应选用低硫、低氟、低杂质含量的高品位铁精矿，低硫熔剂和固体燃料；控制易产生二恶英物质的原料，固体燃料应选用焦粉，尽量不用无烟煤，以减少二恶英的产生；5.1.11点火燃料宜用高炉煤气、脱硫后的焦炉煤气、天然气、转炉煤气，不宜采用煤粉、发生炉煤气和重油点火。5.1.12含氯离子废水(如盐酸酸洗废水、石灰石(石灰)/石膏法脱硫废水等)不得用于混合料加水，以减少二恶英的产生。5.1.13按照工业企业厂界噪声标准，对高噪声设备应采取消声、减振或隔声等有效防治措施，确保厂界噪声达到厂界环境噪声标准。5.1.14大中型烧结机应达到一级清洁生产水平(国际清洁生产先进水平)，或二级清洁生产水平(国内清洁生产先进水平)；小型烧结机应达到不低于三级清洁生产水平(国内清洁生产基本水平)。5.2含尘废气防治技术规范5.2.1烧结工艺含尘废气污染源各种原料在卸落、破碎、筛分和储运过程中产生的常温含尘废气；混合料系统产生的具有一定温度的水汽-粉尘共生的废气；混合料在烧结机上烧结时，产生含有粉尘、重金属、SO2、NOx、氟化物等的高温烟气；烧结矿在破碎、筛分、冷却，储存和转运过程中产生的具有一定温度的含尘废气。5.2.2烧结工艺含尘废气净化宜采用干法净化工艺。5.2.3烧结生产工序一般应设置机头除尘系统，机尾(烧结矿破碎、筛分、转运、机尾落料、环冷机受卸料)除尘系统，整粒(成品筛分、整粒、转运)除尘系统，熔剂破碎(破碎、转运)除尘系统，燃料破碎(破碎、转运)除尘系统，配料(燃料仓、矿槽接受转运)除尘系统等六大含尘废气净化系统。对于小型烧结机可根据总图布置适当合并，如整粒和机尾除尘合并为一个系统。5.2.4机头烟气除尘一般应采用二段进行，第一段为降尘管(大中型烧结机宜设双降尘管)；第二段应设置耐压(负15.017.2kPa)高效电除尘器，电场数最好为4个，但不得低于3个，电场风速1.0m/s左右，最高允许排放浓度：现源90mg/Nm3，新源50 mg/Nm3。除尘风量即主抽风机额定风量宜取每分钟每平米烧结面积9010m3(工况)。5.2.5对小型烧结机和众多的简易环式烧结机、步进式(箱式)烧结机机头烟气除尘，在确保排放浓度达标前提下，可选用陶瓷多管旋风除尘器。5.2.6从安全角度考虑，燃料(焦粉或无烟煤)破碎除尘系统宜采用布袋除尘器，过滤风速不大于1.0m/min，最高允许排放浓度：现源70mg/Nm3，新源30 mg/Nm3。也有采用电除尘器工业应用实例，但难于确保达到最高允许排放浓度限值。5.2.7机尾等其它除尘系统可采用电除尘器，也可采用布袋除尘器。为降低粉尘排放浓度，减少粉尘排放量，应优先采用布袋除尘器，过滤风速不大于1.0m/min。两者投资费用基本相当。最高允许排放浓度：现源70mg/Nm3，新源30 mg/Nm3。采用电除尘器难于确保达到最高允许排放浓度限值。5.2.8大中型烧结机应设置翻车机室除尘系统。5.2.9除尘系统风量是确保收尘效果的关键指标，其风量必须满足设计要求；若达不到要求或达到要求但收尘效果不好，则需对除尘系统进行改造。5.2.10逐步推广使用覆膜滤料，该滤料除尘效率可达99.99%以上，接近零排放，从而降低布袋除尘器外排烟粉尘浓度，削减污染物排放量。5.2.11烧结生产工序吨产品烟(粉)尘排放限值：现源0.5kg/t烧结矿，新源0.25kg/t烧结矿。5.2.12烧结料混合系统一般不设置除尘器，设置排气罩加竖风管道即可。5.2.13工艺布置应尽量减少物料的转运次数并降低其落差，减少扬尘量。在各扬尘点设置密封罩，最大限度地减少粉尘逸散污染。5.2.14应采用粉尘发生量少的工艺、技术和设备，如铺底料、对辊破碎机、热风烧结等。5.2.15露天原料场应采取建设防尘网、洒水或喷洒抑尘剂等措施。防尘网可采用柔性挡风抑尘网或刚性挡风抑尘板，抑尘率应大于75%。大型原料场建设防尘网应进行风洞试验。5.2.16各除尘装置的排气筒应设置采样、检测孔和采样检测平台，对污染源实行定期检测。其中机头除尘系统应安装烟尘、SO2连续自动检测装置。5.2.17除尘效率虽然是评价除尘器性能的一项重要指标，但要逐渐淡化除尘效率，强化排放浓度和废气捕集率。排放浓度必须达标，捕集率应在95%以上。5.2.18降低除尘系统阻力，节约能源。功流比(获取1万立方米风量所需的电机kW数)是考核除尘系统的一项综合指标，功流比愈小，则能耗愈低。目前国内先进指标可达到小于15kW。5.2.19低阻、中温、大流量是除尘系统设计的基本原则，也是对已有除尘系统进行运行管理或改造的基本思路。5.3烧结烟气脱硫技术规范5.3.1新建烧结机必须同步实施烧结烟气脱硫；已有烧结机应根据当地政府要求限期完成烧结烟气脱硫。5.3.2烧结烟气脱硫工艺选择5.3.2.1总原则：经济有效，安全可靠，资源节约，综合利用。5.3.2.2应优先选用干法脱硫工艺，但并不排斥石灰石-石膏法等湿法脱硫工艺。5.3.2.3我省大中型烧结机可选择活性炭吸附法、循环流化床法、MEROS干法、NID干法脱硫工艺，净化后烟气最高允许排放浓度200 mg/Nm3，吨产品排放限值0.70kg/t。应实施双烟道(脱硫系烟道和非脱硫系烟道)同时脱硫；鼓励并支持大中型企业在有条件的情况下，实施同步脱硝、重金属和二恶英。5.3.2.4我省小型烧结机和众多的简易环式烧结机、步进式(箱式)烧结机，可选择石灰-石膏法、双碱法、循环流化床或氨-硫铵法脱硫工艺，脱硫效率要达到80%以上。在满足当地总量控制的前提条件下，最高允许排放浓度400 mg/Nm3。不宜选择氢氧化镁法脱硫工艺。5.3.2.5在有氨源的条件下，鼓励并支持我省小型烧结机和众多的简易环式烧结机、步进式(箱式)烧结机，因地制宜选择该工艺。5.3.2.6选择任何脱硫工艺均必须加设增压风机，以克服新增脱硫系统阻力，确保不影响烧结机正常生产。增压风机宜选用轴流式风机。5.3.2.7选择任何脱硫工艺均必须配置先进可靠的自动控制系统。5.3.2.8烧结烟气脱硫选择湿法时，所有与脱硫浆液接触的设备、管道、阀门、容器等和脱硫后烟道均必须进行防腐处理。5.3.2.9大中型烧结机烟气脱硫选择湿法时，系统宜配置烟气加热装置(GGH)；实施同步脱硝时，可不配置。5.3.2.10脱硫系统总体应旁路于主烧结系统之外，脱硫系统的检修不影响烧结主系统正常生产。5.3.2.11脱硫产物应寻求综合利用途径，暂时无法实现综合利用的，应选择适宜地堆存方式，严禁造成二次污染。5.3.3主要工艺设备和技术参数5.3.3.1石灰石(石灰)-石膏法5.3.3.1.1浆液制备系统石灰石成品纯度宜大于90%，粒度250325目，浆液浓度2025%。石灰石中SiO2含量不大于2%，以免磨损循环泵叶轮。浆液制备系统应设置防治二次扬尘等污染设施。5.3.3.1.2吸收反应系统推荐采用空塔喷淋工艺，但塔内均应设置适宜的气流均匀分布装置。吸收塔内壁防腐采用衬胶或树脂鳞片或高镍合金钢。主要技术参数(石灰石-石膏法，仅供参考)：浆液pH值4.55.5，钙硫比1.021.05，液气比20左右(液气比高，有利于SO2吸收，但能耗大，各设计单位差异较大，最高26，最低12)，空塔流速34m/s。要排少量含高氯离子浓度的废水。5.3.3.1.3除雾器脱硫后净烟气出口设置除雾器，通常为二级除雾器。材质一般为聚丙烯(PP)，折流板除雾器应用较多，经除雾器后净烟气水滴含量75mg/Nm3。5.3.3.1.4喷淋层及雾化喷嘴一般设置34层喷淋层(其中预留一层)，每台循环泵对应一层喷淋层，循环泵入口设置滤网防止固体物吸入，损坏泵体。雾化喷嘴通常采用空心锥切线型，实心锥切线型，双空心锥切线型，实心锥型，螺旋型5种。材质可采用碳化硅。5.3.3.1.5氧化风机宜采用罗茨风机，也可采用离心风机。5.3.3.1.6浆液循环泵必须耐磨、防腐。5.3.3.1.7脱硫效率要求95%。5.3.3.2双碱法5.3.3.2.1工艺过程主要由吸收剂制备系统、吸收系统、氧化系统、中和再生系统、除渣系自动控制系统组成。5.3.3.2.2脱硫塔可选用旋流板塔，也可选用喷淋吸收塔(空塔)。5.3.3.2.3主要技术参数(仅供参考)：浆液pH值7.08.0，液气比2.02.5，空塔流速34m/s，钠离子浓度约0.3mol/L。喷淋层及雾化喷嘴(316L)，防腐、除雾器等与石灰石-石膏法基本相同。无废水外排。5.3.3.2.4吸收剂再生和脱硫渣的沉淀在吸收塔外反应池(器)中进行。5.3.3.2.5脱硫效率要求90%。5.3.3.3氨-硫铵法5.3.3.3.1氨水洗涤脱硫工艺主要由烟气系统、脱硫洗涤系统、氨水制备存储系统、蒸发浓缩结晶系统、干燥包装系统等组成。核心设备是脱硫洗涤塔，一般采用23级洗涤。塔底吹入压缩空气进行氧化。5.3.3.3.2主要技术参数(仅供参考)：氨水浓度4.05.0%，塔底硫酸铵(NH4)2SO4浓度约24%，空塔流速3.54.0m/s，最佳吸收温度3050，尾气中氨排放浓度80%。5.3.3.4循环流化床(CFB)干法5.3.3.4.1循环流化床干法脱硫工艺由吸收剂(消石灰)制备及注入系统、吸收塔(流化床反应器)系统、物料再循环系统、脱硫后除尘系统、工艺水系统和自动控制系统等组成。5.3.3.4.2反应器是脱硫工艺的核心装置，空塔流速56m/s，钙硫比1.3。烟气停留时间必须保证在5秒以上。物料含湿量低于0.5%。5.3.3.4.3脱硫后除尘系统采用脉冲布袋除尘器，除尘器收集到的物料返回吸收塔进一步反应，只有小部分从灰斗排出。因入口粉尘浓度高，要求除尘效率必须达到99.995%以上，确保烟尘排放浓度达到50mg/Nm3以下。布袋除尘系统的关键是防止糊袋及选择合理的过滤风速(1.0m/min左右)，设备保温和加热是保证除尘系统不结露的基本条件。滤料可选用PPS(聚苯硫醚)。5.3.3.4.4脱硫剂可采购消石灰粉或生石灰粉，生石灰粉需经消化成消石灰粉。生石灰纯度(CaO含量)70%，粒度1mm，消石灰含水1.5%。消化器的正常工作是系统的关键，要有足够的消化时间，消化的喷水控制要求出来的消石灰是干态的，消化过程产生的含大量石灰粉的水蒸气，要有可靠地防治措施。5.3.3.4.5物料循环系统要求不能产生死角，避免结块、堵塞。输送设备要求保温和加热，避免结露。流化风要有足够的压力、流量、温度，使输送物料始终处于流态化状态。5.3.3.4.6保证脱硫效率93%。5.3.3.5活性炭吸附法(DDS)干法、MEROS干法、NID干法脱硫工艺等均需引进国外技术和装备。DDS工艺脱硫效率：设计值95%，期待值97%。脱硝率：设计值33%，期待值40%。粉尘排放浓度10mg/Nm3，二恶英排放浓度01ngTEQ/Nm3；MEROS工艺脱硫效率90%(碳酸氢钠为脱硫剂)，重金属去除率95%，二恶英去除率90%，出口烟气含粉尘浓度小于5 mg/Nm3；NID工艺出口SO2浓度100 mg/Nm3，粉尘排放浓度20mg/Nm3。5.4废水处理技术规范5.4.1废水污染源冲洗地坪排水、胶带机冲洗水、湿式除尘设备排水、设备循环冷却系统排污水、煤气水封阀排水。此外还有少量生活污水以及雨水排水。5.4.2烧结工序外排废水中，有益矿物含量高，含铁量4050%，并含有焦粉、石灰料，有较高的回收利用价值。可在烧结工序内部循环使用，也可在公司(厂)集中处理后利用。5.4.3减少废水产生量的防治措施由于配套的污染治理设施日趋完善，车间内部环境的极大改善，并实施干清扫，冲洗地坪和胶带机冲洗水量可大幅度减少；湿法除尘改为干法除尘；净环冷却水循环系统添加絮凝剂、阻垢剂，提高浓缩倍率，减少浓盐水排放量；煤气水封阀排水集中送至焦化工序生化处理。若企业没有焦化工序，使用高炉煤气，鉴于高炉煤气均采用干法净化，水封阀排水量极少，且水质较好，可循环使用；生活污水和雨水由公司(厂)集中处理。5.4.4废水处理工艺5.4.4.1分散平流式沉淀池处理工艺具有建设快、投资少等优点，但占地面积大、沉淀效率低、干化效果受气候影响大、易造成二次污染，该工艺不应采用。5.4.4.2集中浓缩污泥斗处理工艺该工艺是以浓缩池来保证浊环水水质，工艺简单，占地面积小。主要弊病是浓泥斗排泥不畅，排泥浓度不均。小型烧结机可采用，大中型烧结机不宜采用。5.4.4.3集中浓缩拉链机处理工艺该工艺是通过浓缩池保证循环水水质，通过污泥机，保证了沉淀污泥及时排出。工艺简单，管理环节少，运行费用低，但排出的矿泥浓度较低，含水高。大中型烧结机可采用，但对循环水质要求高的企业不宜采用。5.4.4.4集中浓缩真空过滤机(或压滤机)处理工艺该工艺的特点是增加了浓缩污泥脱水，我国众多烧结厂广泛采用。5.4.4.5集中浓缩综合处理工艺该工艺的特点是按烧结厂废水水质的不同，分别采取相应的措施，以达到废水重复利用，实现废水零排放。目前是对烧结废水进行全面防治的一种较好工艺。5.4.4.6浓缩池-混合用水处理工艺直接将浓缩池的底流送到一次混合机作为添加水，减少矿泥脱水和倒运环节。宝钢烧结厂采用该工艺。6.管理要求6.1除尘、废水处理装置必须与其主体设备同步运转，严禁无除尘、废水处理装置，任由烧结生产过程产生的烟(粉)尘无组织排放和废水直排。6.2除尘、废水处理装置必须与其主体设备同时检修。6.3有完善的岗位操作规程和考核制度，实现全过程管理，有量化指标的项目实施定量管理。6.4将环境目标分解到企业的各个层次，考核指标落实到各个岗位，实现岗位责任制。6.5有健全的污染防治设施运行台帐，并建立环保档案和运行监管机制。6.6大中型企业应设置专门的监测机构，按环保管理部门的要求定期对废气、废水、噪声等主要污染源进行监测。小型企业无监测机构的，应委托有资质的检测部门定期进行监测。6.7污染防治设施岗位操作人员应进行过岗位培训，取得本岗位资质证书，有岗位培训记录。山西省钢铁行业烧结生产工序污染防治技术规范条文说明1.制定烧结生产工序污染防治技术规范必要性烧结生产工序是钢铁联合企业各生产工序烟(粉)尘、SO2产生量和排放量最大的生产工序(有自备电厂的除外)。钢铁行业又是我省重要的支柱产业，产业关联度高、涉及面广、消费拉动大，在经济建设、社会发展、财政税收、人员就业等方面发挥着重要的作用。为此，近期省政府出台了山西省冶金产业调整和振兴规划。在我省目前电力行业普遍实施了烟气脱硫、焦化行业普遍实施了焦炉煤气脱硫脱氰，而至今只有为数不多的几家企业实施烧结烟气脱硫的情况下，烧结烟气排放SO2显得更为突出，已成为我省引起极大关注的环境问题，实施烧结烟气脱硫已迫在眉睫。至今我省尚无钢铁行业烧结生产工序污染防治技术规范性文件，因此制定钢铁行业烧结生产工序污染防治技术规范是十分必要的。2.大中小型烧结机规定：大型：烧结机单机面积等于或大于300m2。中型：烧结机单机面积等于或大于180m2至小于300m2。小型：烧结机单机面积小于180m2。3.为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用必须，反面词采用严禁；表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用应，反面词采用不应或不得；表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用宜，反面词采用不宜；表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用可。4.湿法和干法废气净化比较废气净化有湿法和干法两种方式。鉴于湿法净化会带来废水和污泥的处理问题，且其净化效果也较干法差，一般情况下宜采用干法净化。混合料除尘和配料除尘，因废气含水汽高，有采用冲击式水浴喷雾除尘器工业应用实例，但选用防水覆膜滤料布袋除尘器也完全是可行的。5.烧结生产工序SO2污染源烧结生产工序SO2是在烧结生产过程中产生的，其来源主要是铁精矿粉中的硫和固体燃料(焦粉或无烟煤)中的硫，加热煤气和熔剂中也含有少量硫。6.烧结生产工序SO2产生量烧结生产工序SO2产生量和排放量差异很大。3210炼铁行业产排污系数表中所列出的产污系数分别为：180m2烧结机，产污系数0.67.5kg/t；50180m2烧结机，产污系数0.657.95kg/t；50m2烧结机，产污系数0.78.5kg/t。烟气中SO2浓度值最高可达40005000mg/Nm3，最低仅在100 mg/Nm3上下。其主要原因是铁精矿粉含硫量的差异，其次是固体燃料含硫量的差异。7.我国烧结烟气脱硫技术我国烧结烟气脱硫技术已日趋成熟。据不完全统计，已建和在建项目有60余家。大型烧结机宝钢、太钢450m2，武钢、攀钢、南钢380m2等；小型烧结机有石钢50m2，广钢24m2等。我省星源钢铁集团有限公司等6家钢铁企业烧结机脱硫工程也已投入运行，因技术不成熟而推迟建设烧结烟气脱硫装置的理由已不复存在。8.关于烧结烟气脱硫工艺烧结烟气脱硫工艺众多，其中主要有石灰石-石膏法(宝钢自主开发)、活性炭吸附法(日本住友)、循环流化床法(福建龙净等)、MEROS干法(奥钢联)、NID干法(阿尔斯通)、双碱法(浙江大学等)、氨-硫铵法(杭钢)、氢氧化镁法(韶钢)、有机胺法(莱钢)等。上述工艺有的是从国外引进的，也用是国内自主开发的。其中宝钢自主开发的石灰石-石膏法(宝钢和梅山钢厂)，净化后烟气SO2浓度达到50 mg/Nm3以下。9.我国已建成投运和计划建设的烧结脱硫工艺我国已建成投运和计划建设的烧结脱硫工艺企业名称烧结机面积脱硫工艺技术参数备注宝钢450m22007年宝钢自行设计和制造出一套功能完善的烧结烟气脱硫工业试验系统，处理烟气量9万m3/h。脱硫和除尘效率大于95%，排放的SO2和烟尘浓度均小于50mg/Nm3。实际工业运行技术参数不详，估计与梅山运行参数相同。宝钢自主开发研制，调试中。梅山180m2气喷旋冲脱硫系统由烟气系统、石灰石浆液制备系统、SO2吸收系统、石膏脱水系统、浆液排空系统组成。除尘后烟气由增压风机输送到烟气冷却段并进入吸收塔，烟气与喷射管喷入的浆液充分接触，使气液两相高度旋冲混合，延长气相在液相中的停留时间，进行气液传质，烟气中的SO2与碳酸钙反应，生成亚硫酸钙。大部分亚硫酸钙在吸附塔中与氧化风机供给的氧气反应生成石膏，由浆液泵排出。烟气经除雾器排至烟囱。烟气处理量100万m3/h,设计脱硫效率95%，出口SO2浓度100mg/Nm3(实测86.067 mg/Nm3)，粉尘20mg/Nm3，水滴含量75mg/Nm3，钙硫比1.03，温度54.8，石膏纯度大于90%。浆液pH在4.55.5。宝钢自主开发研制。2008年3月投运，400m2在建。济钢120m2半干法循环流化床工艺。经电除尘烟气引入循环流化床，与水、脱硫剂(石灰)和还具有反应活性的循环干燥副产物混合，石灰以较大的比表面积分散，并且在烟气的作用下，贯穿整个反应器。烟气中的飞灰和脱硫剂不断进行翻滚、掺混，一部分生石灰在烟气的夹带下进入旋风分离器，分离下的颗粒通过返料器又被送回循环流化床内，生石灰通过输送装置进入反应塔内。反应后的烟气经电袋除尘器处理后通过增压风机和主抽风机排放。系统阻力4000Pa；SO2进口浓度1030 mg/Nm3，出口浓度424.3 mg/Nm3，脱硫效率60%；烟尘平排放浓度45 mg/Nm3。投资1700(脱硫)+1410万元(电袋除尘器改造和增压风机)。吨烧结矿成本增加14元，脱除1吨SO2需6000元。中科院过程工程研究所、北京中科创新园高新技术有限公司承包建设。2007年五月投用。福建三明钢厂2180m2 1200m2半干法循环流化床工艺(脱硫系烟道)。经电除尘器、主抽风机后烟气进入吸收塔。在其进口段，烟气与加入的吸附剂、循环灰充分预混合，进行初步的脱硫反应。然后烟气通过吸收塔下部的文丘里管加速(出口扩张段设有喷水装置)，进入循环流化床体，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动和混合，反应界面不断摩擦、碰撞，产生一系列化学反应。由于颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度，可以达到很高的脱硫效率。脱硫效率90%以上，若多加脱硫剂(生石灰)，效率还可提高。经布袋除尘器粉尘浓度小于50 mg/Nm3。进口风量2728万m3/h，SO2浓度35004200 mg/Nm3，出口280350 mg/Nm3。投资2600万元。吨矿成本7.03元福建龙净脱硫脱硝工程有限公司。2007年10月和2008年12月投用。石钢250m2密相干箱脱硫工艺。利用循环灰进入加湿器内进行均化，混合灰水分35%，由密相干塔上部的布料器进入塔内，循环灰与塔上部进入的烟气发生反应。反应塔中设有搅拌器，增强了搅拌、破碎作用，脱硫剂不断循环，使脱硫效率稳定在85%以上。反应后烟气由塔下部烟道经布袋除尘器排放至大气，收集的循环灰和新吸收剂(熟石灰粉)一起提升到塔上部加湿后，再次进入塔内进行脱硫反应。烟气量84万m3/h。SO2、粉尘进口浓度分别为10001200mg/Nm3和80100mg/Nm3，出口浓度分别为200mg/Nm3和50mg/Nm3。吨矿成本5.67元，年折旧费用404.80万元。北京科技大学。2007年6月投用，10月通过省环保局验收。马钢2300m2奥钢联MEROS干法脱硫工艺由添加剂逆流喷吹烟气脱硫设备、气体调节反应器、脉冲喷射织物过滤器、灰尘再循环系统、增压风机和净化气体监控系统组成。添加剂主要是采用焦炭、褐煤等具有极强物理吸附作用的吸附剂；脱硫剂有熟石灰或小苏打。添加剂通过数根喷枪以相对速度超过40m/s的速度与废气流进行逆向喷吹，发生大约50%的吸附反应，另一半吸附是在织物过滤器中实现的。小苏打对温度的波动适应性强，对重金属有更好的脱除效果。气体调节单元是通过一套双流喷吹(水和压缩空气)，对气体温度、湿度等进行调节。织物过滤器覆有一层耐化学腐蚀和耐高温的薄膜。灰尘再循环系统是将含炭/焦炭、未反应的脱硫剂及反应产物等大部分灰尘返回气体调节反应器后的废气流中。出口烟气中含尘浓度小于5 mg/Nm3，重金属去除率超过95%，二恶英/呋喃去除率超过90%，加消石灰脱硫率达到80%，加小苏打脱硫率达到90%。奥钢联林茨钢厂260 m2烧结机MEROS干法脱硫工艺于2007年8月投入运行。SO2入口浓度1050 mg/Nm3，出口100 mg/Nm3，脱除每吨SO2费用1800元。2008年引进奥钢联MEROS干法脱硫工艺，计划实施，2009年4月建成投运。武钢360m2NID烟气脱硫技术是利用生石灰或消石灰作吸收剂，吸收烟气中的SO2和其它酸性气体，添加活性炭还可去除重金属和二恶英。主抽风机出口烟气进入反应器，在混合段和含有大量吸收剂的增湿循环灰粒(水分5%=接触。由于循环灰颗粒间的剧烈摩擦，使得被钙盐硬壳覆盖的未反应部分吸收剂重新暴露出来，快速(烟气在反应器内停留时间仅1秒左右)完成反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。反应后的烟气携带大量干燥后的固体颗粒进入其后的高效布袋除尘器，捕集下的灰尘，经过灰循环系统，补充新吸收剂，再次增湿混合，进入反应器。控制系统是通过加入混合器的水量使脱硫系统运行温度维持在设定值。同时对进、出口SO2浓度及烟气量连续进行检测，决定系统吸收剂加入量。法国SOSTOM公司572m2烧结机NID烟气脱硫系统2005年投运。处理部分烟气量70万Nm3/h，入口SO2浓度450 mg/Nm3，出口225 mg/Nm3；入口粉尘浓度6080 mg/Nm3，出口10mg/Nm3；TE-TCDD/F=12.5ng/Nm3，出口0.1 ng/Nm3。武钢处理烟气量65万Nm3/h，入口SO2浓度12002000 mg/Nm3，出口100mg/Nm3，出口粉尘浓度20 mg/Nm3。2008年引进阿尔斯通公司NID烟气脱硫技术，计划实施。邯钢400m2脱硫剂为CaO颗粒，粒度05mm(大于5mm6.0%),活性度350mL，纯度85%。脱硫剂首先制成浆液，通过喷枪喷嘴与烟气从反应塔下部进入，进行脱硫反应，烟气通过旋风分离器后进入布袋除尘器(PPS针刺毡+PTFE覆膜)，除尘灰大部分循环，少量排出。通过净烟气回流管道保持系统稳定，大部分烟气通过增压风机排出。另外，该公司认为济钢2120m2烧结机脱硫是应用他们的技术。攀钢360m2烧结机应用该技术正在施工，涟钢360m2烧结机与该公司也签订了合同。邯钢360m2烧结机GSCA半干法脱硫工程总投资0.9亿元。脱硫系烟气量126万m3/h，SO2浓度1400 mg/Nm3，粉尘浓度96 mg/Nm3；非脱硫系烟气量126万m3/h，SO2浓度550 mg/Nm3，粉尘浓度95 mg/Nm3；设计出口SO2浓度50 mg/Nm3，粉尘浓度19 mg/Nm3。设计阻力3800Pa，装机容量5741Kw，投标价1.8亿元。(以上为太钢450m2烧结机招标数据；邯钢数据不详)。引进美国盛尼克公司(大连绿诺公司)气固悬浮吸收GSCA半干法脱硫工艺。2008年12月投用。柳钢283m2国内首创的以废治废循环治理方法-烧结烟气氨法脱硫工程2008年5月正式投入运行。将焦化厂废氨水引入脱硫塔，与烟气中SO2反应，并充入氧气，生成硫酸铵化肥。脱硫效率达到95%以上，同时具有40%的除尘效率，20%以上的脱硝效率。2007年5月投入运行。1110m2和1265m2在建武汉都市环保工程技术股份有限公司开发。太钢450m2活性炭吸附法于1987年新日铁名古屋厂最先使用，是一种干法脱硫技术。其工艺分为三个过程：首先烟气进入吸收塔，烟气中的SO2、氧气和水蒸气吸附在活性炭的表面。在活性炭表面活性点的催化作用下SO2被氧化成SO3，SO3与水蒸汽反应生成硫酸，吸附在活性炭表面。吸附饱和的活性炭需排出再生，同时补充新活性炭。活性炭再生是将其加热到300600，吸附在表面的硫酸和活性炭表面的炭发生化学反应，生成SO2、CO2和水等，气体中SO2含量在2040%。可根据需要加工成硫酸，也可采取相应的脱硫措施。脱附后的活性炭循环使用。该法具有脱硫剂可重复使用、不消耗水、不产生废水，副产品为硫酸(或石膏)、无二次污染、排气温度高，无需再加热设备(GGH)，同时治理二恶英(0.1ng-TEQ/Nm3以下)、氮氧化物等优点，是一项一体化的先进烟气净化技术，在住友金属鹿岛厂、和歌山厂，新日铁名古屋厂、大分厂、君津厂，韩国浦项(POSCO)等多家国外企业应用。处理烟气量252000 m3/h，脱硫系SO2浓度1400 mg/Nm3，粉尘浓度96 mg/Nm3；非脱硫系SO2浓度550 mg/Nm3，粉尘浓度95 mg/Nm3；设计脱硫效率95%(期待值97%)，脱硝效率33.3%(期待值40%)，粉尘出口浓度20mg/Nm3，二恶英脱除效率90%。处理后烟气温度比入口温度高5，装机容量5800kW。投标价5.8亿元。2008年引进日本住友金属活性炭DDS吸附工艺，2009年底投用。广钢224m2旋流板塔双碱法湿式烟气脱硫除尘一体化技术。经重力沉降和多管旋风除尘后烟气由风机送入脱硫塔内，烟气中的SO2与吸收剂(纯碱)发生化学反应，SO2被吸收。吸收SO2后的脱硫液沿塔壁流至塔底釜内，再经循环防腐泵大部分循环利用，同时引出部分脱硫液进入循环再生池中与配制好的石灰浆液进行再生反应，再生产物(半水合亚硫酸钙)在池内沉淀后，再生吸收液由清液泵打入塔釜，并进入循环。整个流程由脱硫系统、脱硫液再生系统、脱硫渣处理系统和自动控制系统组成。脱硫系统关键设备是旋流板塔，具有高传质效率、不堵塞、处理能力大、阻力小等特点。烟气由塔底切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。吸收液在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转，最后被甩到壁上，沿塔壁下流，经溢流装置流到下层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。脱硫后烟气经除雾板除去雾滴排空。经重力沉降和多管旋风除尘后烟气，粉尘排放浓度200500 mg/Nm3，SO2排放浓度15001800 mg/Nm3。设计处理风量198000 m3/h，塔速4m/s，粉尘排放浓度50 mg/Nm3，SO2排放浓度550 mg/Nm3。旋流板塔高19米，主塔内径4.2米，壁厚40毫米，循环再生池面积50平方米。年运行费用124.48万元。浙江大学环境工程研究所和杭州天蓝脱硫除尘有限公司技术。2003年投用。国家十五863计划脱硫技术及设备产业化课题承担单位。韶钢105m2氢氧化镁法2008年12月投用莱钢265m2有机胺法在建攀钢360m2 173.6m2循环流化床法离子液循环吸收法在建在建涟钢360m2循环流化床法在建杭钢150m2氨-硫铵法在建南钢360m2氨-硫铵法在建湘钢360m2石灰石-石膏法在建邢钢198m2氨-硫铵法在建日照钢厂2180m2氨-硫铵法在建玉溪钢厂290m2氨-硫铵法在建萍乡钢厂290m2循环流化床法在建文丰钢厂126m2循环流化床法在建东山冶金公司72m2石灰石-石膏法在建普阳钢厂180m2氨-硫铵法在建10.我省已建成投运的烧结烟气脱硫工艺概况企业名称烧结机面积(m2)除尘脱硫工艺入口SO2浓度(mg/Nm3)出口SO2浓度(mg/Nm3)脱硫效率(%)襄汾星源钢厂90重力+电除尘+石灰/石膏湿法脱硫33182.675襄汾鸿达钢厂240重力+陶瓷多管除尘+SCG湿法脱硫(脱硫剂烧碱或石灰)230.575.267.4襄汾晋华铁厂245重力+陶瓷多管除尘+石灰/石膏湿法脱硫1#：527 2#：5761#：124 2#：1191#：76.5 2#：79.3临汾侯临钢厂翼城酒钢河津钢厂上述表中，后三家尚无监测资料。据调研，已投运脱硫设施腐蚀较为严重，脱硫效率不甚理想，运行率不高。11.烧结烟气脱硫现状与发展动态11.1烧结烟气特点11.1.1受原燃料配比和成分、生产要求变化的影响，烧结烟气SO2浓度变化大，在805000mg/Nm3之间；11.1.2温度变化大，可从80180；11.1.3流量变化大，波动幅度在40%；11.1.4水分含量大，在1013%之间，且不稳定；11.1.5含氧量高，在1518%之间；11.1.6含有多种污染成分，除含有SO2外，还含有HF、HCl、重金属、二恶英类等。11.2烧结烟气脱硫方法主要方法有湿法、半干法、活性焦吸附等。其中湿法主要分为石灰石-石膏法、氨-硫铵法、海水脱硫法、镁法、钠法等；半干法从工艺上分为循环流化床法、密相干塔、旋转喷雾法，NID法等；活性焦法是一种干法脱硫技术，在脱硫的同时可实现脱硝、脱二恶英、脱重金属及粉尘等。11.2.1循环流化床法在流化床中将石灰粉按一定比例加入烟气中，使石灰粉在烟气中处于流化状态反复反应生成亚硫酸钙。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，其最大特点是综合造价低，占地面积小，系统简单，水耗低，运行及维护费用低，基本不需要考虑防腐问题；同时可预留添加活性焦去除二恶英的接口。是我国较有前景的脱硫工艺。11.2.2氨-硫铵法湿式氨法是成熟工艺，具有脱硫效率高、能耗低，运行费用低等特点。副产品是硫酸铵，可作化肥。但烧结烟气中含有重金属和二恶英等污染物，给副产物硫酸铵用于化肥生产带来不确定性。11.2.3活性焦法活性焦是以煤为原料生产的直径810mm的柱状活性焦。工艺过程简单，不消耗水，活性焦可循环使用，不存在废水、废渣等二次污染问题。该技术在日本和韩国得到广泛应用。11.2.4石灰石-石膏法是发电厂脱硫技术成熟、运行状况稳定的脱硫工艺，但由于副产物石膏在我国没有销路，投资和运行成本太高。烧结脱硫产物石膏被迫废弃，造成二次污染，硫资源转移和浪费。11.2.5海水脱硫法其技术优势是直接使用海水作为脱硫剂，不消耗淡水资源和其它脱硫剂；同时不产生废弃物，经处理后的海水又返回大海。海水脱硫在电力行业有成功应用经验，虽然在烧结厂还没有采用，但在技术上是可行的。11.2.6氧化镁法用氧化镁作为脱硫剂，氧化镁与水反应生成氢氧化镁，再与SO2溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，生成亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。11.3烧结烟气脱硫工艺比较序号脱硫工艺优势劣势建议1石灰石-石膏法；脱硫剂为石灰，副产物为石膏。脱硫效率高，9098%；系统稳定可靠；脱硫剂价格便宜。占地面积大；投资及运行费用高；副产品应用有待拓宽；不能去除SO3及重金属、二恶英等多种污染物。开拓脱硫石膏资源化利用技术2氨-硫铵法反应速度快，吸收剂利用率高，脱硫效率高(9098%)；副产品硫酸铵市场容量大；系统阻力小，电耗低，可利用原系统风机，占地面积相对较小。系统需要防腐；吸收剂-氨价格高，影响脱硫成本；不能去除SO3及重金属、二恶英等多种污染物。可利用焦化氨源，以废治废，降低运行成本。3循环流化床法、NID法、MEROS法、密相干塔法；脱硫剂是石灰，副产物是亚硫酸钙和硫酸钙的混合干粉。系统阻力低，水耗、电耗小，运行费用相对较低；吸收塔占地面积少，不需要考虑防腐，投资相对较小。脱硫效率相对低于湿法脱硫工艺；脱硫副产物成分复杂，特别是脱硫灰中的亚硫酸钙含量过高不好利用，基本采用废弃堆存处理。适合缺水地区等企业和缺少场地的老旧烧结改造。4活性焦吸附法。靠活性焦表面孔隙吸附，副产品是硫酸或硫磺等。脱硫过程不耗水；活性焦可再生循环利用；副产品硫酸或硫磺，无二次污染；脱硫效率高，环保效益耗；综合运行成本低；可同时实现脱硝、二恶英、重金属及粉尘等。有一定的硫回收条件；不适合低浓度烟气；投资及运行费用高，比一般脱硫工艺高56倍。开发具有自主知识产权技术，尽快推广应用。5海水脱硫法，最终生产稳定的硫酸盐，调节脱硫后溶液PH值，直接排入大海。工艺流程相对简单、设备集中，占地少，基建投资较低；脱硫剂为海水，不产生额外副产品，没有固体副产品排放；节约淡水资源，耗电较低，系统维护量小，投资和运行费用低；建设周期短。只适应中低浓度SO2烟气，烟气中SO2浓度超过1500mg/Nm3时脱硫效率将降低到85%左右；只能在沿海地区建设；运行成本高。受地域影响大，沿海钢铁厂可考虑可行性。6氧化镁法，副产品为硫酸镁或亚硫酸镁副产品再利用价值高；脱硫效率高，脱硫剂消耗量少，能耗低；运行和维护费用低。投资较高；适用范围有限；排水量较大。附近有大量镁矿资源的地区。7有机胺法，靠有机胺液吸收，副产品是硫酸。脱硫效率高；有机胺液脱附后可重复使用；可副产硫酸或硫磺等产品，无二次污染。一次投资大；再生蒸汽消耗量大，能耗较高；需要硫酸回收等下游装置。12.国外烧结烟气处理技术动态和发展趋势12.1国外烧结法烟气脱硫技术12.1.1湿法脱硫工艺日本在70年代最早采用，主要包括石灰石-石膏湿法、硫氨湿法、氧化镁湿法等，其中石灰石-石膏法占大多数。由于湿法脱硫工艺对防腐要求高，系统较复杂；对烧结烟气波动的调节手段主要为喷淋层的开关，适应性较差；不适应烧结烟气的多组分净化要求，加上存在废水排放，处理成本高等原因，因此，在日本，除鹿岛制铁所，大多数烧结厂已不再采用此湿法烟气脱硫工艺。近年来，鹿岛制铁所对该工艺进行了改造，在原有石灰石-石膏法脱硫装置前、电除尘后增加了活性焦吸附装置，这样不仅脱除了硫，还脱除了NOx和二恶英，既节省了投资油减少了占地费用，环保效果很好。德国蒂森钢铁公司一台年产400万吨烧结机采用日本三菱公司提供的石灰石-石膏法脱硫装置，于1986年建成，由于系统维护工作量大，运行费用高，该套装置于1993年停用。12.1.2活性炭吸附法20世纪80年代，日本钢铁企业，开始采用从德国引进的活性炭吸附工艺处理烧结烟气。19872005年，在日本和韩国相继建成5套商业烧结烟气活性炭净化装置。该工艺可净化SO2、SO3、HC、HF和二恶英等污染物，在喷氨的辅助下还具有40%左右的脱氮能力。通过解析活性炭中的高浓度的SO2，可以制备硫酸。活性炭吸附工艺系统主要包括：预除尘系统、吸附系统，除尘系统、解吸系统和副产品回收系统。经除尘后烟气进入活性炭吸附塔(一般设置两级吸附)，在吸收塔内完成脱硫反应(同时喷入氨气，脱硝率达40%左右)，净化后烟气经烟囱排入大气。吸附了SO2气体的活性炭层进入解吸塔，通过加热的方式把SO2气体解吸出来，生成高浓度SO2气体。解吸后的活性炭经筛分后返回吸收塔循环使用。其优点有脱硫过程水耗少，吸收剂可再生，但活性炭的制备要求较高、系统投资、运行费用高，解吸过程能耗大，加上活性炭易自燃，在世界范围的应用较少。韩国浦项公司曾发生过爆炸，造成巨大损失。12.1.3 MEROS工艺2007年7月奥钢联在奥地利林茨钢厂260m2烧结机上建成第一套商业化烟气脱硫装置，处理烟气量90万m3/h。该工艺采用消石灰作为吸收剂，平均脱硫效率大约50%，而采用小苏打脱硫效率可达90%。MEROS工艺主要由反应塔和布袋除尘器组成，增加活性炭吸附，具有脱除重金属、有机物、二恶英等多组分污染物的特点。吸收剂从反应塔顶部注入，同时采用双流喷嘴往反应塔内注水，使烟气温度降低到70左右，以提高脱硫效率。从布袋除尘器收集的脱硫副产物，循环返回到布袋入口，提高吸收剂的利用率。12.1.4 NID工艺2005年，ALSTOM公司的NID工艺在法国安赛乐米塔尔公司的索拉克厂一台烧结机上进行试验应用抽取一半烟气量进行脱硫处理。脱硫系统由三套并联的NID脱硫装置组成。主要由烟道反应器+消化混合器+布袋除尘器组成，其工艺特点为吸收剂、再循环物料和水在反应器内进行脱硫。NID工艺采用矩形烟道作为脱硫反应器，每个烟道反应器处理的烟气量有限，在处理大烟气量时，采用多个烟道反应器并联，对工况波动的适应性可能较差。索拉克厂烧结烟气脱硫装置的脱硫效率在60%左右。12.1.5旋转喷雾半干法脱硫工艺旋转喷雾脱硫工艺(SDA)是丹麦NERO公司开发的一种半干法烟气脱硫工艺。采用生石灰消化形成的消石灰浆液作为脱硫剂，利用旋转喷雾器把石灰浆液雾化成平均直径60微米的石灰浆液滴，从反应器顶部