PDF《钢铁 厂烧结烟气 脱硫技术的研 究进展》

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3 Ma v .

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0 8 冶金能源ENERGY FOR METAL LURGI CAL I NDUS TRY

5 5 钢铁 厂烧结烟气脱硫技术 的研究进展 彭 园园 宋健 斐 魏耀 东 时铭显 ( 中国石油大学 ( 北京 )重质油国家重点实验室) 朱廷钰 ( 中国科学院过程工程研究所 ) 摘要钢铁企业 是造成大气污染较 为严 重的工业 企业类型之 一 ,其 中烧结 工序 是主要 的污 染源.综述 了钢铁 企业 二氧 化硫污染 现状及 主要 控制技 术 ,结合钢 铁企业 烧结 烟气 的特点 , 介绍了目前几种烧结烟气脱硫技术,主要介绍了双循环流化床烧结烟气脱硫技术,同时分析 了这些烧 结烟气脱硫技 术的特点和发展趋势 . 关键词 二氧化硫 烧结烟气 双循环流化床烟气脱硫 Re s e a r c h p r o g r e s s o f s i n t e r i n g f lue g a s de s u l p hu r i z a t i o n i n i r o n a n d s t e e l i n du s t r y P e n g Yu a n y u a n S o n g J i a n f e i We i Ya o d o n g S h i Mi n g x i a n ( C h i n a U n i v e r s i t y o f P e n ~ l e u m) Zh u Ti n g y u ( I n s t i t u t e o f P r o c e s s E n g i n e e r i n g ,C h i n e s e A c a d e m y o f C h i n e s e ) A b s t r a c t S i n t e r i n g p l a J

1 t i s t h e m a j o r p o l l u t i o n S O U I '

C e o f i r o n a n d s t e e l i n d u s t r y w h i c h b e l o n g s t o a k i n d o f e n t e r p r i s e s l e a d i n g s e r i o u s c o n t a mi n a t i o n . T h e s i t u a t i o n o f p o l l u t i o n a n d c o n t r o l t e c h n o l o g y i n S O2 d is c h a r g e a t i r o n a n d s t e el i n d u s t r y i s d e s c r i b e d i n t h i s a r t i c l e . C o mb i n e d w i t h t he c h a r a c t e r i s t i c s o f s i n t e r i n g f l u e g a s o f i r o n a n d s t e e l i n d u s t r y ,s e v e r a l k in d s o f s i n t e r i n g f l u e g a s d e s u l p h u r i z a f i o n t e c h ― n i q u e a r e i n t r o d u c e d ,a nd t he d o u b l e c i r c u l a t i o n f l u i d i z e d b e d f l u e g a s d e s u l p h u r i z a t i o n( D C F B― F G D)t e c h n o l o g y i s m o s t l y i n t r o d u c e d .A t t h e s a m e t i me , a n a l y s i s t h e f e a t u r e a n d d e v e l o p m e n t t r e n d o f t he s e t e c h n o l o g i e s . Ke y wo r d s S O2 s i n t e r i n g f l u e g a s DCF B ―F G D

1 引言 钢铁行业是材料与能源高度密集 型的行业 , 既是原料 消耗大户 ,又是能耗大户 、污染大户 , 近一半以上的物料投入最终 以废气 、固体废弃物 或副产品的形式产 出.2

0 0 4年钢铁工业二 氧化 基金项 目: 国家高 技术研 究 发展 计划 (

8 6 3项目, G r am N o .

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0 7 A A

0 6

1 7

0 0 ) 收稿 日期 :

2 0

0 7―1

1 ―2

8 彭园园 (

1 9

8 3一),硕士生 ;

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4 9 北京市 昌平 区. 硫(sO2)排放 量为

1 1

3 . 4万t,占全 国sO排放量的

6 .

5 % ,仅次于火 电行业 和建材业 ,居第 3位u .从钢铁生产的工艺流程分析,钢铁生 产过程产生的 S O 主要来源于烧结工序 .烧结工 序外排 S O

2 所 占比例在

6 5 % 一9

3 %之间 】 ,并 且所 占比例呈逐年增加的趋势.控制烧结机生产 过程中 S O : 的排放 ,是钢铁企业 S O 污染控制的 重点 ,是钢铁企业保持可持续发展的关键环节之 一.Berry等就21世纪钢铁工业 五大 趋势 指出,除非钢铁行业能够确保环境不受污染与行业 维普资讯 http://www.cqvip.com 冶金能源ENE RG Y F O R ME T AL L U RG I C AL I NDUs T RY Vo L

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08 的可持续发展密切结合 ,否则社会将限制钢铁工 业 的存在.国外 已投巨资对烧结烟气进行治理 , 甚至关闭了烧结厂.由于前些年我国对烧结烟气 长期执行较低 的环境标准,烧结烟气脱硫技术在 国内没有得到推广和应用,烧结烟气 S O 排放基 本上处于无治理的排放状况 ,相关工艺开发和技 术积累都远远不足.因此,目前的主要任务就是 借鉴国外的先进经验 ,开发适应我国国情的烧结 烟气脱硫技术 . 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.其主要 特 点是 】 :排 放量 大,l t烧 结矿 大约 产生4000~6

0 0

0 m 烟气 ;

含尘浓度高 ,烟尘 主要 以 铁及其化合物为主 ,还含有硅、钙等铁矿伴生成 分 ;

温度较高 ,一般在 l

5 0 ℃左右 ;

含湿量大 , 水分含量在

1 0 % ( 体积 比)左右 ;

含有腐蚀性 气体 ,如H2 S 、N O x 、S O x ;

含SO2浓度低 ,浓 度变化很大 ,一般在

1 0

0 0~

3 0

0 0 m g / m .

2 烧结 烟气 S O 控 制方 法 国外烧结烟气 S O 减排和控制措施主要有低 硫原料配入法、高烟囱稀释法和尾部烧结烟气脱 硫法三种.

2 .

1 低硫原料配入法 烧结烟气中的 S O 是由烧结原料中的硫在高 温烧结过程 中与空气中的氧化合生成的.因此, 在确定烧结原料方案时,按规定的 s O 允许排放 量配比燃料 ,实现从源头上控制烧结烟气中 S O 的排放量.但此法使原料的来源受到限制,烧结 矿的成本也随着低硫原料价格的上涨而增加.就 目前国内能源材料紧缺的状况来看 ,此法难以全 面推广应用.

2 .

2 高烟 囱稀释法 一 般情况下 ,烧结排放烟气的主抽烟囱高度 在80~

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0 m之间 ,为使 s O 着地时的浓度满足 环境标准要求 ,常采用高烟囱稀释排放法.此法 在世界各国的冶金、火电等企业广泛使用.如日本有

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0 m的高烟 囱,英 国有

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0 m 的烟 囱,美 国的烟囱高达

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0 m.由于此法经济 、简单易行 , 因此被西欧各国的烧结厂 ,特别是未制定排放总 量限制国家的烧结厂所普遍采用 .高烟囱稀释法 虽能暂时解决区域环境 s O 污染,但随之会带来 酸雨、腐蚀等问题.目前我国实行对大气污染物 排放浓度和排放总量的双重限制 ,因此,高烟囱 稀释法亦不符合我国的实际要求 .

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3 烟气脱硫法 尾部烧结烟气脱硫法是各国专家普遍认为唯 一 能实现的、有效的解决 烧结烟气脱 硫的方法. 烟气脱硫方法按工艺特点分为湿法、半干法和干 法三种 】 ,按脱硫产物 是否 回收分 为抛弃法 和 回收法 】 . 目前世界上研 发 的烟气脱 硫技术有

2 0 0多种,进入大规模商业应用的只有

1 0 余种 , 我国也先后引进了不同的烟气脱硫技术用于火电 厂 ,但用于烧结烟气脱硫的技术却进展缓慢 .因此,如何根据我国钢铁业 的实际情况 ,开发适应 中国国情的烧结 烟气脱硫主流工艺成 为当务之 急.3烧结烟气脱硫技术

3 .

1 烧结烟气脱硫技术现状 烧结烟气脱硫技术的研究 ,日本居于世界领 先地位 ,按照严格 的环境保 护标准 ,在 上世纪

7 0年代建设 的大型烧结厂,采用 了烧结烟气脱 硫法 ,脱硫方式为湿式吸收法 .进入

2 0世纪

8 0 年代以后 ,考虑到资源的综合利用 ,烧结烟气脱 硫技术均........