目前,环境保护已经成为我国国民经济建设发展的重要工作内容,也是我国的基本国策。由于当前我国用能结构仍以煤炭为主,在燃烧过程中就会产生大量的二氧化硫,这就造成了1/3的国土受到酸雨的污染。国家已经提出了要加强对烟气二氧化硫排放的治理,国家颁布了控制大气污染、减少二氧化硫排放的标准,对于电力和冶金等行业烟气脱硫的规定在设计工艺规范中已经成为强制性执行条款。目前,部分钢铁企业已经开始响应国家号召,积极开展烧结烟气脱硫的项目研究并上马了相关装备技术,柳钢、石钢、攀钢、福建三钢等企业的烧结厂已经配套建设了脱硫装备,其他一些钢铁企业也制订了技术改造方案,正在加快完善烟气脱硫装备技术。
目前,烟气脱硫技术共有20多种,并进入成熟发展阶段。但是,我国钢铁企业推广烧结烟气脱硫的进程还相对缓慢,主要是受经济性不高、设备使用寿命低(不耐腐蚀)、生产安全可靠性不高和脱硫效率较低等问题的制约。其具体表现在:脱硫后产品的经济性不高,应用范围不广,易造成二次污染;设备使用寿命和生产安全等方面受到腐蚀的影响,一些企业使用了耐腐蚀的不锈钢设备,但半年以后仍然会腐蚀,出现生产安全隐患。所以,解决以上问题是钢铁企业进一步推广烧结脱硫装备技术、提高烧结脱硫装备水平的重点。
重点一:提高脱硫产品的经济性
目前,大多数钢铁企业采用石膏法进行烟气脱硫,即二氧化硫与氧化钙反应,生成硫酸钙(即石膏)。但烧结烟气中含有的粉尘多,且难以脱除干净。采用这种方法生产出来的石膏不够白,是灰色的。而建筑行业不愿意使用灰石膏,不得不将其落地存放,造成了对环境的二次污染。一些企业为了解决此问题,将灰色石膏添加到水泥中去,但是用量有限,因为,这种办法不仅会影响水泥的标号,使水泥质量受影响,而且经济性也不高。
有焦化厂的联合钢铁企业,使用氨气、氨水脱除烧结烟气中的二氧化硫,其产品为硫酸铵,是化肥的主要材料。柳钢烧结厂就是采用了这种脱硫工艺进行,经济性得到了提高,生产工艺技术也比较成熟,但设备仍存在腐蚀问题。
现在已开发成功的一种烟气脱硫工艺是使用冶金炉渣进行脱硫,其产品为酸性物质,可成为改良盐碱土地的土壤改良剂。该项技术于2003年被认定为国家重点环境保护实用技术(B类)。用该工艺生产出来的土壤改良剂已应用到宁波和沧州等地区,取得了良好的效果。
重点二:加快脱硫设备的防腐技术研究
钢铁材料的防腐技术已有许多先进、成熟、实用的方法,如简单地涂镀在钢材表面的油漆和镀锌,以及表面热处理等。含铜的耐大气腐蚀钢和不锈钢等产品,具有较强的抗腐蚀性能,但是若在一些特殊条件下,如高温、强酸和长时间运行等,钢材在防腐性能、可靠性、寿命等方面还存在弱点和不足。为此,钢铁企业还在寻找更好的抗腐蚀材料,并希望其兼具良好的经济性,能满足不同条件下,甚至是恶劣条件下设备正常工作且使用周期长的要求。现在,一种特殊的耐高温、耐酸腐蚀的高分子工程塑料已经被开发出来,若使用专用设备,设计出符合要求的模板,就可以生产出满足工业要求的工程塑料部件和管道,也可以实现整体设备一次成型。目前,开发出来的脱硫用工程塑料使用的温度可达150℃左右,寿命在20年以上,该设备已在有色、电力等行业应用了30多套。
重点三:不断优化工艺 提高脱硫效率
大多数烟气脱硫工艺是采用湿法、逆向反应,即采用由设备顶部喷淋氧化钙、碳化钙等吸收二氧化硫物质的水雾,气体从顶部排出。一些钢铁企业采用的是干法烟气脱硫技术,即用活性炭吸附二氧化硫,也可以采用干燥的脱硫粉剂从设备顶部喷洒而下,中间设置一些搅拌装置促进粉剂均匀分布,加强其与二氧化硫的接触,提高脱硫效率。采用这种工艺时,烟气也是从下部引入,从上部排出。
DS低浓度二氧化硫烟气治理工业设备是烟气和粉浆(也可以是炉渣浆)从设备顶部同时进入,被称为多项反应器。该设备可实现气体、液体、固体三相同时反应,大大提高了脱硫效率。其吸收二氧化硫后的料浆经中和、液固分离后,其液体可返回再去调配料浆,而无需外排溶液,且用炉渣脱硫的固体物质成为土壤改良剂,经济性也得到提升。目前,有色金属冶炼厂已经采用该设备进行脱硫,脱硫效率为98.90%。