燒結(jié)脫硫“瓶頸”何在?
伴隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展,我國(guó)燒結(jié)裝備產(chǎn)業(yè)得到前所未有的快速發(fā)展。然而,雖然我國(guó)在燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量、燒結(jié)機(jī)技術(shù)裝備等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但與實(shí)現(xiàn)世界鋼鐵強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)相比,仍存在一定差距,這是鋼鐵業(yè)面臨的一個(gè)重大課題。
在鋼鐵生產(chǎn)中,二氧化硫污染主要來(lái)自于鐵精礦中硫的化合物燃燒,燒結(jié)煙氣中二氧化硫排放濃度一般為400mg/Nm3~1000mg/Nm3。二氧化硫的直接排放不僅污染了環(huán)境,還給企業(yè)造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失,已經(jīng)日益受到鋼鐵行業(yè)的重視。據(jù)統(tǒng)計(jì),燒結(jié)工序排放的二氧化硫約占鋼鐵生產(chǎn)總排放量的60%以上。目前,我國(guó)燒結(jié)脫硫裝備建設(shè)的實(shí)例非常少,針對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫的專項(xiàng)技術(shù)還不太成熟。因此,國(guó)家已將燒結(jié)煙氣脫硫列入2020年鋼鐵行業(yè)科技發(fā)展指南的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)課題和科技發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)課題。
鋼鐵企業(yè)大力推進(jìn)燒結(jié)脫硫
近年來(lái),我國(guó)燒結(jié)機(jī)的技術(shù)裝備取得了很大發(fā)展,燒結(jié)機(jī)大型化趨勢(shì)明顯。進(jìn)入新世紀(jì),我國(guó)已經(jīng)能夠自主設(shè)計(jì)、制造具有國(guó)際先進(jìn)水平的300m2~500m2級(jí)大型燒結(jié)機(jī)。截至2007年年底,我國(guó)已投產(chǎn)的燒結(jié)機(jī)中300m2~495m2的有35臺(tái),平均單機(jī)面積為389m2。此外,還有大量大型燒結(jié)機(jī)正在建設(shè)中。在當(dāng)前燒結(jié)單機(jī)平均面積大幅度增加的情況下,加大燒結(jié)煙氣高水平脫硫?qū)m?xiàng)技術(shù)裝備的研究開(kāi)發(fā),盡快解決燒結(jié)機(jī)脫硫問(wèn)題,已成為鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要課題。
燒結(jié)工序是鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生二氧化硫的主要來(lái)源。因此,鋼鐵企業(yè)要將燒結(jié)脫硫工作提上重要議事日程。原國(guó)家環(huán)?偩忠呀(jīng)修訂《鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,其中將二氧化硫的排放控制作為重要的內(nèi)容,并要求鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)工序配備煙氣脫硫裝置。
今年上半年,寶鋼研究院完成燒結(jié)煙氣脫硫工程核心技術(shù)的工程設(shè)計(jì)。該技術(shù)將應(yīng)用于寶鋼分公司、不銹鋼分公司、梅鋼公司,標(biāo)志著這一擁有寶鋼自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科技成果向工程化應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步,“國(guó)字號(hào)”大型燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工程將在寶鋼誕生。
寶鋼不銹鋼分公司2號(hào)燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)占地500m2。該系統(tǒng)從燒結(jié)機(jī)原煙氣排出管道檢修入孔后的側(cè)壁上開(kāi)孔引氣,引出的燒結(jié)機(jī)煙氣在脫硫風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,經(jīng)煙道進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行脫硫試驗(yàn)。試驗(yàn)后的煙氣再通過(guò)煙道自上方送回原煙氣排出管道,與管道中的燒結(jié)機(jī)煙氣混合升溫后,一起經(jīng)煙囪排出。在脫硫塔的另一側(cè),布置有脫硫劑(石灰石粉)漿液制備和輸送設(shè)備、石膏漿液輸送和處理設(shè)備、緩沖罐、冷水池以及電控、配電室。通過(guò)建立試驗(yàn)裝置,根據(jù)不同燒結(jié)二氧化硫污染現(xiàn)狀有針對(duì)性地展開(kāi)研究,將為企業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟環(huán)?臻g,也有利于形成高效、低耗、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行穩(wěn)定的燒結(jié)煙氣脫硫先進(jìn)成套技術(shù)。
積極突破燒結(jié)脫硫的“瓶頸”
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,“十一五”期間,減排二氧化硫成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn),新的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》將要頒布,征求意見(jiàn)稿中對(duì)新建裝備要求排放濃度為二氧化硫≤100mg/m3,氮氧化物≤300mg/m3,PCDD(二惡英)≤0.5ng-TEQ/m3。按照我國(guó)目前的原燃料生產(chǎn)條件,即使全部采用進(jìn)口礦生產(chǎn)也不能夠達(dá)到上述要求,因此燒結(jié)工序的脫硫成為鋼鐵企業(yè)環(huán)境治理的首要任務(wù)。
目前,我國(guó)燒結(jié)脫硫的阻力依然較大,尚缺乏成熟的技術(shù),巨大的投資和高昂的運(yùn)行費(fèi)用,以及脫硫建設(shè)場(chǎng)地和脫硫副產(chǎn)物的利用問(wèn)題,造成大多數(shù)企業(yè)對(duì)燒結(jié)脫硫持觀望態(tài)度。開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)工藝、實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、降低投資和生產(chǎn)運(yùn)行成本以及合理利用副產(chǎn)品是推進(jìn)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)裝備應(yīng)用最迫切需要解決的問(wèn)題。同時(shí),我國(guó)球團(tuán)工藝脫硫目前還未被提上日程,這主要是因?yàn)槲覈?guó)燒結(jié)脫硫工藝尚未成熟,而球團(tuán)生產(chǎn)規(guī)模較小,二氧化硫排放量比燒結(jié)工序要低,故還未受到普遍重視。盡管也有極少數(shù)的球團(tuán)豎爐實(shí)施了煙氣脫硫,部分鋼廠的球團(tuán)生產(chǎn)線已經(jīng)在做可行性研究,但總的來(lái)說(shuō)并未形成氣候。
燒結(jié)煙氣量大且二氧化硫濃度低,脫硫設(shè)備投資大且運(yùn)行費(fèi)用高,副產(chǎn)物復(fù)雜,處理難度大,國(guó)內(nèi)可借鑒的同類(lèi)示范工程少,這些問(wèn)題阻礙了燒結(jié)脫硫的實(shí)施。初步估算,燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施投資占燒結(jié)機(jī)總投資的20%~30%。每個(gè)燒結(jié)脫硫項(xiàng)目的金額從5000萬(wàn)元到2億元不等,主要取決于燒結(jié)機(jī)的大小、現(xiàn)場(chǎng)條件和脫硫技術(shù)的選擇等。由于資金及技術(shù)等因素,多年來(lái)燒結(jié)煙氣脫硫雖已引起行業(yè)極大關(guān)注,但至今不能有效展開(kāi),收效甚微。巨大的投資、較高的運(yùn)行費(fèi)用和較大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),使鋼鐵企業(yè)燒結(jié)脫硫裹足不前。
此外,缺少建設(shè)場(chǎng)地,脫硫副產(chǎn)物難以利用也為燒結(jié)脫硫的開(kāi)展增加了難度。由于歷史的原因,我國(guó)很大一部分燒結(jié)機(jī)建成年代較早,設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)都沒(méi)有預(yù)留燒結(jié)脫硫項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地,造成現(xiàn)在即使想建脫硫裝置也無(wú)地可建的局面。石灰-石膏法脫硫工藝是目前燒結(jié)脫硫中最成熟的技術(shù),在日本應(yīng)用十分廣泛。日本缺乏天然石膏,因此,副產(chǎn)物脫硫石膏可以得到很好的利用。由于我國(guó)存在大量廉價(jià)天然石膏,脫硫石膏利用受阻,電廠脫硫石膏被直接拋棄,造成固體廢棄物的二次污染。因此,燒結(jié)煙氣脫硫采用石灰-石膏法存在場(chǎng)地不夠、副產(chǎn)物無(wú)法利用的問(wèn)題。
此外,政策支持力度不夠,企業(yè)脫硫的積極性有限。由于目前我國(guó)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用尚處于起步階段,相對(duì)于燃煤電廠煙氣脫硫,缺少可借鑒的成功技術(shù)范例,推廣難度較大。國(guó)家政策上缺乏對(duì)燒結(jié)脫硫的扶持,二氧化硫排污處罰力度不夠,企業(yè)寧愿受罰,也不愿意花大量投資去建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用昂貴又無(wú)直接經(jīng)濟(jì)效益的脫硫設(shè)施,從而影響我國(guó)燒結(jié)機(jī)技術(shù)裝備水平的進(jìn)一步提升,以及燒結(jié)脫硫的實(shí)施。
面對(duì)存在的問(wèn)題,業(yè)內(nèi)專家提出以下對(duì)策:
一是研發(fā)適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的燒結(jié)機(jī)脫硫技術(shù)和裝備。從國(guó)外燒結(jié)脫硫發(fā)展和我國(guó)電廠脫硫發(fā)展來(lái)看,其技術(shù)路線不完全適合我國(guó)燒結(jié)脫硫的實(shí)際情況。我國(guó)燒結(jié)脫硫應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn),對(duì)各種有成功業(yè)績(jī)的脫硫工藝進(jìn)行合理消化吸收,在此基礎(chǔ)上加快發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的技術(shù)和設(shè)備,降低投資和運(yùn)行費(fèi)用,并加緊研究開(kāi)發(fā)脫硫副產(chǎn)物利用技術(shù)。
二是建設(shè)示范工程,將成熟的技術(shù)和裝備在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)應(yīng)積極建設(shè)燒結(jié)脫硫示范工程,開(kāi)展技術(shù)交流與合作,并迅速將先進(jìn)技術(shù)推廣到其他企業(yè)。對(duì)一些重大項(xiàng)目,國(guó)家和地方政府應(yīng)給予資金補(bǔ)助和支持,減少企業(yè)獨(dú)立承擔(dān)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。從事鋼鐵企業(yè)燒結(jié)球團(tuán)裝備技術(shù)研發(fā)的單位更應(yīng)積極主動(dòng)承擔(dān)燒結(jié)脫硫設(shè)計(jì)和建設(shè)工作,在新建燒結(jié)機(jī)中盡量配套建設(shè)脫硫設(shè)施。
三是從制造和政策上進(jìn)行扶持。國(guó)家應(yīng)建立獎(jiǎng)懲機(jī)制,利用財(cái)政、稅收、價(jià)格、行政等手段給予脫硫企業(yè)一定優(yōu)惠,降低企業(yè)實(shí)際投資和運(yùn)行費(fèi)用,提高企業(yè)脫硫的積極性。同時(shí),征收二氧化硫的排污費(fèi)用,大大增加企業(yè)不脫硫的排污成本,并鼓勵(lì)發(fā)展脫硫石膏等脫硫副產(chǎn)物的綜合利用,使利用脫硫副產(chǎn)物的企業(yè)也能享受減免稅收等優(yōu)惠政策。
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