烧结球团行业脱硫现状及减排对策研究

学术论文 2016-07-19 11:02:40
  0 引言 
  2015年底,我国烧结矿产量已超过7亿吨,球团矿产量超过2亿吨。钢铁制造业的二氧化硫排放量超过95万吨,比2014年高出2.4%。随着节能减排理念的提出,钢铁行业积极响应国家号召,控制污染物排放,但是效果不太理想,导致现金的钢铁行业面临着较大减排压力。结合钢铁生产流程可知,其中的工业二氧化硫主要来源于烧结球团工序,现阶段的重点工作是要解决烧结球团脱硫问题,制定科学的减排对策。 
  1 烧结球团行业发展概况 
  随着新世纪的到来,重工业发展迅速,生铁产量逐年升高,烧结矿和球团矿的产量也在迅猛增长。由于数据统计口径的原因,大中型企业的数据统计十分完善,但是设备落后的烧结矿和球团矿产量未能全部统计。在国家政策逐渐完善的同时,高炉逐渐向大型化发展,烧结球团工艺水平提高,截止2015年底,国内重点企业有球团设备生产能力超过12000万吨,竖炉超过220座,生产能力超过5000万吨,带式焙烧机的生产能力超过500万吨。近年来回转窑球团工艺发展十分迅速,成为球团生产的主力军[1]。 
  产品产量逐渐升高的同时,二氧化硫的排放量逐渐升高,烧结过程中的硫化物逐渐增多,主要来源于铁矿石。针对钢铁行业而言,排放的二氧化硫主要来源于烧结球团工序,2008-2015年期间,国内烧结矿和球团矿产量逐渐增长,排放的二氧化硫逐渐增加,带来了严重的环境问题。近年来,随着国家环境政策的逐渐完善,钢铁生产行业在二氧化硫减排方面做出了大量的工作,例如应用低硫煤技术或者在燃煤锅炉中加装脱硫装备。由于烧结球团工序脱硫技术在国内的发展较为缓慢,从整体上看,二氧化硫的排放量仍然处于上升趋势,在钢铁行业中二氧化硫排放量的比重越来越大。 
  2 烧结脱硫面临的主要问题 
  2.1 投资较高,技术风险较大 
  随着科学技术的发展,国内燃煤电厂烟气脱硫技术应用越来越广泛,脱硫设备逐渐推广,技术应用逐渐完善。长期的烧结烟气脱硫引起行业的广泛关注,但是目前仍然不能开展有效的工作,治理效果不是很好。科学的技术的发展和市场的成熟,烧结烟气脱硫可以借鉴丰富的经验,但是由于烧结烟气脱硫存在特殊性,不能完全套用已有的技术和经验,这是目前烧结烟气脱硫工艺出现滞后的重要原因。目前,烧结烟气量较大,二氧化硫的浓度较低,脱硫设备成本较高,设备在运行和管理过程中也涉及到较高的费用,同时也会产生复杂的副产物,处理难度较大,国内可供借鉴的类似工程较少。经过初步估算后发现,烧结烟气脱硫设备投资为烧结工艺总投资的20%~30%,投资成本、运行管理成本、技术风险等导致烧结脱硫工艺发展缓慢。 
  2.2 建设场地较少,无法合理利用脱硫副产物 
  由于历史遗留问题,较早投入应用的烧结机在设计和应用过程中存在较大的问题,也没有预留烧结脱硫空间,导致现阶段无法安装脱硫装置。现阶段应用石灰石-石青法脱硫过程中,可以获得良好的脱硫效益,但是很多地区脱硫石膏利用受阻,固体废弃物将会引发二次污染。如果在烧结烟气脱硫工艺中应用石灰-石膏法,也必然面临着场地不足的问题[2]。 
  2.3 政策不够完善,企业积极性不足 
  目前国内的烟气脱硫技术处于发展阶段,与燃煤电厂脱硫工艺相比,缺乏一定的技术经验,技术很难获得推广应用。另外,国家政策和地方政策对烧结脱硫工艺的扶持还不够深入,对二氧化硫排放的处罚力度不足,企业缺乏环境保护的积极性,宁愿受罚也不愿投资脱硫设备。 
  3 烧结二氧化硫减排对策 
  3.1 从源头上控制二氧化硫的产生 
  二氧化硫减排过程中,需要合理利用国产矿和进口矿,如果企业具备较强的经济实力,可以在矿物中添加一定比例的进口低硫矿。 
  如果生产过程中以国产矿为主,可以积极开发科学的选矿技术,降低国产成品矿中的含硫量。烧结生产过程中借助先进且成熟的技术,例如厚料层烧结、小球团烧结等,以避免固体燃料消耗加大,可以在生产过程中应用含硫量低的焦粉和无烟煤。 
  3.2 控制投资成本 
  烧结烟气中二氧化硫的产生有明显的特点,烧结机中不同风箱烟气的二氧化硫浓度也不同,料层接近烧透点位置风箱中二氧化硫的浓度最高。不论应用何种脱硫方法,都必须先应用选择性脱硫工艺,将中间段二氧化硫的浓度汇集到脱硫烟道中,保证实际脱硫的烟气量占全部烟气量的50%左右,可以降低脱硫设备的投资成本和运行管理费用。 
  3.3 以国情为基础,开发适应性脱硫技术 
  结合国外烧结脱硫技术的发展和国内电厂的发展现状,国外的技术不一定适合我国烧结脱硫。我国的烧结脱硫有自身的特点,对不同的脱硫工艺都必须合理消化吸收,在此基础上加快设备开发和技术应用,降低设备的投资成本和管理成本,进一步研究脱硫副产物的应用技术[3]。 
  3.4 加快淘汰落后设备 
  《产业结构调整指导目录》中明确规定,需要淘汰30m2以下的烧结机,控制18Om2以下烧结机,我国很多小型落后的烧结机建设时间较长,没有充分考虑脱硫场地的预留问题,设备逐渐拉花,环境保护工作无法正常开展。因此在淘汰落后烧结设备的过程中,需要引用新的烧结设备,预留脱硫空间。 
  3.5 建设示范工程 
  在脱硫过程中,可以先建设一定规模的示范工程,待技术完善后逐渐向其他企业推广。针对重大项目的建设,国家和地方政府应给予足够的关怀和支持,尽量降低企业发展过程中的风险。另外,从事钢铁烧结球团工程设计部门应积极参与脱硫设计工作,保证设备与工艺匹配。 
  4 结束语 
  二氧化硫的减排是建设环境友好型社会的核心工程,在政府和企业的共同努力下,不同行业互相团结,遵守法律法规,切实解决烧结脱硫问题,完整减排重任,促进钢铁工业的可持续发展。 
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[责任编辑:花间一壶酒]