1、鋼鐵行業(yè)脫硫除塵工藝及實(shí)際運(yùn)行線狀分布隨著“十二五”規(guī)劃近尾聲，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)與球團(tuán)工序（目前鋼鐵行業(yè)SO2、NOx粉塵等大氣污染物的主要來(lái)源，即燒結(jié)、球體工序中焦炭和多樣品礦樣的燃燒）脫硫除塵工作已初步完成，但面對(duì)首輪已建成脫硫項(xiàng)目的不合理設(shè)計(jì)、處理效果不佳，以及即將實(shí)施的新時(shí)期更為嚴(yán)苛的大氣無(wú)污染物排放限值等綜合因素的分析，認(rèn)為對(duì)于現(xiàn)有工藝的樹(shù)立以及實(shí)際配套脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀分析將變得極為重要，為鋼鐵企業(yè)適應(yīng)新時(shí)期的SO2、NOx、粉塵等排放限值要求及下一步的脫硫改造工作提供切實(shí)的參考依據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，雖然國(guó)家已對(duì)過(guò)剩產(chǎn)能提出限制、消減要求，但2013年鋼鐵產(chǎn)量首次突破10億噸的現(xiàn)狀揭示，目前鋼

2、鐵產(chǎn)業(yè)的嚴(yán)重過(guò)剩產(chǎn)能，對(duì)大氣的污染仍在加劇。在“十二五”時(shí)期鋼鐵污染治理引起國(guó)家相關(guān)部委的高度關(guān)注，鋼鐵行業(yè)脫硫在整個(gè)脫硫市場(chǎng)中占有率大幅提升。目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)、球體煙氣的脫硫工藝百花齊放，但考慮到鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)、球體工序的特殊煙氣特點(diǎn)與鋼鐵行業(yè)利潤(rùn)恢復(fù)緩慢的大環(huán)境影響，針對(duì)各企業(yè)不同工況條件，為其提出合適的SO2脫除工藝和除塵工藝變顯得尤為重要，為使鋼企業(yè)污染物排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)最大限度的為企業(yè)節(jié)約環(huán)保項(xiàng)目投資與運(yùn)行費(fèi)用將成為“十三五”期間新建及脫硫項(xiàng)目改造過(guò)程中幫助企業(yè)協(xié)同發(fā)展的重要工作。一、鋼鐵行業(yè)脫硫除塵工藝（一）鋼鐵行業(yè)脫硫工藝1.濕法脫硫工藝目前應(yīng)用較多的濕法脫硫工藝是

3、石灰石（石灰）石膏法、氨硫胺法、海水脫硫法等，其中石灰石石膏法脫硫工藝也是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)，濕法脫硫適于中高（SO2濃度小于每立方米2000毫克）工況的脫硫需要。2.半干法脫硫工藝半干法脫硫工藝占地面積小、無(wú)廢水所產(chǎn)生，適用于中低硫（SO2濃度不大于每立方米2000毫克）工況，目前應(yīng)用較多的半干法脫硫工藝有循環(huán)流化床法、密相干塔法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（SDA）等。3.干法脫硫工藝干法脫硫工藝主要指活性焦（炭）吸附法，在脫硫的同時(shí)實(shí)現(xiàn)NOx、二噁英、重金屬等聯(lián)合脫除。繼太鋼第一次引入該技術(shù)以來(lái)，目前國(guó)內(nèi)外的多家鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫中也得到應(yīng)用。（二）鋼鐵行業(yè)除塵工藝1.布袋除塵工

4、藝布袋除塵技術(shù)適用于鋼鐵各工序及燒結(jié)、球團(tuán)機(jī)頭煙氣半干法脫硫后尾氣的除塵治理。布袋除塵技術(shù)的除塵效率高達(dá)99.80%99.99%，顆粒物排放濃度可控制在每立方米30毫克以下，為了來(lái)將通過(guò)更換PPS及PTFE覆膜濾袋材質(zhì)來(lái)進(jìn)一步嗎，滿足國(guó)家對(duì)于粉塵甚至超細(xì)顆粒物PM2.5的排放限值。2.靜電除塵工藝靜電除塵技術(shù)適合風(fēng)量大、煙溫高的工況條件，主要用于燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、球團(tuán)煙氣除塵。靜電除塵技術(shù)的理論除塵效率為99.50%99.97%，顆粒物排放濃度可控制在每立方米50毫克左右，消耗主要為電能。但實(shí)際運(yùn)行中靜電除塵器已無(wú)法達(dá)到國(guó)家環(huán)保部門(mén)對(duì)于粉塵排放的嚴(yán)格要求，改造為布袋除塵或電袋除塵工藝已成為大趨勢(shì)。二

5、、鋼鐵行業(yè)脫硫?qū)嶋H運(yùn)行情況經(jīng)調(diào)研分析表明，鋼鐵行業(yè)在“十二五”期間繼續(xù)對(duì)環(huán)保工作加大治理力度，按照環(huán)境保護(hù)部污染物排放總量核算結(jié)果，我國(guó)已建成的約550臺(tái)套燒結(jié)脫硫設(shè)施共實(shí)現(xiàn)二氧化硫減排量約60萬(wàn)噸，實(shí)施脫硫的燒結(jié)機(jī)面積9.4萬(wàn)平方米，較“十一五”期間有明顯提升。雖然燒結(jié)二氧化硫減排工作取得一定效果，但實(shí)際上還存在一定比例的脫硫裝置不能保持脫硫效率和同步運(yùn)行率穩(wěn)定在80%以上，為今后的進(jìn)一步改善脫硫達(dá)標(biāo)項(xiàng)目提出了現(xiàn)實(shí)需求，與此同時(shí)，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行實(shí)踐，多種主流鋼鐵行業(yè)脫硫工藝已初步形成。表1、表2分別列舉了國(guó)內(nèi)具有代表性的燒結(jié)煙氣脫硫工藝概況及處理規(guī)模。表1國(guó)內(nèi)主要燒結(jié)煙氣脫硫項(xiàng)目總匯工藝吸收

6、劑入口濃度/mgm-3出口濃度/mgm-3脫硫效率/%煙氣量/萬(wàn)立方米h-1投資/萬(wàn)元應(yīng)用業(yè)績(jī)?cè)O(shè)備規(guī)模/m2石灰石-石膏法石灰石15007095705800梅鋼180循環(huán)流化床法CaO干粉500040092533000三鋼180氨-硫胺濕法高純氨水8102597919500柳鋼265+100SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法CaO干粉1200200831027000泰鋼180氧化鎂濕法Mg(OH)2溶液1000809240-韶鋼105雙堿法鈉鈣堿8121897720-廣鋼35密相干塔法熟石灰粉120010091111-唐鋼360活性炭吸附法活性炭639329514433000太鋼450ENS法Ca(OH)247

7、39081196-包鋼180離子液法有機(jī)氨36004598559570攀鋼173有機(jī)氨法有機(jī)氨130010092429893萊鋼265NID法CaO干粉150010093505600武鋼360MEROS法Ca(OH)21050100905212600馬鋼300表2燒結(jié)機(jī)脫硫設(shè)施近年投運(yùn)情況概覽設(shè)備規(guī)格“十五”2014年數(shù)量/臺(tái)面積/m2濕法數(shù)量/臺(tái)半干法數(shù)量/臺(tái)干法數(shù)量/臺(tái)180m279235415423290180m21662284.814917-90m2975217907-合計(jì)34249042.8293472據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全國(guó)共有燒結(jié)機(jī)1186臺(tái)，總面積130351.9平方米。其中90平方米

8、以下燒結(jié)機(jī)587臺(tái)，總面積26042.1平方米；90180平方米燒結(jié)機(jī)422臺(tái)，總面積51867.8平方米；180平方米以上燒結(jié)機(jī)176臺(tái)，總面積52382平方米。鋼鐵燒結(jié)脫硫設(shè)施342臺(tái)，總面積49042.8平方米，所占比例為37.6%。其中90 平方米以下燒結(jié)機(jī)脫硫比例20%，90180平方米燒結(jié)機(jī)脫硫比例39.1%，180平方米以上燒結(jié)機(jī)脫硫比例44.9%。這主要源于近年我國(guó)新建和改造的燒結(jié)設(shè)備均向著節(jié)能大型標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，其中中型燒結(jié)機(jī)數(shù)量的增加使其成為鋼鐵行業(yè)主要的脫硫?qū)ο?。在眾多的脫硫工藝?dāng)中，鋼鐵行業(yè)應(yīng)用的脫硫技術(shù)種類繁多，各種燒結(jié)脫硫工藝的市場(chǎng)占有情況統(tǒng)計(jì)（按燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能計(jì)算）

9、如圖1所示：圖1 各種燒結(jié)脫硫工藝的市場(chǎng)占有比重有圖1可清楚的觀察到，在目前已投運(yùn)的脫硫工藝中，以最為成熟穩(wěn)定、基建投資較少的石灰石石膏法脫硫工藝市場(chǎng)占有率最高，循環(huán)流化床、氨硫胺法市場(chǎng)占有率差別不大。除以上主流工藝外，其他工藝如密相干塔法、氧化鎂法和雙堿法等也逐步占據(jù)了一定的市場(chǎng)規(guī)模，未來(lái)是否能夠與主流工藝形成競(jìng)爭(zhēng)，還需觀望這些工藝能否充分顯示其在燒結(jié)煙氣實(shí)用性上的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)幾家重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)主要應(yīng)用燒結(jié)脫硫技術(shù)投運(yùn)面積、工程投資及噸燒結(jié)礦成本見(jiàn)表3.自“十五”規(guī)劃鋼鐵行業(yè)脫硫項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái)，燒結(jié)脫硫帶來(lái)的市場(chǎng)總投資額約為145億元，僅“十二五”前幾年燒結(jié)脫硫市場(chǎng)總投資額就高達(dá)80億元。從現(xiàn)有燒

10、結(jié)脫硫技術(shù)投資狀況來(lái)看，憑借脫硫效率高、系統(tǒng)運(yùn)行可靠、減排目標(biāo)易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢(shì)，濕法脫硫仍占主導(dǎo)地位，這也表明目前業(yè)主仍依賴于該項(xiàng)成熟技術(shù)，但少數(shù)脫硫公司為打價(jià)格戰(zhàn)，提高中標(biāo)幾率，在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)吸收塔的尺寸與鋼結(jié)構(gòu)予以縮減，致使塔內(nèi)煙氣流速過(guò)大，系統(tǒng)負(fù)荷加劇，除霧器壽命縮短，煙氣攜帶漿液由煙囪外排，造成“石膏雨”現(xiàn)象，由此所帶來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用和繳納排污費(fèi)的高昂開(kāi)銷(xiāo)進(jìn)一步拉高了鋼鐵生產(chǎn)成本，無(wú)論面對(duì)國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)，還是對(duì)于企業(yè)自身的轉(zhuǎn)型升級(jí)結(jié)構(gòu)調(diào)整，都會(huì)產(chǎn)生不利的影響，減緩了鋼鐵企業(yè)走出寒冬實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)的步伐。因此在接下來(lái)的脫硫系統(tǒng)整改環(huán)節(jié)要嚴(yán)把施工單位資質(zhì)，并加大對(duì)此種擾亂脫硫市場(chǎng)，損害

11、企業(yè)利益的行為的懲處力度。而其他干法、半干法工藝除活性炭法和MEROS法外，單位燒結(jié)面積的投資基本都能控制在業(yè)主的承受范圍內(nèi)，不過(guò)也存在運(yùn)行成本偏高的現(xiàn)象，分析認(rèn)為主要是個(gè)別項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過(guò)程中不合理后期頻繁改造以及運(yùn)營(yíng)人員未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)違規(guī)操作所致。此外，由于燒結(jié)煙氣中含有的重金屬、二噁英、HCI和HF等酸性物質(zhì)，還將導(dǎo)致脫硫石膏、硫胺、脫硫渣等副產(chǎn)物中存在一定量的危廢物，存在二次污染的隱患，資源化利用難度較大，因此鋼鐵行業(yè)脫硫廢水和副產(chǎn)品的處理問(wèn)題，在將來(lái)日益健全的環(huán)保法規(guī)大背景下將面臨巨大挑戰(zhàn)。表3 全國(guó)幾家重點(diǎn)鋼企業(yè)各脫硫技術(shù)投運(yùn)面積、工程投資及噸礦成本脫硫技術(shù)投運(yùn)面積/m2噸礦成本/元工程

12、投資/萬(wàn)元石灰石石膏法360+2360+3605.21+7.81+4.314959+8500+6000循環(huán)流化床400+25508.70+5.263826+23000氨硫胺法3607.3212700SDA旋轉(zhuǎn)噴霧360+435+21805.50+8.30+5.546700+5690+7000氧化鎂法1802.882500密相干塔法2108.915072活性炭法45017.0033000雖然截至目前，對(duì)于鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的脫硝工作還未全面啟動(dòng)，但隨著國(guó)家對(duì)氮氧化物更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)出合，鋼鐵行業(yè)脫硝必然面臨著調(diào)整工藝、推陳出新的一個(gè)歷史任務(wù)，預(yù)計(jì)未來(lái)鋼鐵行業(yè)選擇燒結(jié)煙氣凈化技術(shù)時(shí)考慮的將會(huì)是同時(shí)

13、脫硫脫硝一體化技術(shù)，目前只有活性炭法可兼具幾種污染物協(xié)同脫除能力。半干法脫硫+噴活性炭+袋式除塵器+GGH換熱后串聯(lián)一個(gè)傳統(tǒng)WO3-V2O5/TiO2基SCR脫硝工藝或?qū)⑻幱谥性噷用娴牡蜏豐CR脫硝技術(shù)的工業(yè)化落地，僵尸一種較為普遍的協(xié)同脫除思路。三、鋼鐵行業(yè)脫硫脫硝除塵未來(lái)工作分析隨著火電行業(yè)脫硫脫硝指標(biāo)向著近乎“零排放”的終點(diǎn)慢慢迫近，目前非電行業(yè)脫硫脫硝除塵的市場(chǎng)規(guī)模正在逐年擴(kuò)大，據(jù)統(tǒng)計(jì)截至目前，僅鋼鐵和水泥行業(yè)脫硫脫硝除塵市場(chǎng)的投資總額便超過(guò)150億元，且這些項(xiàng)目的啟動(dòng)均源自“十一五”規(guī)劃后期，無(wú)論是在“十二五”規(guī)劃的收官年，還是“十三五”規(guī)劃的整個(gè)時(shí)期都處于環(huán)保減排的前沿，為實(shí)現(xiàn)河北

14、省，乃至京津冀一體化減排任務(wù)的根本要求而不斷創(chuàng)新。伴隨著鋼鐵燒結(jié)、球體工藝的脫硫技術(shù)已日趨成熟，近些年來(lái)脫硫公司一擁而上的局面也隨著鋼企環(huán)保管理人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富而趨于緩和，濕法中雖仍以石灰（石）石膏法為主要脫硫技術(shù)，但氨硫胺法、循環(huán)流化床、SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法、海水脫硫法等高效的脫硫技術(shù)也日益占據(jù)了一定的市場(chǎng)空間，尤其是海水脫硫法在一些沿海地區(qū)的鋼鐵企業(yè)得到了初步應(yīng)用，例如曹妃甸地區(qū)的首鋼京唐公司已建成海水脫硫項(xiàng)目；半干法、干法等脫硫工藝雖然基建投資相比濕法有所增加，但干態(tài)的脫硫過(guò)程與副產(chǎn)物狀態(tài)，使得在反應(yīng)塔和脫硫設(shè)備防腐環(huán)節(jié)大大節(jié)約了投資，且脫硫設(shè)備的使用壽命也會(huì)有所延長(zhǎng)，若能通過(guò)科研進(jìn)一步找

15、到半干法脫硫副產(chǎn)物的有效利用，將會(huì)極大地獲得鋼企業(yè)主方的關(guān)注，有利于半干法脫硫項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，企業(yè)需結(jié)合自身工況因地制宜選擇合適脫硫技術(shù)。在未來(lái)“十三五”期間的鋼企脫硫項(xiàng)目當(dāng)中，除新建燒結(jié)、球團(tuán)脫硫項(xiàng)目的增加，一些老舊脫硫設(shè)施的改造也將占據(jù)較大市場(chǎng)比重，這主要是源于鋼企啟動(dòng)初期，很多企業(yè)對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)尚不了解，認(rèn)為其原理、工藝、設(shè)計(jì)和維護(hù)較為簡(jiǎn)單，可照搬火電廠的成熟脫硫工藝，忽略了燒結(jié)煙氣自身的特殊性，忽視了承建單位的設(shè)計(jì)施工能力，僅通過(guò)價(jià)格篩選，使低報(bào)價(jià)的脫硫公司或者其他領(lǐng)域有過(guò)合作的小型環(huán)保公司承接脫硫工程項(xiàng)目，導(dǎo)致恨到一批建成的脫硫工程存在設(shè)計(jì)不合理、質(zhì)量差，無(wú)法連續(xù)運(yùn)行需要等問(wèn)題

16、，據(jù)了解，已投運(yùn)的鋼鐵脫硫設(shè)施無(wú)法維持正常運(yùn)行率的案例較多；另有一些鋼鐵企業(yè)則認(rèn)為燒結(jié)煙氣和燃煤電廠的煙氣特點(diǎn)存在較大差異，因此主觀上排斥在燃煤電廠煙氣脫硫領(lǐng)域有大量成功經(jīng)驗(yàn)的承建單位，而剛剛吸收引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)脫硫技術(shù)的新興脫硫公司由于缺乏實(shí)際燒結(jié)脫硫經(jīng)驗(yàn)，初期未結(jié)合我國(guó)鋼企自身特點(diǎn)，因此早期建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，也存在不少運(yùn)行不佳的項(xiàng)目。縱觀鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)、球團(tuán)煙氣脫硫進(jìn)程，迫于國(guó)家環(huán)保法規(guī)的壓力，為避免停產(chǎn)整頓，各大鋼鐵企業(yè)紛紛做好了各污染物排放工序的配套脫硫項(xiàng)目建設(shè)，雖然大部分企業(yè)規(guī)范興建、投運(yùn)脫硫設(shè)施，并在考慮到未來(lái)將實(shí)行更嚴(yán)格的排放濃度限值時(shí)留出了余量，提前預(yù)留脫硝反應(yīng)裝置接口，但也不

17、乏鋼企負(fù)責(zé)人，以私人小規(guī)模企業(yè)居多，對(duì)轄區(qū)小型燒結(jié)機(jī)、豎爐球團(tuán)脫硫建設(shè)，只將成本作為唯一考慮要素，無(wú)論從脫硫公司選擇、工期進(jìn)度。還是設(shè)備規(guī)模、材質(zhì)選型上，以為追求“低、快、省”的解決方式，只為應(yīng)付當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的檢查驗(yàn)收，過(guò)后間斷開(kāi)啟或者干脆關(guān)停脫硫設(shè)備，與環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)打時(shí)間差，利用夜間燒高硫礦，偷排SO2，嚴(yán)重污染大氣。這種案例在實(shí)際調(diào)研中并非個(gè)例，在未來(lái)的環(huán)保監(jiān)督中，應(yīng)重點(diǎn)予以排查，政府也應(yīng)賦予環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)以實(shí)權(quán)，發(fā)現(xiàn)一家關(guān)停一家，同時(shí)也呼吁有關(guān)專業(yè)職能部門(mén)，整理出臺(tái)較為詳實(shí)的現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)脫硫技術(shù)匯總，責(zé)令這些違規(guī)企業(yè)從中挑選適合本單位工況條件的脫硫工藝進(jìn)行整改，這樣一方面減輕執(zhí)法難度，另一方面也規(guī)范整個(gè)脫硫市場(chǎng)環(huán)境，以一種倒逼的方式促使各正規(guī)脫硫公司都能為企業(yè)