我國鋼鐵燒結煙氣脫硫現狀及建議
我國鋼鐵行業燒結煙氣脫硫成為繼火力發電機組煙氣脫硫之后SO2排放控制的重點。為了有助于我國鋼鐵企業符合國際煙氣治理技術要求和國際環境保護發展趨勢，選擇技術先進、經濟性優、符合我國燒結煙氣特點的燒結脫硫技術。本文從世界燒結煙氣脫硫技術的發展趨勢和我國燒結煙氣脫硫現狀，分析燒結煙氣脫硫存在的問題，提出了對策建議。
一、世界鋼鐵燒結煙氣脫硫工藝技術及其發展趨勢
隨著工業化進程，世界環境治理經歷了四個階段。第一階段：可見污染物治理（黑煙、黑水、固廢）；第二個階段：二氧化硫、氮氧化物等污染物治理；第三階段：二氧化碳、二噁英、重金屬等污染物治理（地球變暖）；第四階段：綜合治理（生態法，即一攬子解決環境、能源、資源、經濟、社會和發展的方法，從源頭治理，建立多種工業群和系統的聯系。）。發達國家已完成工業化進程，進入深層次治理階段，如治理有機物、重金屬、放射性、噪聲、氰化物、砷化物、氮氧化物、二噁英、二氧化碳等。同樣，發達國家鋼鐵燒結煙氣治理也經歷了幾個階段。特別是經歷了從單一治理二氧化硫到目前的多組分污染物治理階段，因而使世界鋼鐵公司采取的燒結煙氣脫硫工藝也隨之發生較大變化。
1、日本
由于嚴格的環境保護標準，日本早在20世紀70年代就開始建設燒結煙氣脫硫設施，多數采用傳統的濕法煙氣脫硫技術，主要有石灰-石膏法、氨法、鎂法等。但是由于濕法煙氣脫硫工藝無法解決燒結煙氣中二噁英含量過高的問題，同時由于燒結煙氣還含有SO3、HCl、HF等酸性物質和重金屬污染成份，采用濕法工藝系統也不能高效脫除。因此，1989年以后，活性炭吸附工藝漸漸占領日本燒結煙氣脫硫領域。
當日本政府于2000年提出執行二噁英排放濃度標準后，日本鋼鐵公司新建燒結煙氣處理工藝全部采用活性炭/焦吸附工藝，在脫除二氧化硫的同時脫除二噁英。由于原來濕法工藝，只能脫硫而無法脫除二噁英。為解決二噁英污染排放控制問題，幾家鋼廠將濕法脫硫工藝裝置廢棄，新建了活性炭/焦吸附工藝。但是活性炭/焦工藝復雜，解吸過程能耗大，活性炭易自燃，系統投資、運行費用非常高，在其它國家尚未得到很好的應用。
目前，日本鋼鐵公司共有燒結機25臺，建有燒結煙氣脫硫裝置的燒結機17臺，其中9臺采用的工藝是活性炭/焦吸附工藝，8臺是舊有濕法工藝（均為1989年前建成投運），其余8臺燒結機因使用原料、燃料含硫極低，并采取別的辦法治理二噁英，因此未建脫硫裝置。
2、歐洲
由于原來使用的鐵礦及焦炭等原、燃料含硫低，煙氣中二氧化硫濃度符合排放標準。因此，燒結煙氣的治理早期主要集中在煙氣中的粉塵和二噁英（PCDD/F），很少有專門用于燒結煙氣脫硫的裝置。目前，歐美已采用的燒結煙氣脫硫工藝主要有以下幾種：
1）德國杜依斯堡鋼廠108m2 燒結機1998年建有旋轉噴霧干燥（SDA）干法脫硫工藝；
2）法國ALSTOM（阿爾斯通）研發NID干法燒結煙氣脫硫工藝，并在法國某燒結機上實施；
3）奧鋼聯研發MEROS干法脫硫工藝并在LINZ鋼廠實施；
4）2006年，德國Dillingen燒結機煙氣處理；采用CFB干法脫硫工藝。
從日本和歐美鋼鐵公司燒結煙氣脫硫工藝的選擇和應用可見，國外燒結煙氣脫硫工藝的選擇趨勢是由“濕”到“干”。
3、中國
脫硫剛起步，濕法干法并存。目前只考慮脫除二氧化硫，但不符合國際環保治理趨勢。雖然我國還處在工業化進程中，但國際社會不會允許我國再經歷環保治理的四個階段。現在同時進行第二、三階段工作，甚至第四階段的工作。如屬于第二階段的二氧化硫、氮氧化物治理；屬于第三階段的二氧化碳減排、履約行動；屬于第四階段的循環經濟、清潔生產工作。因此，根據燒結煙氣含有多種污染成分的特點，燒結煙氣污染物綜合脫除一體化集成技術是燒結煙氣治理的必然方向。
二、我國燒結煙氣脫硫現狀及存在的問題
1、 燒結煙氣脫硫現狀
我國約在2004年開始進行燒結煙氣脫硫工作。至2009年上半年，采用的工藝有雙堿法工藝、氨-硫銨法工藝、石灰石-石膏濕法脫硫工藝、離子液法工藝、循環流化床（LJS-FGD）脫硫工藝、密相干塔工藝、旋轉噴霧（SDA）工藝、活性炭吸附工藝、MEROS工藝、NID工藝、GSCA工藝、ENS工藝等十多種。其中前四種工藝屬于濕法脫硫工藝，其余為干法、半干法脫硫工藝。不完全統計，我國已建和在建燒結煙氣脫硫裝置50套以上。在建和已建干法或半干法脫硫裝置的大中型鋼鐵企業有武鋼、馬鋼、漣鋼、邯鋼、梅鋼、沙鋼、三鋼、昆鋼、唐鋼、遷鋼、石鋼、濟鋼等。建有石灰石-石膏濕法的大中型企業有寶鋼、梅鋼、湘鋼。氨法有柳鋼、日照鋼鐵廠、河南普陽鋼鐵廠、杭鋼、南京鋼鐵廠。離子液法有萊鋼、攀鋼。活性炭吸附有太鋼。另外，馬鋼和梅鋼的干法脫硫裝置具有脫除二噁英的功能。
2、存在問題
1）存在的認識誤區
燒結煙氣脫硫對于我國鋼鐵企業還是一個新鮮事物，在調研中發現在少數企業的認識上存在兩個誤區：一是認為燒結煙氣脫硫和通風除塵一樣，原理、工藝、設計、維護非常簡單，忽視承建單位的工程能力，選擇報價明顯偏低的脫硫公司或者在其他領域合作過的環保公司，建設的脫硫工程低價低質，難以長期穩定運行；二是認為燒結煙氣和燃煤電廠煙氣特點差異很大，十分復雜，因此排斥在燃煤電廠煙氣脫硫有大量成功工程經驗的承建單位，但是最終所選擇的脫硫工藝、建設的工程也并不真正能適應燒結煙氣的特點。
2）少數脫硫裝置不能滿足總量減排要求
鋼鐵企業建設燒結脫硫裝置一方面是環保意識增強，承擔社會責任的體現；另一方面也是滿足二氧化硫總量減排的要求。如果建設的燒結脫硫裝置在設計、建設和運營維護上沒能達到核查標準，二氧化硫減排量無法得到管理部門的認定，就得不償失。
3）多種污染物綜合防治還未引起重視
隨著公眾環境要求的日益增強，越來越多的污染因子受到關注。因此，在建設污染防治工程的同時，有必要未雨綢繆，考慮到多種污染物的綜合防治，例如二氧化硫、二噁英聯合去除等，避免重復投資。
特別值得關注的是，燒結煙氣中含有二噁英類污染物，二噁英與常規污染物不同，被生物體攝入后不易分解，具有致癌、致畸、致突變性，危害極大。根據聯合國環境規劃署提供的《二噁英和呋喃排放識別和量化標準工具包》，鋼鐵行業燒結機是除垃圾焚燒外最大的二噁英類污染物排放源。我國履行斯德哥爾摩公約的《國家實施計劃》（NIP）于2007年4月14日獲得國務院批準。NIP中將我國鋼鐵行業確立為二噁英減排優先重點控制行業，要求分階段逐步開展BAT/BEP應用、控制和減少二噁英排放。2008年已經開始實施計劃（NIP），承擔二噁英類污染物的減排義務。因此在考慮建設燒結脫硫裝置時，應兼顧二噁英類污染物治理。
4）副產物利用難度較大，存在二次污染隱患
由于燒結煙氣中成分復雜，含有重金屬、二噁英、HCl、HF等多種污染物，導致石膏、硫銨、脫硫渣等脫硫副產物品質較差，資源化利用難度較大，甚至可能在利用過程中發生二次污染事故，例如燒結脫硫產生的硫銨作為化肥使用，可能導致二噁英、重金屬等物質富集，污染土壤和農作物。脫硫副產物的綜合利用難度大也是當前推動燒結脫硫工作最大的障礙之一。
5）對工程實踐、設計能力重視不足
據不完全統計，目前已建、在建及擬建的燒結脫硫裝置采用的工藝路線多達十余種，石灰石-石膏法、氨-硫銨法、氧化鎂法、LEC法、有機胺法、循環流化床法、MEROS法、NID法、密相干塔法、ENS法、SDA法、活性炭吸附法等種類繁多的脫硫工藝讓鋼鐵企業無法選擇，而忽視了工程設計能力。
一方面，燒結煙氣脫硫原理大同小異，其中不乏照抄照搬現象，很難從工藝上判斷孰優孰劣。燒結脫硫是一個系統工程，一些工程細節，特別是脫硫系統的整體設計，無法復制，從而導致脫硫裝置無法長期穩定運行。例如某企業煙氣脫硫裝置，由于控制系統無法及時響應燒結煙氣的工況波動，常常導致加水過量，影響系統長期穩定運行。
另一方面，大多數鋼鐵企業對脫硫還比較陌生，同時由于燒結煙氣脫硫長期穩定運行實例較少，更多的只能關注脫硫工藝，而不能對脫硫工程的細節，特別是運行維護的經驗教訓進行深入的了解。因此在建設脫硫裝置時，如果承建單位的相關經驗也不足時，就會出現一些看似簡單但卻致命的錯誤。例如某企業采用石灰石-石膏濕法工藝在做防腐時，以為原煙道煙氣溫度較高，未進行防腐處理，但該系統設置了旁路，有一部分低溫煙氣從旁路煙道回流到原煙道，與原煙氣混合降低了煙溫，對原煙道和風機產生了腐蝕。某企業濕法脫硫裝置除霧器除霧效果不好，進入煙囪的煙氣含水量高，大量冷凝水導致煙囪出現腐蝕，同時再加上塔體設計不合理，石膏顆粒隨著煙氣從煙囪排出。某企業采用干法脫硫工藝，但脫硫裝置的外部保溫做得不到位，雖然剛運行不久，問題還未顯現，但長期運行后，特別是冬天極易出現結露、冷凝等現象，影響系統穩定運行。
三、我國燒結煙氣脫硫的建議
當前鋼鐵行業燒結煙氣脫硫工作勢頭喜人，但也存在不少隱憂。建成的脫硫裝置數量不斷增加，但如何保證長期穩定運行，真正實現二氧化硫減排，才是接下來工作的重點。另一方面，管理部門在推進燃煤電廠煙氣脫硫工作中，核查核算的水平不斷提高，要求也越來越嚴格，并不簡單由是否建設脫硫裝置來定性地判斷減排效果，而是定量地根據長期運行數據進行核算。這一管理趨勢必將延伸到鋼鐵燒結煙氣脫硫的減排核查中。因此，鋼鐵企業在建設燒結煙氣脫硫裝置時，一定要十分慎重，建設只是開始，運行才是真正的考驗。為此提出以下建議。
1）雖然燒結煙氣工況比燃煤電廠鍋爐煙氣復雜，畢竟燃煤電廠煙氣脫硫在各方面都更加成熟。在工藝選擇和現場考察時，建議鋼鐵企業不只是考察燒結煙氣脫硫裝置，也可以對一些典型的燃煤電廠煙氣脫硫裝置進行考察，多了解在裝置建設和運行過程中的經驗和教訓。
2）及時與管理部門進行溝通，在工藝選擇和裝置建設方面征求他們的意見，同時多了解污染物總量減排核查核算的有關辦法，避免在脫硫裝置建成后，不能得到管理部門的認可。
3）脫硫裝置的建設不是結束，而是開始。與承建單位簽訂合同和協議時，要充分考慮脫硫裝置運行后的一系列問題，避免脫硫裝置一旦建成，承建單位就拿錢走人，責任全由鋼鐵企業承擔的情況。目前，已有部分企業開始由承建單位負責脫硫裝置的運行，但脫硫副產物的利用方案還沒有在合同中予以體現，建議鋼鐵企業對承建單位在脫硫副產物的處理處置方面施加壓力，減輕自身的負擔，同時也可以促進脫硫副產物綜合利用途徑的研究。
4）建議鋼鐵企業在關注采用何種工藝的同時，還應該重視承建單位的工程能力和運行維護經驗。同樣的工藝流程，工程細節不一樣，運行維護水平不一樣，帶來的運行效果也不一樣。
5）根據國內、國際環境保護的發展趨勢和燒結煙氣的特點，建議鋼鐵企業在建設燒結煙氣脫硫裝置的同時，考慮到二噁英治理的潛在要求，至少應預留能脫除二噁英類污染物的空間。
6）兼聽則明，偏聽則暗。建議鋼鐵企業之間，企業與行業咨詢部門之間應進行充分的交流，聽取各方的意見，針對自身特點，因地制宜的建設燒結煙氣脫硫裝置，保持長期穩定運行，將減排落到實處。
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