楊 飏，裴 冰，凌索菲

(1.上海寶鋼設(shè)計(jì)研究院，上海 201900；2.上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，上海 200030；3.上海立誼環(huán)境工程公司，上海 201900)

燒結(jié)煙氣脫硫凈化工程的最適宜技術(shù)選擇

楊 飏1，裴 冰2，凌索菲3

(1.上海寶鋼設(shè)計(jì)研究院，上海 201900；2.上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，上海 200030；3.上海立誼環(huán)境工程公司，上海 201900)

對(duì)冶金企業(yè)帶式燒結(jié)機(jī)煙氣凈化工程所采用的技術(shù)路線進(jìn)行了全面論述。根據(jù)燒結(jié)煙氣有別于鍋爐煙氣的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)貫徹“一機(jī)多效，協(xié)同減排”的原則，不可能照搬火電廠傳統(tǒng)濕式脫硫和干式脫硝工藝，從當(dāng)前的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平出發(fā)，燒結(jié)煙氣凈化工程的最適用技術(shù)應(yīng)當(dāng)首選新型干法和半干法流程，如CFB（循環(huán)流化床法）、SDA（旋噴干燥法）和NID（新型一體化），此外，AC（活性炭/焦吸附法）和EBA（電子束-氨法）工藝也值得重視。對(duì)于大型帶式燒結(jié)機(jī)，有必要采用煙氣分割技術(shù)，有選擇地實(shí)施部分煙氣凈化處理，既經(jīng)濟(jì)高效又可實(shí)現(xiàn)協(xié)同凈化。

燒結(jié);煙氣凈化;煙氣分割法;選擇性脫硫;適用技術(shù)

1 概述

近20年，特別是最近10年，我國(guó)的鋼鐵工業(yè)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為全球第一的生產(chǎn)、消費(fèi)大國(guó)。無論產(chǎn)量、質(zhì)量或技術(shù)裝備水平，廣受世人矚目。然而，在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)高速進(jìn)步的同時(shí)，形形色色的環(huán)境問題伴隨而生，其中大氣污染控制凸顯重要和緊迫。以SO2論，我國(guó)的年排放總量早已超過美國(guó)，2000年為1995萬t，2005年為2549萬t，2008年為2321萬t，而NOx的排放總量也可能正在逼近美國(guó)，2000年為1177萬t，2005年為1395萬t，2008年為2300萬t。因此我國(guó)不僅是一個(gè)GDP總量和鋼鐵產(chǎn)能大國(guó)，而且也是一個(gè)大氣污染物排放大國(guó)。

表1 我國(guó)現(xiàn)階段主要大氣污染物的行業(yè)貢獻(xiàn)率

根據(jù)SO2排放量的行業(yè)貢獻(xiàn)率排序（見表1），火電居首，約占50%，其他工業(yè)企業(yè)占30%以上，這里的主要排放源是冶金工業(yè)。在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)（含球團(tuán)）生產(chǎn)排放的SO2占本企業(yè)總量的60%～75%。由此可見，實(shí)施節(jié)能減排國(guó)策，推進(jìn)全社會(huì)的SO2削減，燒結(jié)煙氣脫硫凈化必將受到重視。

在我國(guó)，目前擁有各式燒結(jié)機(jī)1000臺(tái)以上，其中大中型燒結(jié)機(jī)500余臺(tái)，總?cè)萘?7,300m2，年產(chǎn)燒結(jié)礦51,800萬t，對(duì)優(yōu)化煉鐵原料，改善高爐生產(chǎn)工藝發(fā)揮了巨大的作用。不過，我國(guó)燒結(jié)設(shè)備的分布特點(diǎn)是小而散，平均單機(jī)容量?jī)H110m2。近年雖經(jīng)大力調(diào)整和淘汰小燒結(jié)機(jī)，使燒結(jié)生產(chǎn)的集中度有所提高，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比，差距仍然較大，這是不利于節(jié)能減排的，必須迅速加以改變，詳見表2。

表2 2007年我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)裝備情況

目前我國(guó)300m2以上的大型燒結(jié)機(jī)數(shù)量不到總數(shù)的10%，其容量和產(chǎn)能均未達(dá)到總值的30%。與此相反，179m2以下的小型燒結(jié)機(jī)數(shù)量約占總數(shù)的80%，容量和產(chǎn)能均占總值的一半左右。

為了提高節(jié)能減排的有效性，當(dāng)前首要的目標(biāo)應(yīng)該將工作的重心放在大型燒結(jié)機(jī)的新、改、擴(kuò)建工程上，同時(shí)必須強(qiáng)力推進(jìn)淘汰小型甚至中型落后機(jī)，最大限度地提高鋼鐵燒結(jié)生產(chǎn)的集中度，積極選擇和實(shí)施最適用的燒結(jié)煙氣脫硫凈化工程技術(shù)。

2 燒結(jié)生產(chǎn)和燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)

燒結(jié)生產(chǎn)，實(shí)質(zhì)上是高爐爐料的預(yù)處理過程。鐵礦石經(jīng)過燒結(jié)，冶煉性能改善，有害元素減少，從而可大大提高鐵水的產(chǎn)量和質(zhì)量。

燒結(jié)生產(chǎn)過程包括配料、焙燒、分選和成品四個(gè)階段。燒結(jié)生產(chǎn)所用的原、輔、燃料分別是鐵礦粉、熔劑和煤（焦）粉，按照一定的粒度和配比要求，遵循一定的工藝流程和控制條件，在燒結(jié)機(jī)內(nèi)焙制成可供高爐煉鐵用的燒結(jié)礦熟料，鐵礦粉的粒度小于6mm，熔劑和燃料粒度小于3mm，燃料配比6%～7%，原輔料配比按堿度CaO/SiO2為1.55～1.75計(jì)算確定。燒結(jié)熟料含F(xiàn)e品位要求58%～60%以上，粒度5～6mm。生產(chǎn)工藝流程參閱圖1，燒結(jié)機(jī)工作原理見圖2。

燒結(jié)設(shè)備分為抽風(fēng)式和鼓風(fēng)式兩大類?，F(xiàn)代化大型燒結(jié)廠都采用抽風(fēng)式帶式燒結(jié)機(jī)。用布料器先將底料布放于臺(tái)車上，底料厚度10～20mm，然后布放生料于底料之上，料層厚度600～800mm，用焦?fàn)t煤氣預(yù)熱至1300℃左右即可點(diǎn)火，臺(tái)車一面以2.4～7.2m/min的速度向前移動(dòng)，一面完成動(dòng)態(tài)焙燒，從而形成漸進(jìn)式帶狀焙燒環(huán)境。點(diǎn)燃的火焰呈倒置形態(tài)，向下穿行于生料層的縫隙而達(dá)到燒結(jié)目的。由于臺(tái)車下部?jī)蓚?cè)設(shè)有與焙燒帶平行的系列風(fēng)箱，藉助風(fēng)機(jī)強(qiáng)力抽引將風(fēng)箱內(nèi)的煙氣通過排煙支管-干管-總管，最終由煙囪排放。

圖1 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程

圖2 燒結(jié)機(jī)的工作原理圖

上列描述表明，燒結(jié)煙氣的產(chǎn)生、形態(tài)和污染物的來源均不同于火電鍋爐煙氣。鍋爐燃料的燃燒呈點(diǎn)式，火焰自下而上，排出的煙氣溫度和成分上下大體一致。而燒結(jié)燃料的燃燒呈帶狀，火焰自上而下，排出的煙氣溫度和其他參數(shù)沿著焙燒帶的長(zhǎng)度方向變化很大。鍋爐煙氣中的硫、氮污染物源于燃料中的S、N含量和燃燒過程的工況條件。燒結(jié)煙氣中的硫、氮污染物不僅源于燃料的S、N含量和燃燒過程的工況條件，而且還與原輔料的質(zhì)量有關(guān)。正是因?yàn)樵o料的復(fù)雜性，必將使燒結(jié)煙氣的各項(xiàng)參數(shù)迥異于火電煙氣。這些就是燒結(jié)煙氣的主要特點(diǎn)。在燒結(jié)煙氣凈化工程的設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)，要重視如下內(nèi)容：

（1）燒結(jié)煙氣中SOx的濃度只相當(dāng)于燃用低硫煤的鍋爐煙氣水平；

（2）燒結(jié)煙氣中的NOx濃度比鍋爐煙氣低1/2左右；

（3）燒結(jié)煙氣中的鹵化物濃度比鍋爐煙氣高3～6倍；

（4）煙氣中氧和水分含量比鍋爐煙氣高1倍左右；

（5）顆粒物中的Fe含量比鍋爐煙氣的高，而Ca、Si、Mg和Al等元素含量比鍋爐煙氣低很多，因而燒結(jié)煙塵的比電阻要比鍋爐粉塵的比電阻高一個(gè)數(shù)量級(jí)；

綜上所述，由于燒結(jié)生產(chǎn)工藝的特殊性，決定了它的煙氣具有不同于一般火電鍋爐煙氣的特點(diǎn)，不過其凈化治理辦法是可借鑒的?？偟膩碚f，對(duì)于顆粒物治理已有成熟的技術(shù)，NOx濃度甚低，只需適當(dāng)采取措施，基本可控，當(dāng)前迫切需要解決的是SO2的高效減排，同時(shí)要高度關(guān)注二英的有效去除。

在設(shè)計(jì)該凈化工程時(shí)，要對(duì)燒結(jié)機(jī)煙氣排放的另一個(gè)重要特點(diǎn)加以深入研究，以求取得對(duì)污染物經(jīng)濟(jì)而有效的控制效果。

目前廣泛使用的現(xiàn)代帶式燒結(jié)機(jī)，沿著燒結(jié)帶的長(zhǎng)度方向，排出的煙氣溫度和濃度是不同的，總的趨勢(shì)是，近機(jī)頭一端的煙氣屬于低溫低硫系，近機(jī)尾一端的煙氣屬于高溫高硫系，低硫系的NOx濃度相對(duì)較高，高硫系的二英濃度相對(duì)較高。

燒結(jié)煙氣的這一特點(diǎn)意味著：若按照以往傳統(tǒng)的排煙方式，煙氣不分高硫、低硫、高NOx、低NOx全部合流引排處理，在設(shè)計(jì)、施工上是簡(jiǎn)單一些，可是從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上考慮，卻是十分不合理。因?yàn)樘幚硌b置的投資和運(yùn)行費(fèi)用與裝置的容量密切相關(guān)，以煙氣脫硫裝置來說，處理容量增大1倍，裝置的工程費(fèi)用和運(yùn)行成本均將增大40%左右。所以完全可以利用燒結(jié)煙氣的可分割性，僅需在排煙設(shè)計(jì)時(shí)略加改進(jìn)，將高硫系與低硫系盡可能精確分開引排和分別處理，即可大大節(jié)省一次投資和降低運(yùn)行費(fèi)用。

采用“煙氣分割”技術(shù)，除了可以獲取環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益外，還有不少優(yōu)點(diǎn)是鍋爐煙氣凈化處理無法達(dá)到的。1）由于大容量燒結(jié)機(jī)的大煙氣量變成中等煙氣量，很適宜采用（干）半干法脫硫工藝，從而一次投資和運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)濕式工藝至少可能降低30%；2）高硫系煙氣恰好是二英的高濃度側(cè)，處理二英的費(fèi)用同樣可大大降低，脫硫采用（干）半干法工藝又恰好為處理二英提供了必要條件；3）由于低硫系煙氣正是高NOx濃度側(cè)，為凈化處理NOx而設(shè)置的脫硝系統(tǒng)因煙氣量相對(duì)較小，便于采用多種方法，設(shè)備和工程費(fèi)用也大為減少。

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)絕大多數(shù)采用的燒結(jié)機(jī)為帶式燒結(jié)機(jī)。通常帶式燒結(jié)機(jī)的高硫系和低硫系煙氣的參數(shù)如表3所列。

表3 帶式燒結(jié)機(jī)的煙氣基本參數(shù)

由表3可看到，在設(shè)計(jì)排煙管線時(shí)，倘若在沿?zé)Y(jié)帶的長(zhǎng)度上按A、B兩個(gè)分割點(diǎn)，將近機(jī)頭端和近機(jī)尾端的兩股煙氣合二為一，是低硫系，A、B兩點(diǎn)之間的煙氣則為高硫系。低硫系和高硫系的溫度、SO2、NOx和二英的濃度差別較大，而水分和氧含量相差不多。這就說明，僅對(duì)高硫系煙氣實(shí)施脫硫和除二英就能滿足達(dá)標(biāo)要求，僅對(duì)低硫系煙氣實(shí)施脫硝也同樣可以完全達(dá)標(biāo)。

根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，煙氣不加分割，SO2濃度一般在300～1000mg/m3，NOx在200～500mg/m3，二英的數(shù)據(jù)尚無報(bào)導(dǎo)，國(guó)外研究資料稱在30～60ng-TEQ/m3。

以DL-450燒結(jié)機(jī)為例，如果采用110萬m3/h全量煙氣處理方案，將不得不采用傳統(tǒng)濕式FGD工藝，一次投資約需1億元，SCR脫硝工程的一次投資約需4000萬元。而將煙氣分割成高、低硫系分別設(shè)置脫硫脫硝裝置，由于分別處理的煙氣量減少，只有60萬m3/h左右，完全適用半干式FGD技術(shù)，脫硫工程一次投資將降低到6000萬元以下，脫硝工程可以采用干式或濕式工藝，一次投資將不會(huì)超過2500萬元。與此相應(yīng)，運(yùn)行成本也將大幅度降低。

所謂半干式FGD工藝是指CFB（循環(huán)流化床法）、SDA（旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法）和NID（新型脫硫除塵一體化）一類的技術(shù)。在該技術(shù)中，氣固分離設(shè)備使用袋式除塵器給系統(tǒng)下游帶來的好處，不僅可大大減輕腐蝕，提升凈化效率和減排效果，同時(shí)還能去除SO3、汞及其它重金屬，為該系統(tǒng)增加凈化處理二英的功能創(chuàng)造條件。這些優(yōu)越性都是濕式脫硫工藝無法協(xié)同實(shí)現(xiàn)的。

另外，上述煙氣分成兩個(gè)系統(tǒng)分別實(shí)施脫硫和脫硝以后匯合排出，基本無須外加熱源就可達(dá)到80℃左右通過煙囪排放，有利于節(jié)能和稀釋擴(kuò)散。

3 燒結(jié)煙氣脫硫凈化最佳技術(shù)選擇

燒結(jié)煙氣脫硫工藝的基本原理、運(yùn)行方式和工程實(shí)踐等多方面的內(nèi)容都可以借鑒火電煙氣處理，因?yàn)樗鼈冎g有不少共同之處，但也存在差異。這是由燒結(jié)生產(chǎn)及其煙氣的特點(diǎn)所決定的。

根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)和燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)，在選擇脫硫凈化適用技術(shù)時(shí)，既要遵循常規(guī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)法則，又可以借鑒火電煙氣的治理路線。

鍋爐煙氣脫硫凈化的適用工藝按照處理煙氣量的大小可分成三類情況。大型火電，機(jī)組容量在300MW以上，煙氣量超過100萬m3/h，采用的FGD工藝基本上都是濕式石灰石-石膏法，這是世界上公認(rèn)的通用主流技術(shù)。對(duì)于300MW以下的中型鍋爐，煙氣量在30萬～80萬m3/h，適宜采用半干（干）法技術(shù)，這已是歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)驗(yàn)證的結(jié)果，它主要包括改進(jìn)型循環(huán)流化床法（CFB）和旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（SDA），此外，活性焦吸附法（AC）和電子束氨法（EBA）也是未來的選擇之一。煙氣量在30萬m3/h以下的小型鍋爐，一般宜采用各式各樣的濕/干式一體化脫硫除塵裝置，如NID、雙堿法、懸浮吸收法GSA等。技術(shù)路線的考慮主要基于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)情相統(tǒng)一的原則，而且須在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中總結(jié)歸納得出。實(shí)踐證明，采用半干（干）法FGD，要比傳統(tǒng)濕法的工程投資和運(yùn)行成本降低40%左右，因此，在中小氣量煙氣處理工程中應(yīng)盡可能避免采用傳統(tǒng)濕式工藝。

幾十年來，煙氣脫硫技術(shù)主要圍繞著火電鍋爐煙氣的凈化處理不斷改進(jìn)、優(yōu)化和發(fā)展，現(xiàn)已提升到了第四代、第五代技術(shù)裝備水平，大型火電行業(yè)廣泛應(yīng)用傳統(tǒng)濕式FGD工藝，減排效果明顯，運(yùn)營(yíng)管理逐漸走上與主體設(shè)備同步的軌道。例如，至2008年底，全國(guó)煤電機(jī)組5.74億kW，其中66%已配套建設(shè)FGD裝置，機(jī)組總?cè)萘恳堰_(dá)3.79億kW。與2000年相比，F(xiàn)GD增加了75倍，火電SO2排放增長(zhǎng)勢(shì)頭自2007年開始扭轉(zhuǎn)，2008年持續(xù)下降，使排放總量從占全國(guó)總量的53%降為49.7%，SO2排放績(jī)效迅速接近美國(guó)水平。然而，在火電鍋爐以外，全國(guó)還有數(shù)十萬臺(tái)中小鍋爐和工業(yè)爐窯的SO2減排問題尚未妥善解決，它們與火電廠的情況有同有異，同樣不允許也不可能在脫硫凈化技術(shù)上照搬照套，必須根據(jù)自身特點(diǎn)，借鑒火電實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，擇取最適用技術(shù)。

據(jù)報(bào)道，到2010年，我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)鍋爐48萬臺(tái)，其中4t/h以下的低壓小爐34萬臺(tái)，約占70%，其主要特征是低空排放污染重，布局分散不便管控，燃料煤質(zhì)差，變化大。此外，還有數(shù)以千計(jì)的工業(yè)爐窯，也包括冶金燒結(jié)機(jī)（爐）在內(nèi)。

我國(guó)現(xiàn)有的各種燒結(jié)機(jī)的分布特征也是小而散，根據(jù) “上大壓小，淘汰落后” 的國(guó)家戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)180m2的燒結(jié)機(jī)將被逐步淘汰。目前，小于180m2的燒結(jié)機(jī)在數(shù)量上約占80%，容量與產(chǎn)能約占50%左右，所以技術(shù)改造的任務(wù)相當(dāng)繁重，但也需要一個(gè)過渡期?！笆晃濉逼陂g我國(guó)燒結(jié)煙氣脫硫工作已經(jīng)起步，預(yù)計(jì)“十二五”將大規(guī)模實(shí)施SO2減排工程。就目前的進(jìn)展?fàn)顩r看，基本取得的共識(shí)是以半干（干）法為主流技術(shù)發(fā)展方向，其中主要是CFB、SDA、NID和AC吸附工藝，并可能成為最適用技術(shù)，當(dāng)然也不應(yīng)排斥其他工藝的發(fā)展，諸如氨法、鎂法和雙堿法等。

確定最適宜的脫硫凈化技術(shù)路線時(shí)，往往需要考慮多方面的因素，其中最主要的是綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，這是最基本的，也是決定性的。在火電FGD工程中，人們常將處理煙氣量作為首選依據(jù)，把機(jī)組容量分為大中小三類，不同的容量即不同的處理煙氣量，適當(dāng)考慮其他具體條 件，相應(yīng)選用最適宜的FGD技術(shù)。自然，燒結(jié)煙氣脫硫凈化應(yīng)當(dāng)也不會(huì)例外，詳見表4。

由表4可見，小蒸噸的鍋爐FGD適用濕/干式一體化裝置，小型燒結(jié)機(jī)則宜采用干式一體化裝置，對(duì)于中等規(guī)模的鍋爐和燒結(jié)機(jī)均適用半干法技術(shù)及其他工藝，只有大型鍋爐和燒結(jié)機(jī)，處理煙氣量在80萬～100萬m3/h以上，適用技術(shù)必須是傳統(tǒng)濕式石灰石－石膏法，但燒結(jié)煙氣由于含二英，須另外附加干式去除裝置，為了降低工程費(fèi)用和運(yùn)行成本，最好設(shè)計(jì)上將此煙氣量一分為二，由此引出分割煙氣——選擇性脫硫技術(shù)。只有帶式燒結(jié)機(jī)給該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施提供了可行的條件。

表4 火電鍋爐和燒結(jié)煙氣脫硫工藝的適用性

前文已描述過燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)，在帶式燒結(jié)機(jī)中，煙氣是通過臺(tái)車下部的一系列風(fēng)箱和支管強(qiáng)力抽出匯入主管排出的。沿著臺(tái)車移動(dòng)的方向從各個(gè)風(fēng)箱抽出煙氣的溫度和濃度均遵循一定的變化規(guī)律。這種規(guī)律使燒結(jié)煙氣具備“可分割性”，完全有可能和有必要將煙氣分成高硫系和低硫系兩個(gè)部分，分割處理后匯合排放。這便為大容量燒結(jié)煙氣采用半干（干）法工藝提供了可能性，為一機(jī)多放、協(xié)同減排和大幅度降低投資、運(yùn)行成本提供了優(yōu)越的條件。

煙氣分割，可以通過三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)，即幾何法、溫度法和濃度法。溫度分割法，僅屬宏觀指南性；濃度分割法，是“分割”的基礎(chǔ)和依據(jù)，須預(yù)先完成一系列工程檢測(cè)，集納大量數(shù)據(jù)后加以綜合歸納，確定“分割”的幾何位置；幾何分割法，在眾多的燒結(jié)機(jī)中，不同型號(hào)和工況，當(dāng)然分割點(diǎn)位有所不同，但只要工況基本相同，分割點(diǎn)的位置是比例相關(guān)的，通常不妨把燒結(jié)帶的總長(zhǎng)度設(shè)定為L(zhǎng)，分割點(diǎn)有A和B。如圖3所示。

圖3 燒結(jié)煙氣分割點(diǎn)示意

在一般情況下，180m2的帶式燒結(jié)機(jī)煙氣總量為50萬m3/h，把近機(jī)頭、機(jī)尾的兩端煙氣合在一處就是低硫系，中間部位的煙氣就是高硫系。低硫、高硫系煙氣的主要特征如表5所示。

表5 低、高硫系煙氣的主要特征

低硫系煙氣僅通過除塵處理，高硫系煙氣則經(jīng)除塵和脫硫雙重處理，然后二者合一排入煙囪。由于低硫系煙氣未經(jīng)FGD處理，溫度基本無變化，而高硫系煙氣在經(jīng)FGD裝置后，溫度有所降低。高硫系煙氣經(jīng)FGD處理，脫硫率一般在90%以上，與低硫系混合后SO2濃度一般都能達(dá)標(biāo)。如此設(shè)計(jì)，F(xiàn)GD系統(tǒng)的規(guī)?？s小至全煙氣量的56%，估計(jì)一次投資約可降低至全量煙氣脫硫的40%。運(yùn)行成本也可同樣大幅度減少，約為全量煙氣處理的2/3。加上某些優(yōu)化配套和節(jié)能措施，使燒結(jié)礦產(chǎn)量提高，余熱得到回收利用。該工程一次投資2600萬元，年運(yùn)行費(fèi)用約1300萬元，噸礦平均運(yùn)行成本6.65元。

采用煙氣分割技術(shù)，實(shí)施選擇性脫硫的優(yōu)越性不僅限于上述內(nèi)容。如果分割得當(dāng)，高硫系恰好是高SO2和高二英同側(cè)，而低硫系正是高NOx側(cè)，便為脫硝和去除二英提供了優(yōu)越的條件，處理設(shè)備分別置于低硫側(cè)和高硫側(cè)，設(shè)備容量壓縮至全量煙氣的一半左右，工程投資和運(yùn)行成本將大幅減少，協(xié)同減排的效益將大大提高。

附帶說明：1）根據(jù)寶鋼和沙鋼的實(shí)測(cè)結(jié)果，我國(guó)現(xiàn)有大型燒結(jié)機(jī)煙氣的NOx濃度一般在300～450mg/m3，處于標(biāo)準(zhǔn)限值附近，煙氣不分割時(shí)基本可以不必脫硝，即使要求脫硝也只需簡(jiǎn)易實(shí)施即可，但二英仍應(yīng)嚴(yán)加關(guān)注。從源頭上要盡量控制原料的含氯和含銅成分；第二削弱生成二英的條件；第三采用半干法FGD在脫硫系統(tǒng)中增加去除二英的功能是輕而易舉的，對(duì)于傳統(tǒng)濕法FGD，則完全成為不可能，除非分設(shè)干式裝置。所以煙氣分割技術(shù)的實(shí)施，將大容量燒結(jié)機(jī)的煙氣一分為二，高硫系煙氣量削減至100萬m3/h，甚至80萬m3/h以下，這樣的氣量正是半干法FGD工藝的適用范圍，實(shí)際上為去除二英創(chuàng)造了必要的條件。2）在修訂設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，應(yīng)增加一項(xiàng)內(nèi)容，即在風(fēng)箱和排煙支管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮分割煙氣和選擇性脫硫、脫硝及去除二英的需要。

綜上概言之，適用于大型火電煙氣脫硫凈化的工藝是傳統(tǒng)濕式石灰石－石膏法，適用于燒結(jié)煙氣脫硫凈化的工藝是半干（干）法，這已成為業(yè)內(nèi)的共識(shí)。然而半干法最適宜的煙氣條件是中等煙氣量和中低SO2濃度水平，這就凸顯了煙氣分割技術(shù)的必要性。

上述三種半干法技術(shù)共同的不足是脫硫灰的出路尚待研發(fā)突破。它們彼此也有差異，SDA系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，控制系統(tǒng)嚴(yán)密，主體設(shè)備對(duì)外依存度大，投資和運(yùn)行成本相對(duì)較高，大型化的適應(yīng)能力受限。CFB在這里嚴(yán)格講是屬于改進(jìn)型的CFB，即增設(shè)煙氣增濕或循環(huán)料加濕設(shè)施，是從干法優(yōu)化而成的技術(shù)，設(shè)備系統(tǒng)不復(fù)雜，操作簡(jiǎn)便，除控制系統(tǒng)外幾乎可以全套實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，因此一次投資和運(yùn)行成本相對(duì)較低，而且可以適當(dāng)擴(kuò)大容量。SDA、CFB與W-FGD的比較見表6。NID也屬于半干式懸浮反應(yīng)系統(tǒng)，將反應(yīng)器與分離器構(gòu)成一個(gè)整體，適用于中低偏小容量的煙氣處理，一般投資和運(yùn)行費(fèi)用比CFB更小些。

表6 SDA、CFB與W-FGD的比較

除了以上三種主要的FGD裝置以外，還有其他多種燒結(jié)煙氣脫硫凈化設(shè)備，例如AC吸附法（活性焦法）、氨法、鎂法、密相干塔法、MEROS法、CEC法、有機(jī)胺法等等。任何技術(shù)都有它的適用范圍和條件，因此必須審慎選定和實(shí)施本地區(qū)本行業(yè)最適宜和最有效的技術(shù)。

4 結(jié)語

（1）目前，我國(guó)火電鍋爐將由FGD轉(zhuǎn)向脫硝，但要有選擇有步驟地進(jìn)行。至于煙氣脫硫工作，將可能向中小鍋爐和工業(yè)爐窯全面展開，鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)機(jī)必將成為工業(yè)爐窯的重點(diǎn)之一。

（2）由于燒結(jié)煙氣的性質(zhì)和特點(diǎn)，決定它最適宜的脫硫凈化工藝應(yīng)是半干（干）法，這是業(yè)界的共識(shí)，而半干（干）法工藝中目前最有應(yīng)用價(jià)值的是CFB、SDA和NID三種技術(shù)。它們可以將脫硫、脫硝、除塵、去除重金屬和二英等多種功能有效地集于一體。與此應(yīng)運(yùn)而生的“煙氣分割技術(shù)”，提升了它們的性價(jià)比和適用范圍。根據(jù)低碳經(jīng)營(yíng)的原則，燒結(jié)煙氣的凈化減排處理，應(yīng)當(dāng)是煙氣分割—半干法處理的技術(shù)路線，唯此才有可能大幅度降低投資成本，實(shí)現(xiàn)低投入高效能協(xié)同減排的目標(biāo)。

（3）半干法技術(shù)具干式工藝和濕式工藝之所長(zhǎng)而避其所短，技術(shù)上并無“瓶頸”難題，目前主要課題在于脫硫灰的處置和資源化出路亟待研發(fā)突破，建議盡快將燒結(jié)煙氣的分割排煙技術(shù)納入DL型帶式燒結(jié)機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)范。

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Optimum Technical Choice for Cleaning Engineering of Sintering FGD

YANG Yang, PEI Bing, LING Suo-fei

X701

A

1006-5377（2011）06-0045-06