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足的進(jìn)步，但與實現(xiàn)世界鋼鐵強(qiáng)國的目標(biāo)相比，仍存在一定差距，這是鋼鐵業(yè)面臨的一個重大課題。
在鋼鐵生產(chǎn)中，二氧化硫污染主要來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，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，我國燒結(jié)脫硫裝備建設(shè)的實例非常少，針對燒結(jié)煙氣脫硫的專項技術(shù)還不太成熟。因此，國家已將燒結(jié)煙氣脫硫列入2020年鋼鐵行業(yè)科技發(fā)展指南的重點開發(fā)課題和科技發(fā)展規(guī)劃的重點開發(fā)課題。
鋼鐵企業(yè)大力推進(jìn)燒結(jié)脫硫
近年來，我國燒結(jié)機(jī)的技術(shù)裝備取得了很大發(fā)展，燒結(jié)機(jī)大型化趨勢明顯。進(jìn)入新世紀(jì)，我國已經(jīng)能夠自主設(shè)計、制造具有國際先進(jìn)水平的300m2～500m2級大型燒結(jié)機(jī)。截至2007年年底，我國已投產(chǎn)的燒結(jié)機(jī)中300m2～495m2的有35臺，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椉夹g(shù)裝備的研究開發(fā)，盡快解決燒結(jié)機(jī)脫硫問題，已成為鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的一個重要課題。
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。原國家環(huán)保總局已經(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。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，“國字號”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)壁上開孔引氣，引出的燒結(jié)機(jī)煙氣在脫硫風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下，經(jīng)煙道進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行脫硫試驗。試驗后的煙氣再通過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。通過建立試驗裝置，根據(jù)不同燒結(jié)二氧化硫污染現(xiàn)狀有針對性地展開研究，將為企業(yè)的發(fā)展開辟環(huán)保空間，也有利于形成高效、低耗、經(jīng)濟(jì)、運行穩(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環(huán)境保護(hù)的重點，新的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》將要頒布，征求意見稿中對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行費用，以及脫硫建設(shè)場地和脫硫副產(chǎn)物的利用問題，造成大多數(shù)企業(yè)對燒結(jié)脫硫持觀望態(tài)度。開發(fā)適合我國國情的生產(chǎn)工藝、實現(xiàn)主要設(shè)備國產(chǎn)化、降低投資和生產(chǎn)運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題。同時，我國球團(tuán)工藝脫硫目前還未被提上日程，這主要是因為我國燒結(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，但總的來說并未形成氣候。
燒結(jié)煙氣量大且二氧化硫濃度低，脫硫設(shè)備投資大且運行費用高，副產(chǎn)物復(fù)雜，處理難度大，國內(nèi)可借鑒的同類示范工程少，這些問題阻礙了燒結(jié)脫硫的實施。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%。每個燒結(jié)脫硫項目的金額從5000萬元到2億元不等，主要取決于燒結(jié)機(jī)的大小、現(xiàn)場條件和脫硫技術(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，收效甚微。巨大的投資、較高的運行費用和較大的技術(shù)風(fēng)險，使鋼鐵企業(yè)燒結(jié)脫硫裹足不前。
此外，缺少建設(shè)場地，脫硫副產(chǎn)物難以利用也為燒結(jié)脫硫的開展增加了難度。由于歷史的原因，我國很大一部分燒結(jié)機(jī)建成年代較早，設(shè)計和建設(shè)時都沒有預(yù)留燒結(jié)脫硫項目建設(shè)場地，造成現(xiàn)在即使想建脫硫裝置也無地可建的局面。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。由于我國存在大量廉價天然石膏，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-石膏法存在場地不夠、副產(chǎn)物無法利用的問題。
此外，政策支持力度不夠，企業(yè)脫硫的積極性有限。由于目前我國燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用尚處于起步階段，相對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。國家政策上缺乏對燒結(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)運行費用昂貴又無直接經(jīng)濟(jì)效益的脫硫設(shè)施，從而影響我國燒結(jié)機(jī)技術(shù)裝備水平的進(jìn)一步提升，以及燒結(jié)脫硫的實施。
面對存在的問題，業(yè)內(nèi)專家提出以下對策：
一是研發(fā)適應(yīng)我國國情的燒結(jié)機(jī)脫硫技術(shù)和裝備。從國外燒結(jié)脫硫發(fā)展和我國電廠脫硫發(fā)展來看，其技術(shù)路線不完全適合我國燒結(jié)脫硫的實際情況。我國燒結(jié)脫硫應(yīng)根據(jù)自身特點，對各種有成功業(yè)績的脫硫工藝進(jìn)行合理消化吸收，在此基礎(chǔ)上加快發(fā)展適合我國國情的技術(shù)和設(shè)備，降低投資和運行費用，并加緊研究開發(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)和裝備在國內(nèi)推廣應(yīng)用。國內(nèi)應(yīng)積極建設(shè)燒結(jié)脫硫示范工程，開展技術(shù)交流與合作，并迅速將先進(jìn)技術(shù)推廣到其他企業(yè)。對一些重大項目，國家和地方政府應(yīng)給予資金補(bǔ)助和支持，減少企業(yè)獨立承擔(dān)的技術(shù)風(fēng)險。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)積極主動承擔(dān)燒結(jié)脫硫設(shè)計和建設(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。國家應(yīng)建立獎懲機(jī)制，利用財政、稅收、價格、行政等手段給予脫硫企業(yè)一定優(yōu)惠，降低企業(yè)實際投資和運行費用，提高企業(yè)脫硫的積極性。同時，征收二氧化硫的排污費用，大大增加企業(yè)不脫硫的排污成本，并鼓勵發(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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