高效脱除钢铁烧结机多组分污染物实现工业化应用
来源：中国环境报 阅读：2140 更新时间：2009-11-18 15:30目前，福建省三钢(集团)有限责任公司(以下简称“三钢”)2#180m2烧结机烟气多组分污染物脱除装置已经成功运行两年。这套由福建龙净脱硫脱硝工程有限公司自主研发的LJS循环流化床烧结烟气多组分污染物干法脱除装置，不仅能够脱除二氧化硫，还可以脱除三氧化硫、氯化氢、氟化氢等，脱硫率达到90％以上，最高可达98％。两年来，企业减少二氧化硫排放量1.2万吨，成为全国惟一获得示范工程的烧结机干法烟气脱硫项目。
烧结机脱硫为什么难？
烧结烟气成分复杂，波动性较大，治理难度大；脱硫副产物成分复杂
钢铁行业二氧化硫主要由烧结球团烟气产生，占钢铁企业排放总量70％以上，个别企业达到90％左右(不含燃煤自备电厂产生的二氧化硫)。据统计，2008年全国重点统计的钢铁企业二氧化硫排放量约110万吨，其中烧结二氧化硫排放量约80万吨，占排放总量的40％～60％。因此，控制烧结机生产过程二氧化硫的排放是钢铁企业控制二氧化硫污染的重点。
我国钢铁行业烧结烟气成分复杂，波动性较大，给治理带来很大难度。首先，烟气量大，二氧化硫浓度、流量和温度变化大。比如，一吨烧结矿产生烟气 4000～6000m3，二氧化硫浓度400～5000mg/Nm3之间变化，温度则在80℃～180℃之间变化，流量的变化幅度高达40％以上；其次是水分含量大且不稳定，一般为10～13％；含氧量高，一般为15～18％；烟气中还含有多种污染成分，除含有二氧化硫、粉尘外，还含有重金属、二恶英类、氮氧化物等。这些特点都在一定程度上增加了钢铁烧结烟气二氧化硫治理的难度。
另一方面，脱硫副产物利用途径少，由于烧结烟气脱硫产生的副产物成分复杂，目前还缺乏有效的利用途径。另外，脱硫装置投资大、运行费用高，烧结脱硫装置投资约占烧结机投资的20％～50％，吨烧结矿脱硫运行成本5～14元，成为制约安装脱硫装置的重要因素。
自主研发适合国情的干法脱硫装置
7项创新成果高效脱除多组分污染物
由于欧洲一些国家烧结矿含硫量低，烧结烟气基本不采取脱硫，几乎没有干法烟气脱除技术在钢铁行业烧结机烟气净化领域成熟工业应用。因此，钢铁烧结机脱硫技术很难引进或借鉴国外的技术。在这种背景下，福建龙净脱硫脱硝工程有限公司依靠自己的科技力量，研发出LJS烧结烟气多组分污染物干法脱除工艺技术及配套装置，成功实现了在烧结机烟气治理上的工业化应用。
这套装置是针对烧结机特殊的运行工况、复杂的烟气成分进行开发研制的。整套装置设有双级污染物反应区(高温快速反应区、低温湍动反应区)，采用防潮、高浓度、高效率脱硫后高含尘专用布袋除尘装置，自主研发的大流量抗磨物料空气输送斜槽实现吸收剂的循环利用，设置无动力自适应烟气补偿系统实现反应器的烟气量稳定控制，采用单根大流量高压超细雾化喷嘴实现均匀的烟气降温，整个装置能够实现高效的多组分污染物脱除效果。
脱除污染物的吸收剂在脱硫反应塔的高温快速反应区加入，先行脱除烟气中的氯化氢、氟化氢等强酸性污染物。
经过烟气加速区后，进入激烈湍动反应区，在这个反应区里烟气流速较低，保证烟气中含量较多的二氧化硫、三氧化硫、重金属等污染物在反应器中有足够的停留时间，提高与吸收剂发生接触的几率。同时经高压雾化水降温，确保难度极大的气(烟气中的污染物)固(吸收剂)之间的反应转为反应迅速的离子反应。另外，由于水化和激烈湍动气体的双重作用，烟气中细微颗粒物逐渐聚集，形成直径较大的颗粒絮状物，非常适于布袋的捕集。被净化的烟气进入布袋除尘器进行分离，分离下来的未反应完的吸收剂，输送斜槽返回反应器的快速反应区继续参与反应，实现吸收剂的充分利用，降低整套装置的运行成本。
福建龙净环保股份有限公司副总经理张原介绍说，LJS烧结烟气多组分污染物干法脱除装置拥有7项创新成果。
其中，针对钢铁烧结烟气氯化氢含量高的特点，龙净研发出双段式湍动反应床结构的反应器，在高温区脱除氯化氢，提高了物料流动性，有利于物料再循环系统工作的可靠性；采用大容量无动力自适应烟气补偿系统，满足烧结机烟气量波动大、经常短时间停机检修的工况需求；采用称重式流化槽结合双路变频给料机，满足烧结机烟气含硫及其他多组分污染物浓度大幅度变化所带来的吸收剂精确给料的要求；采用高床层密度湍动反应器，提高工艺注水的蒸发效果，适应烧结机高湿烟气的特点；双段式、高密度反应床＋布袋除尘器，大大延长脱硫剂与二氧化硫的接触时间，增强烟气多组分污染物的脱除效率，一体化脱除烧结烟气中多种污染物；LJS装置具有系统简洁、占地面积小、布置灵活的优点，能很好地适应现有烧结机未预留烟气净化装置场地、可利用空间狭小的现状；采用双级串联式变频石灰给料装置和三级深度消化器，提高了消化系统对低纯度石灰的适应性。
三钢180m2烧结机项目应用效果显著
二氧化硫脱除率、粉尘排放等均达到或优于设计指标
经福建省环境监测中心站监测，三钢180m2烧结机的LJS烟气多组分干法脱除装置，二氧化硫脱除率达到97.6～98.6％，排放浓度为 68～108mg/Nm3，粉尘排放为3.6～4.0mg/Nm3，均达到或优于设计指标。国家环境分析测试中心的测试表明，铅、镉、汞等重金属脱除效率达到99.5％，三氧化硫、氯化氢的脱除率达到96.6％。脱硫副产品可以替代石膏添加于水泥，或者用于高速公路柏油路面稳定剂、建材填充料等。
张原告诉记者，三钢LJS烧结烟气多组分污染物干法脱除系统成功投运后，引起了包括宝钢在内的国内特大型钢铁企业公司的关注，福建省环保厅还向全省各钢铁企业推荐这项技术。
2008年10月，宝钢股份梅山分公司新建一台400m2烧结机，放弃自主开发的湿法工艺，决定配套龙净LJS烧结烟气干法脱除工艺。项目于今年8月投入运行。投运数据显示，脱硫率稳定达到95％以上。
