钢铁厂烧结烟气脱硫技术的研究进展

秦玉杰

河钢集团唐钢公司 河北唐山 063000

目前我国在钢铁厂烧结烟气的脱硫技术方面，已经提出了关于二氧化硫的控制方式、脱硫技术应用标准，在未来发展的进程中为增强脱硫技术应用的水平，需重视各项工作的有序执行、有效实施，保证脱硫的水平。

1 钢铁厂烧结烟气脱硫技术的研究现状

新时期的环境下为增强资源的利用效果，我国钢铁厂的烧结烟气脱硫技术应用开始向着能够进行资源回收利用的方向进步，在多年来技术的研究、开发过程中，目前钢铁厂的烧结烟气脱硫技术方面，已经开始研究以下几种技术：

1.1 石灰石/石膏脱硫技术

当前在相应的脱硫生产过程中，采用石灰石材料、石灰乳浊液材料，可以全面吸收烧结烟气之内所含有的二氧化硫成分，之后形成半水硫酸钙物质或是石膏物质，此类技术在应用的过程中成熟度很高，脱硫效果可以达到91%。目前美国和德国已经开始广泛性的运用，但是，由于设备投资成本高、使用的过程中费用难以控制，结构较为复杂，占地面积很大，非常容易出现腐蚀问题、磨损问题、管路堵塞的问题，因此，钢铁厂在对烧结烟气进行脱硫处理的过程中，需要适当考虑实际情况引用此类技术。

1.2 钢渣石膏脱硫技术

从本质层面而言，钢渣石膏脱硫技术和石灰石脱硫技术的原理大致相同，就是通过钙元素使得硫元素能够从气相的状态转变成为固相的状态，将炼铁转炉中的废弃钢渣制作成为钢渣乳液作为吸收剂材料，生成石膏副产品。此类脱硫技术在应用期间可以提升废弃钢渣的利用率，降低石灰石粉材料的应用数量，除了能够减少成本之外，还能保证经济效益，但是需要注意，技术应用期间容易出现结垢的现象，并且产品利用的难度高，所以钢铁厂需结合本身的工艺特点、烧结烟气脱硫处理的要求等，合理选用此类技术。

1.3 氨硫铵法脱硫技术

目前的研究领域中强调氨硫铵法脱硫技术应用过程中，将钢铁厂的烧结烟气脱硫工作全面的和焦化煤气脱氨技术相互整合，形成将有害气体转变成为有利资源的处理技术模式，在操作过程中将氨水当做是主要的吸收剂材料，对烟气中所含有的二氧化硫进行洗涤处理，之后会生成硫铵的成分。对于钢铁厂中所存在的焦炉来讲，烧结废气中使用此类技术，不仅可以保证脱硫的成本在合理范围之内，还能不断增强脱硫处理的工作效率和效果，但是还是存有不足之处，主要表现在废水排放难度高等方面，因此，钢铁厂在应用氨硫铵法期间应重点建设废水的排放系统，增强废水处理水平的同时保证脱硫工艺的应用成效。

1.4 电子束氨脱硫技术

技术在应用的过程中强调使用能量很高的电子束，在其照射之下烟气中各类气体分子会形成辐射反应、水蒸气也会有着相应的反应，最终会生成数量很多的离子自由基活性物质成分，之后活性离子会和二氧化硫相互之间发生反应出现硫酸物质，在此之后氨反应生成硫酸铵，技术在应用期间不仅能够增强脱硫的效果，还可以起到脱硝的作用，操作的方式非常简单，不会生成废水或是废渣，所形成的废弃物，甚至能够当做化肥进行回收利用。但是需要注意的是，系统运行期间安全性能低、操作成本较高，因此，钢铁厂在应用此类脱硫技术期间，应重点管理系统运行安全性，严格控制成本，保证脱硫效果。

1.5 活性焦脱硫技术

技术的应用强调将碳材料当做是主要的脱硫剂，属于目前我国炭法脱硫技术领域中非常重要的部分，不仅能够去除烧结烟气中的二氧化硫成分，还能去除废气中的部分有害气体，机械设备在应用的过程中占地面积很小，所形成的副产品在加工处理之后还能够再次利用，但是机械设备应用期间成本高，很容易出现腐蚀问题，其中的硫资源回收利用难度高，因此，在应用的过程中，必须强化技术的改进力度，重点运用烧结烟气中二氧化硫与高含水量的特点，适应性的结合二氧化硫浓度波动规律，使用活性焦技术去除烟气中所含有的铁氧化物危险成分，同时还需研究开发新型的碳材料与脱硫工艺炭法，从而提升技术应用的简易性程度。

1.6 密相干塔脱硫技术

采用干粉状态的钙基当做是主要的脱硫剂材料，将其与密相干塔设备、除尘器设备处理之下生成的循环灰相互整合，设置在加湿器之内，实现增湿消化的目的，使得混合灰当中的含水量维持在4%左右，加湿处理以后的循环灰会从塔的上部分位置经过料口进入到塔内部区域。此类技术应用过程中，能够减少脱硫剂的使用量，预防出现水资源损耗的问题，适应性也很高，脱硫的环境较为干燥，但是在应用期间，很容易导致提升机设备将循环物料或者是吸收剂从吸收塔的顶部倒入，难以有效控制水分的蒸发效果，顶部区域出现漏风问题的几率很大，并且在塔的内部区域设置的搅拌器设备，会导致物料扰动性增大，埋下安全隐患。

1.7 内外双循环流化床脱硫技术

当前我国多数钢铁厂所建设的烧结机设备没有设置预留脱硫的部分，在设备运行期间如果增加设置脱硫基础设施，很容易出现占地面积过大的问题，而循环流化床半干脱硫技术应用过程中的操作非常简单，与湿法脱硫技术相比投资会减少55%左右，运行维护的成本较低，钙硫比在1.2的情况下脱硫效率就能够达到86%以上，可以符合钢铁厂在烧结烟气脱硫方面的标准要求。同时技术应用过程中设备占地面积小，可以提升空间利用率，并且技术的应用不会产生废水，脱硫产物在综合处置之后不会出现二次污染的现象。所以，建议钢铁厂在烧结烟气脱硫处理过程中，积极运用内外双循环流化床技术，如图1所示，设备在应用期间一共分成两级分离的系统、内部与外部双重循环的脱硫设备，借助吸收剂材料实现多次再循环的处置目的，提升吸收剂和烟气相互之间的接触效果，在保证脱硫剂利用率的情况下，增强脱硫操作的整体效率。循环流化床应用的过程中，内部的循环会使得床体结构有激烈湍流的现象，可以进一步提升吸收剂材料在二氧化硫方面的吸收效果，在颗粒相互碰撞的情况下剥离吸收剂表面的部分，预防出现孔堵塞的现象，使得吸收剂的活性维持在良好范围。应用这类技术的过程中，应合理设置硫化设备、脱硫反应塔设备、一级惯性分离器设备、二级旋风分离器设备、脱硫灰回送系统、添加机构控制系统等。操作过程中烧结烟气会经过脱硫塔下的文丘里设备，对脱硫剂材料、脱硫灰材料等流化处理，上部分的喷水嘴可以喷出水分，与烧结烟气、脱硫剂材料、脱硫灰材料之间全面混合，实现半干类型的脱硫反应。其中分离塔的顶部区域所设置的一级惯性分离器设备，能够实现大量烟气的初步分离处理目的，所分离的脱硫灰会凭借着本身的重力作用进入到脱硫塔内部区域，起到内循环的促进作用。在烧结烟气初步分离处理之后，会进入到二级旋风分离器设备之内，达到二次分离的目的。所有分离操作结束之后，通过静电除尘器设备对烟气除尘处理，然后螺旋给料设备会将脱硫灰送入到脱硫塔内部，进行外循环处理。

图1 技术的应用原理

该技术应用的过程中，无需设置浆液喷嘴，只需将水分和空气喷入即可，所以不需要设计浆液制作的系统、喷出浆液的系统，不仅能够节约材料、降低成本，还可以借助一级惯性分离器设备增强脱硫剂材料内部循环的效率，降低出塔气体中含有烟尘的浓度，减少除尘器设备运行负荷，增加使用的寿命。并且技术在应用期间烟气能够在低温的环境下处理，脱硫的效果较高，钙元素的利用效率良好，钙硫比低，一般在1.1左右，可保证所有材料的利用效果。同时，床料应用过程中大约有97%左右会参与循环的操作，脱硫的有效性会有所提升。另外，利用对喷水数量的控制，还能确保脱硫塔在与烟气绝对饱和温度相互接近的状态下运作，降低液体的蒸发速度，增加二氧化硫和脱硫剂材料之间接触与反应的时间，保证整体的脱硫有效性。从实际情况而言，脱硫剂材料在应用的过程中，整体脱硫流程处于较为干燥的环境，在脱硫之后所产生的副产品主要就是硫酸钙成分亚硫酸钙成分与灰分成分相互之间混合的物质，湿度在1%之内不会出现粘结的现象，可以通过综合利用的方式与抛弃的方式等进行副产品的处置，尤其在抛弃处理之后脱硫灰表面区域会形成硬度较高的外壳，预防出现向周围区域土壤渗透的问题，综合处置以后的副产品还能当做建筑工程区域中所使用的材料，回收利用的价值很高，因此，钢铁厂在烧结烟气的脱硫工作中可采用此类技术[1]。

2 钢铁厂烧结烟气脱硫技术的应用注意事项

2.1 焦化氨水脱硫剂的应用

传统的钢铁厂生产工作中会形成大量荒煤气，其中含有一定程度的氨，而氨有属于烟气脱硫期间非常重要的脱硫剂材料，如果随意排放荒煤气，不仅会浪费氨资源，还会引发环境污染的问题。因此，在现阶段的研究中强调荒煤气中氨的提取，借助磷酸有效性萃取氨成分，制作成为浓度为9%的氨水，将其当做脱硫过程中的原材料，但是需要注意，氨脱硫剂制作的过程中需要系统加热处理，很容易出现严重的沸腾现象，因此需要通过一系列的研究、开发、创新措施进行处理，在氨脱硫剂生产的环节中结合实际情况添加表面活性剂，适当延长氧化时间，这样在一定程度上就可以利用荒煤气中的氨进行脱硫处理，提升资源的利用率，减少生产成本。

2.2 脉冲搅拌装置设备的应用

近年来我国在钢铁厂的烧结烟气脱硫处理的过程中，经常会出现脱硫污泥难以清理的现象，常规性清理技术的应用难度高，取得的效果低，而在一系列研究之后发现，在主塔底部、副塔底部的区域中设置玻璃钢脉冲设备，能够替代传统性的搅拌泵设备，利用脉冲的形式增强脱硫泥浆的搅拌效果，然后利用副塔区域的输送泵设备将所有的泥浆运输出去，预防脱硫过程中的泥浆残留问题，并且装置设备应用的便利性极高，脱硫污泥去除效果良好。

2.3 硫铵溶液的提纯新技术

钢铁厂的烧结烟气系统在实际运行期间可能会出现很多烟尘，聚集在硫铵母液之内，如若不能及时性的做出处理，将会导致硫铵的质量不能符合标准。传统的处理工作中主要采用过滤的方式去除母液渣泥，所过滤的渣泥需要安排专业的人员进行运输处理，耗费的成本较高，可能会出现环境污染的问题。经过多年来的技术研究和分析，研制出新型的沉淀罐的污泥去除方式，罐体结构分成上层、下层两个部分，使用排污阀隔离，下层区域属于渣池的结构，将硫铵母液设置在沉淀罐之内，在污泥沉淀到下层区域，就可以将上部分的清液输入到存储设备之内，之后将下层污泥排出，这样不仅可以保证硫铵的提纯效果，还能增强脱硫的有效性[2]。

3 结语

综上所述，目前我国钢铁厂在烧结烟气脱硫处理的过程中已经开始不断运用各类先进的脱硫技术，不仅可以增强整体的脱硫效果，还能保证操作有效性。但是，不同脱硫技术的应用存在不同的优缺点，因此，钢铁厂应结合自身的烧结烟气脱硫需求、成本特点等，针对性与适应性的选用技术措施，明确脱硫技术注意事项，保证整体工作水平。