探究冶金行业烟气脱硫现状

曾 勇，苗应龙，吴国明

（江西铜业铅锌金属有限公司，江西 九江 332500）

1 我国冶金行业SO2排放现状

我国作为世界制造大国，冶金行业运营过程中会产生大量SO2烟气，不仅威胁我国生态环境，更威胁着国民的生命健康。近几年来我国钢产量大幅增加，我国加大了对SO2的处理措施，我国从“十一五”期间在冶金行业投放大量脱硫装置，有效减少了SO2的排放量。很多企业开始使用含硫量低的原材料，让SO2排放量显著减少。我国使用烧结工艺有效减少了烟气排放量。在我国很多钢铁企业中，受到资金的限制，脱硫技术的约束，在烟气脱硫上仍然处于起步状态[1]。我国目前多使用小烧结机进行脱硫的处理。这种设备的可靠性有待加强，还需要进一步研究脱硫工艺，研制脱硫设备，降低烟气排放量。

2 烟气脱硫存在的问题

目前我国烟气脱硫仍然面临着一些问题，具体内容如下：①技术创新，我国脱硫工艺经过多年的发展已经逐渐成熟，但是在脱硫效率和回收利用上仍然留有较大的发展空间，还需要行业内人才加大研发力度，推动技术研发，提高脱硫效率。②目前脱硫装置的安装和使用需要花费较高的费用，加重企业的经济负担。很多脱硫项目是在老厂基础上进行改造的，脱硫系统安装空间相对狭窄，需要研发占地面积小，功能强大的设备，解决这一难题。③由于当前脱硫副产物没有得到全面应用，造成企业还需要投入额外资金处理副产物，不仅加重企业经济负担，更造成资源的浪费，不利于能源的节约[2]。如硫酸铵虽然可以当做化肥得到应用，但由于硫酸铵质量得不到保障，很难将其直接应用于农业中。对于上述问题还需要行业领域加大研发力度，推动技术和设备的研发，提高脱硫效率，提高副产物的利用率。

3 我国常见烟气脱硫工艺分析

3.1 石灰石-石膏法

目前国内外应用最广泛、技术发展最成熟的脱硫技术就是石灰石-石膏法。我国拥有该项技术的企业有很多家，大部分企业属于电力行业，使用旋喷气冲湿法脱硫处理。这种脱硫工艺利用石灰石作为吸收剂，石灰石价格低廉，容易获得，且能够达到良好的脱硫效果。将一定比例的石灰石粉和水进行混合，作为吸收剂放入吸收塔中，待烟气和吸收浆液完全混合，SO2和CaCO3充分反映，被有效脱除，得到石膏。经过脱硫处理后，烟气经过除雾器能够排除细小液滴，从烟囱中排除。脱硫形成的石膏浆液离开吸收塔，经过脱水处理后可以制作成石膏继续应用。

这种脱硫工艺安全稳定，脱硫效率可以达到95%以上。工业化处理应用范围更加广泛，烟气的处理量更大，能够适应较强大的负荷变化能力。而吸收剂使用石灰石，成本低廉，副产物的石膏可以替代天然石膏得到继续应用。这种工艺经过多年的使用，不断完善，脱硫效率得到不断优化。但该工艺需要较大空间运转，投资费用和运行费用都较高，同时会排放少量污水，生成的脱硫石膏大多直接填埋或者用于烧砖，利用率较低。

3.2 氨-硫铵法

使用氨-硫铵法进行脱硫处理，使用氨水以及亚硫酸铵溶液混合物作为吸收液，吸收液经过循环泵进入吸收塔，烟气进入脱硫塔，经过充分反应后，再进行除雾器除雾处理，通入烟囱排出。吸收液使用一段时间后，达到一定浓度，可以通过氧化处理生成硫酸铵。该脱硫工艺使用氨作为吸收剂，氨的活性比钙基更高，能够达到更高的脱硫效率，副产品是一种高效化肥，可以带来良好的经济效益。

同时氨作为常见化工原料，容易获取，但是成本较高。高浓度氨水是危险品，对于保存环境具有更高的要求，由于硫酸铵腐蚀性更强，脱硫工艺更加严格，因此这种工艺的运行费用以及投资费用都比石灰石脱硫费用要高。脱硫中间产物为硫酸氢铵容易分解生成氨气，氨气的泄露，将对环境造成污染。因此氨-硫铵法的脱硫工艺需要限制其使用范围。在钢铁企业中，焦化厂产生大量含氨废水，按照烧结厂以及焦化方式，能够使用焦化厂中形成的含氨废水进行脱硫工艺，可以降低脱硫成本。

3.3 循环流化床

在该工艺中，烟气从炉膛排出，经过除尘器处理后，进入吸收塔，高温烟气和吸收剂以及循环脱硫灰充分混合。经过脱硫反应后，能够通过文丘里管加速，让气流冲击吸收剂和循环脱硫灰，构成了流化床，进行脱硫反应[3]。在出口扩管段设置喷水装置，雾化水喷入后，让颗粒表面增湿，并降低烟气的温度，对脱硫效果产生改善作用，吸收剂可以和SO2充分反应，副产物为亚硫酸钙，亚硫酸钙可以进入除尘器。最后除尘器收集的固体颗粒能够重新回到吸收塔中再次利用，形成循环。剩余的灰渣可以排出灰仓。该工艺运行和维护的成本较低，且不需要过多的空间运行。该工艺用水量少，不需要考虑防腐问题。但是该工艺的副产品中亚硫酸钙含量较高，无法直接使用，脱硫剂利用效率相对较低。系统需要在干态运行，导致系统受到了严重的磨损。

3.4 烟道喷射干法

该脱硫工艺是针对烧结机机头烟气进行处理的工艺，使用NaHCO3作为脱硫剂，将SO2去除，并将烟气中的重金属等去除掉。该系统有袋式除尘器以及喷射烟道构成，脱硫流程较为简单，相比于半干法，该工艺不使用水雾化设备以及吸收塔，避免了脱硫工艺不稳定的弊端。脱硫工艺的副产品主要为粉状的硫酸钠，可以用于制造玻璃和纸。但是该工艺使用脱硫剂是小苏打，成本较高，限制了该技术的应用。小苏打的成本远超过石灰石成本，企业选择该材料用于脱硫，将面临巨大的经济成本，加重企业经济负担。只有少量企业使用该项工艺进行脱硫处理，脱硫处理副产物可直接用于生产玻璃和造纸中，给企业带来一部分经济收益，填补脱硫工艺处理的投资。

4 结论

综上所述，本文先简单阐述了我国冶金行业SO2排放现状，通过分析烟气脱硫存在的问题，详细研究了几种典型的烟气脱硫工艺，分别为石灰石-石膏法、氨-硫铵法、循环流化床、烟道喷射干法。这四种脱硫工艺各具优势，但也存在着成本高、占地面积大、副产物污染、脱硫效率等一系列问题。为保证冶金行业脱硫效益，还需要继续研发脱硫工艺，研发脱硫设备。