冶金企業節能減排與煙氣脫硫技術現狀和發展趨勢

田野 張曉琳 王志成 李井斌

摘 要：冶金行業在生產過程中，將產生大量的二氧化硫以及多種有毒有害氣體或者顆粒物，不僅給自然生態環境造成嚴重污染，同時，也給人們的身體健康構成直接威脅。面對這一嚴峻形勢，近十年來，國家針對冶金等重污染行業，提出了最為嚴格的“超低排放”要求，為了響應國家號召，冶金行業不斷對脫硫技術進行創新升級，通過實踐應用，二氧化硫以及顆粒物等污染物噸鋼排放降幅達到60%以上。因此，本文將著眼于冶金企業節能減排與煙氣脫硫技術的應用現狀，以及未來發展趨勢展開論述。

關鍵詞：冶金企業;節能減排;煙氣脫硫技術;現狀;發展趨勢

煙氣脫硫主要包括濕法、半干法以及干法三種脫硫工藝，而石灰—石膏技術、海水脫硫技術、磷銨復合肥技術、噴霧干燥技術、密相干塔技術則是冶金企業生產過程中較為常用的煙氣脫硫技術。近年來，隨著各種新興脫硫技術的相繼問世，冶金企業的煙氣脫硫效果得到顯著改善，在確保正常生產工藝流程的基礎上，二氧化硫等大氣污染物的總排放量大幅減少，冶金企業也實現了經濟效益與環保效益雙豐收的美好愿景。

1 冶金企業節能減排與煙氣脫硫技術應用現狀分析

1.1 石灰—石膏脫硫技術

石灰—石膏法屬于典型的濕法脫硫工藝，其脫硫原理是通過吸收塔噴淋漿液與漿液池氧化等措施，達到脫除二氧化硫的目的。在吸收塔內，SO2 和CaCO3發生化學反應，生成CaCO3和CO2，SO3與CaCO3發生化學反應，生成CaCO4和CO2，石膏的初級沉淀物在氧化作用下生成CaSO4.2H2O（s），同時，亞硫酸鹽與鈣離子發生化學反應生成CaSO3.1/2H2O（s），在這一反應過程中，吸收塔可以有效脫除二氧化硫、HCl和HF等污染物，即碳酸鈣與HCl和HF發生中和反應，最終煙氣中的二氧化硫生成了穩定的、無害、無污染的CaSO4（石膏）。由于該方法反應速度快、脫硫效率高、設備運行安全穩定，而且反應過程中所需的吸收劑，即石灰石粉來源渠道較為廣泛，因此，這種濕法處理工藝是冶金企業最為常用的一種脫硫技術類型。

1.2 海水脫硫技術

海水脫硫主要以天然海水作為脫硫吸收劑，以達到脫除煙氣中二氧化硫的目的。該方法可以就地取材，節省大量的淡水資源，當天然海水吸收二氧化硫等污染物以后，將直接生成海水中的天然組成，即硫酸鹽，因此，整個處理過程不會產生其它的廢棄物。而且采用這種方法，其脫硫效率能夠達到90%以上，另外，在前期脫硫項目投產建設以及項目運營過程中，投入的費用相對較低[1]。但是，應用該技術脫除煙氣中的二氧化硫，最終的排放物再次排入海洋，勢必對海洋環境造成二次污染。因此，在應用海水脫硫技術時，首先應當測定排放物中的PH值、COD、懸浮顆粒、重金屬含量等指標，滿足國家及行業標準的方可排入海水當中。

1.3 磷銨復合肥脫硫技術

磷銨復合肥脫硫技術即PAFP法，這種脫硫工藝濕法脫硫范疇，在脫硫過程中，主要利用天然磷礦石以及氨元素作為處理原料，煙氣脫硫流程涉及一級脫硫，即生成稀硫酸過程，稀硫酸萃取磷礦石獲得稀磷酸溶液過程，磷酸與氨的中和液的二級脫硫過程，以及料漿濃縮干燥劑生成磷銨復合肥過程。目前，由于該技術在實際應用當中，脫硫效率較低，而且化學反應過程不穩定，因此，關于該技術的實際應用案例少之又少。

1.4 噴霧干燥脫硫技術

噴霧干燥脫硫技術屬于半干法脫硫工藝，歷經近半個世紀的發展和演變，該技術日漸成熟，其脫硫效果可以達到70%以上，據實驗數據表明，二氧化硫的脫除率最高能夠達到98%。主要脫硫原理是：吸收劑漿液被霧化后，直接噴入吸收塔內，在吸收塔當中，吸收劑與煙氣中的二氧化硫發生化學反應，生成干粉狀固體顆粒，其中，一部分生成產物在吸收塔內被分離，另一部分則進入到電除塵器當中，而完成脫硫過程。這種脫硫技術由于除塵器在長時間運行過程中，除塵器溫度常常低于露點溫度，在壁面上凝結大量酸液，而腐蝕除塵器壁面，縮減除塵器的使用壽命。

1.5 密相干塔脫硫技術

該技術屬于一種較為先進的半干法脫硫技術，由于脫硫裝置占地面積小，脫硫效率高，消耗水量低，投入成本少，而且在脫硫過程中產生的副產物易于回收處理。因此，在冶金企業脫硫工藝中使用頻率相對較高。但是，在脫硫過程中使用的脫硫劑與煙氣之間容易出現不發生化學反應的情況，導致部分活性灰外排，而給自然生態環境造成二次污染。基于這一弱勢，技術研發人員不斷對密相干塔技術進行創新改進，并取得了較為理想的實際應用效果。

2 冶金企業節能減排與煙氣脫硫技術的發展趨勢

2.1 濕法脫硫技術逐步被取代

目前，國內外的冶金生產企業在脫硫過程中，已經很少使用石灰—石膏等濕法脫硫技術，而半干法與干法脫硫技術逐步成為脫除二氧化硫等有害物質的首先處理方案。因此，在未來一段時期，國內的冶金企業在建立脫硫項目時，將逐步向半干法與干法工藝過渡，這也是我國冶金企業脫硫技術應用的必然發展趨勢[2]。

2.2 綜合性凈化技術取代單一性脫硫技術

近年來，國家對冶金企業在生產過程中產生的二氧化硫等污染物的現實問題高度重視，并制訂出臺了“冶金行業大氣污染物排放標準”，在標準當中，對二氧化硫、二惡英等污染物的排放標準做出了明確規定，這就需要冶金企業在掌握脫硫技術的同時，必須同時兼顧考慮脫硝技術、脫HF、HCl技術、脫PCDD技術以及脫重金屬技術，因此，脫除多種有害物質的綜合性凈化技術將取代傳統的單一型脫硫技術，這勢必會給冶金企業的可持續穩步發展帶來生機與活力。

2.3 消除二次污染，提高副產物綜合利用價值

冶金企業在脫硫過程中，將產生大量的石膏等副產物，由于石膏當中含有結晶硫酸鈣，如果不及時予以處理，將對自然生態環境造成二次污染。近年來，冶金企業主要針對石膏副產物的綜合利用問題進行深入探討和實踐，使石膏副產物成為一種廣受好評的建筑材料。比如建筑β型石膏，主要是由二水脫硫石膏在不飽和水蒸汽當中經過脫水、干燥、研磨而成。實驗測定結果顯示，這種建筑材料具有品位高、雜質少、強度高等特點，比天然石膏的強度要高出40%以上，因此，在建筑行業得到普遍推廣和應用。

結束語：

節能減排是冶金企業常抓不懈的一項重點工作，尤其在應用煙氣脫硫技術時，技術人員應當積極借鑒先進的、成熟的經驗，不斷對現有脫硫技術進行創新改良，同時兼顧考慮脫除多種污染物的綜合凈化技術，建立一套科學完善的煙氣脫污除污機制，為企業創造更多的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]楊忠祥，周勇，夏春波.冶金企業煙氣脫硫工程項目評價研究[J].信息記錄材料，2018，19（5）：14-15.

[2]王衛紅.探究鋼鐵行業燒結煙氣脫硫脫硝聯合治理技術[J].設備管理與維修，2020（10）：108-109.

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