河北省鋼鐵行業(yè)脈沖布袋除塵器燒結(jié)煙氣排放及治理
河北省鋼鐵企業(yè)很多，粗鋼,、生鐵,、鋼材產(chǎn)量居全國第一位，同時(shí)鋼鐵企業(yè)污染嚴(yán)重,，排放的污染物逐年增加,，對(duì)環(huán)境危害很大，影響人們的身體健康,，對(duì)燒結(jié)機(jī)脈沖布袋收塵器進(jìn)行煙氣脫硫十分緊迫和必要,。河北省鋼產(chǎn)量從2000年的0.12億噸上升到2008年的1.16億噸，8年時(shí)間翻了9.5倍鋼產(chǎn)量升至占全國總產(chǎn)量的23%,，占世界產(chǎn)量的8.72%,。河北省是鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大省，粗鋼產(chǎn)量多年居全國第一,。燒結(jié)機(jī)燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生的煙氣復(fù)雜,、波動(dòng)性大，由于工藝技術(shù)等原因,，當(dāng)前脈沖布袋除塵器燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工作推進(jìn)不理想,，已建成的燒結(jié)煙氣脫硫裝置在運(yùn)行當(dāng)中還存在不少問題。掌握燒結(jié)煙氣特點(diǎn),、脫硫現(xiàn)狀,、鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策才能更好推進(jìn)燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工作。
河北省鋼鐵企業(yè)眾多,，經(jīng)調(diào)查達(dá)165家,，其中涉鐵、涉鋼企業(yè)146家,，獨(dú)立燒結(jié)球團(tuán)企業(yè)19家,。全省共有燒結(jié)機(jī)(含球團(tuán))523座、高爐396座,、轉(zhuǎn)爐(含電爐)325座,。
粗略估算,，河北省粗鋼產(chǎn)能近3億噸，2008年全省粗鋼產(chǎn)量為1.16億噸,，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,。另一方面，河北鋼鐵集團(tuán),、唐山國豐,、天津天鐵、河北津西,、河北敬業(yè)等粗鋼產(chǎn)量最多的前10家鋼鐵企業(yè)產(chǎn)量約占河北省粗鋼總產(chǎn)量的55.55%,。企業(yè)規(guī)模小而且分散，產(chǎn)業(yè)集中度低,，燒結(jié)機(jī)利用臺(tái)時(shí)較低,，無序競爭突出。河北省燒結(jié)機(jī)總面積31065㎡,，平均單臺(tái)燒結(jié)機(jī)面積為103㎡,，低于全國平均水平19㎡。其中90㎡及以下燒結(jié)機(jī)198臺(tái),，面積11513㎡,，分別占燒結(jié)機(jī)總數(shù)和面積總量的65.78%，37.06%,；90㎡~180㎡燒結(jié)機(jī)42臺(tái),，面積4829㎡，分別占燒結(jié)機(jī)總數(shù)和面積總量的13.95%,、15.54%,；180㎡(含)~300㎡燒結(jié)機(jī)46臺(tái)，面積9458㎡,，分別占燒結(jié)機(jī)總數(shù)和面積總量15.28%,，30.45%；300㎡及以上燒結(jié)機(jī)14臺(tái),，面積5265㎡,，分別占燒結(jié)機(jī)總數(shù)和面積總量的4.65%，16.95,。最大燒結(jié)機(jī)為首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司的500㎡燒結(jié)機(jī),。
2008年我省主要鋼鐵企業(yè)年產(chǎn)燒結(jié)礦17460.99萬噸，燒結(jié)工序二氧化硫年排放量很大,，而且呈逐年增加的趨勢,，脫硫工作任務(wù)十分艱巨。
燒結(jié)煙氣排放狀況
燒結(jié)煙氣產(chǎn)生及特點(diǎn)
1)燒結(jié)煙氣的產(chǎn)生
燒結(jié)是鋼鐵冶煉中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，過程是將鐵精礦等含鐵原料和燃料,、熔劑等混合在一起,，布袋除塵器利用其中燃料進(jìn)行燃燒，加熱到1300℃左右,，粉料原料燒結(jié)成塊狀即為燒結(jié)礦,。同時(shí)，燒結(jié)中可以去除原料中的有害雜質(zhì),，使燒結(jié)礦的各種物質(zhì)含量符合高爐冶煉的要求,，燒結(jié)可以去除80~90%的硫。
鐵礦石中的硫通常以硫酸鹽和硫化物形式存在,，以硫酸鹽形式存在的物質(zhì)有CaSO4,、BaSO4和MgSO4等；以硫化物存在的礦物有FeS2,、CuFeS2等,。固體燃料(如煤粉)中的硫則主要以無機(jī)硫或者有機(jī)硫的形式存在。燒結(jié)過程中以單質(zhì)和硫化物形式存在的硫在氧化反應(yīng)中生成氣態(tài)硫化物后釋放,，以硫酸鹽形式存在的硫則在分解反應(yīng)產(chǎn)生氣態(tài)硫化物后釋放。在燒結(jié)過程中,，發(fā)生了很多化學(xué)和冶金反應(yīng),，不僅產(chǎn)生大量的SO2、煙(粉)塵,，還含有NOx,、CO2、CO,、HF,、二噁英(PCDD)、呋喃(PCDF)等多種氣態(tài)污染物,。根據(jù)燒結(jié)過程中溫度高低分布情況,，燒結(jié)過程又可分為三階段：高溫保溫完成燒結(jié)階段、中溫升溫?zé)Y(jié)階段和低溫預(yù)燒階段,。
燒結(jié)過程中產(chǎn)生大量的煙氣,，SO2濃度變化很大，一般其頭部,、尾部煙氣濃度低,，中部濃度高。在燒結(jié)料中加入質(zhì)量比為2%~3%的CaCl2等氯化物是為了去除砷,、鋅,、鉛等物質(zhì)，但生成的可揮發(fā)性氯化物進(jìn)入煙氣。燒結(jié)料中含鐵氧化物起催化劑作用,，將部分SO2催化氧化為SO3,。焦粉中的一部分有機(jī)硫也被氧化成硫氧化物。燒結(jié)煙氣不經(jīng)凈化處理而直接高煙囪排放,，對(duì)大氣的污染較嚴(yán)重,。
2)燒結(jié)工藝煙氣特點(diǎn)
燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后，在高溫?zé)Y(jié)成型過程中所排放的廢氣,。它與-含塵氣體有較大的區(qū)別,，其特點(diǎn)是：
①煙氣量很大，每生產(chǎn)1t燒結(jié)礦產(chǎn)生煙氣大約4000~6000m3,。
②煙氣溫度波動(dòng)很大,，煙氣溫度隨工藝操作狀況的變化，一般在80~200℃上下浮動(dòng),。
③煙氣濕度高,。混合料在燒結(jié)前須加適量水制成小球,，提高燒結(jié)混合料的透氣性,，所以燒結(jié)煙氣的濕度高，按體積比進(jìn)行計(jì)算,，大約含10%水分,。
④含有多種腐蝕性氣體。在高爐煤氣點(diǎn)火及燒結(jié)成型過程中,，將產(chǎn)生大量的SOx,，NOx等酸性污染物，遇水后形成酸,，會(huì)持續(xù)腐蝕金屬部件,。
⑤二氧化硫排放量較大。燒結(jié)過程能夠去除混合料中80~90%的硫,，燒結(jié)車間的SO2初始排放大約為0.6~7.5kg/t燒結(jié)料,。
據(jù)報(bào)道，鋼鐵工業(yè)SO2的處理率僅為24%,，降低鋼鐵工業(yè)SO2的排放量極具潛力,。而在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)工藝產(chǎn)生的SO2排放量占的比重最大,，已達(dá)到70~90%嚴(yán)格控制燒結(jié)工藝產(chǎn)生的SO2排放量,，是控制鋼鐵企業(yè)SO2污染的關(guān)鍵。
燒結(jié)煙氣脫硫現(xiàn)狀
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),，河北省現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)300余臺(tái),，燒結(jié)機(jī)總面積31065㎡,，生產(chǎn)能力達(dá)34171萬噸燒結(jié)礦，平均單臺(tái)燒結(jié)機(jī)面積103㎡,。
據(jù)統(tǒng)計(jì),，截至2009年底，河北省已建成脈沖布袋除塵器燒結(jié)煙氣脫硫裝置41套,，實(shí)現(xiàn)脫硫的燒結(jié)機(jī)共46臺(tái),，燒結(jié)機(jī)總面積4475㎡，形成燒結(jié)煙氣脫硫能力13.33萬噸,。由于近期燒結(jié)機(jī)脫硫推進(jìn)速度很快,，具體數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì)，河北省現(xiàn)有和在建燒結(jié)煙氣脫硫裝置應(yīng)在50套左右,。已投入運(yùn)行的燒結(jié)煙氣脫硫裝置采用的工藝種類較多,，脈沖布袋除塵器主要有石灰石——石膏法、循環(huán)流化床法,、氨——硫銨法,、密相干塔法、氧化鎂法,、雙堿法,、LEC法(石灰石排控法)等。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部的減排計(jì)劃,，2009年全國建成燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫裝置19套,。在工信部《關(guān)于印發(fā)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫?qū)嵤┓桨傅耐ㄖ分酗@示，截至2009年5月,，全國建成燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫裝置35套,。由此可見,，河北省燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫步伐走在全國前列,。但是由于燒結(jié)機(jī)數(shù)目多(河北省300多臺(tái)，全國統(tǒng)計(jì)500臺(tái)),，雖然上了一大批脫硫裝置,，未上脫硫裝置的燒結(jié)機(jī)還占大數(shù)，未脫硫燒結(jié)機(jī)總面積為26590㎡,，所占比例為85.59%,。
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