在肯定成績的同時，關(guān)注的視角應(yīng)該更多地投向我國鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫領(lǐng)域的“困局”。為什么還有2/3的燒結(jié)機沒有配備煙氣脫硫裝置?是沒有技術(shù)嗎?
“鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫工藝五花八門，多達(dá)十余種，掰著指頭能說出來的就有石灰-石膏法，循環(huán)流化床法，氨法，逆向干塔法，噴堿法，鎂法，活性炭法……還有很多說不清的方法，甚至還有聲稱是祖?zhèn)髅胤降姆椒ā?rdquo;談到我國燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)，劉炳江有點哭笑不得。
既然技術(shù)不缺，為什么占全球粗鋼產(chǎn)量“半壁江山”的我國鋼鐵行業(yè)還沒有一個主流的、被廣泛認(rèn)可的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)呢?除了技術(shù)層面的問題，國家的政策導(dǎo)向上是不是也有一些“空白點”?
我們需要層層深入、細(xì)致調(diào)查，才能完整呈現(xiàn)我國鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫的“困局”，也才有可能找到一條適合我國鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫的發(fā)展之路。
從“濕”向“干”演變
從全球的角度看，我國鋼鐵行業(yè)配備燒結(jié)煙氣脫硫工藝起步較晚。資料顯示，2004年，我國僅有少數(shù)幾個鋼廠開始采用燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)。目前，燒結(jié)煙氣脫 硫技術(shù)已經(jīng)在我國得到較多應(yīng)用，其應(yīng)用面也在不斷擴大。我國燒結(jié)煙氣脫硫工藝種類繁多，還沒有一個主流的工藝脫穎而出。
我國燒結(jié)煙氣脫硫目前主要考慮脫除二氧化硫，而對于燒結(jié)煙氣脫硝、二口惡英、重金屬等考慮較少。據(jù)了解，除了少數(shù)脫硫裝置脫硫效率和同步運行率能達(dá)到85%以上，大多數(shù)脫硫裝置脫硫效率、同步運行率達(dá)不到設(shè)計值，個別企業(yè)脫硫效率極低，不到20%。
相關(guān)資料顯示，全球最早對二氧化硫排放實施控制要追溯到上世紀(jì)70年代。從那時起，部分發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)在其鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)工序配備以濕法為主的煙氣脫硫 裝置。隨著公眾對自身健康和生態(tài)環(huán)境的關(guān)注日益增強，燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)也不斷得到優(yōu)化，技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果就是二氧化硫的排放大幅減少。
北 京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院教授白皓向記者介紹，鋼鐵行業(yè)控制二氧化硫排放的思路主要有前端治理、過程治理和末端治理。所謂前端治理，就是鋼鐵企業(yè)盡量 選用硫含量低的原燃料;過程和末端治理，即對含二氧化硫的煙氣實施脫硫處理。從單純控制二氧化硫排放到更加注重多組分污染物治理，也使得煙氣脫硫工藝從最 早的濕法向干法演變。
日本早期使用的煙氣脫硫技術(shù)是以石灰石-石膏法、氨法、鎂法等為代表的濕法工藝。但是，為了除去燒結(jié)煙氣中的二口惡英、三氧化硫、氯化氫、氟化氫等酸性物質(zhì)和重金屬污染成分，濕法工藝就顯得無能為力了。
上世紀(jì)90年代初，日本一些鋼鐵企業(yè)采用了以活性炭吸附工藝為代表的干法脫硫工藝。進(jìn)入新世紀(jì)，日本政府制定了二口惡英的排放標(biāo)準(zhǔn)，其新建燒結(jié)機煙氣處理工藝全部采用活性炭吸附工藝。目前，活性炭吸附工藝已經(jīng)成為日本燒結(jié)煙氣脫硫的主流。
歐洲鋼鐵企業(yè)使用的原燃料含硫量較低，因此歐洲建設(shè)的燒結(jié)煙氣脫硫裝置較少，其煙氣治理的重點是粉塵和二口惡英。所以，歐洲采用的污染治理工藝大多為能 去除二口惡英、重金屬的干法工藝。例如，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA)，NID干法燒結(jié)煙氣脫硫工藝，MEROS煙氣凈化干法脫硫工藝、CFB循環(huán)流化床法干 法脫硫工藝等。
從日本和歐洲燒結(jié)煙氣脫硫工藝應(yīng)用情況來看，國外燒結(jié)煙氣脫硫的發(fā)展趨勢是由“濕”到“干”。
從單純脫硫到資源回收
我國的硫儲量并不豐富，但對硫的消費需求巨大，目前對硫資源的對外依存度較高。
“我國每年大氣污染減排下來的二氧化硫有4000萬噸，而我國每年要進(jìn)口1800萬噸左右的硫磺。”一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者。
據(jù)介紹，日本的燒結(jié)煙氣脫硫從一開始就非常注重二氧化硫減排后的資源回收利用。例如，1989年，JFE采用氨-硫酸銨法進(jìn)行燒結(jié)煙氣脫硫，利用焦?fàn)t氣體中無用的氨與燒結(jié)煙氣中的二氧化硫反應(yīng)回收硫酸銨。硫酸銨是一種優(yōu)良的氮肥。
新日鐵住金公司名古屋制鐵所的3臺燒結(jié)機應(yīng)用了利用活性炭吸附原理的燒結(jié)煙氣脫硫、脫硝裝置。經(jīng)過該工藝產(chǎn)生高濃度二氧化硫，然后將其送往副產(chǎn)品回收裝置利用，生產(chǎn)高濃度硫磺(純度達(dá)99.9%以上)或濃硫酸(純度98%以上)。
從國內(nèi)主要鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫現(xiàn)狀來看，少數(shù)先進(jìn)的企業(yè)不僅僅注重?zé)煔饷摿虮旧?，而且注重對硫資源的高效回收利用。然而，對于大多數(shù)鋼鐵企業(yè)而言，燒結(jié)煙氣脫硫水平參差不齊，對硫資源的回收利用更是無從談起。
據(jù)介紹，煙氣循環(huán)流化床干法(LJS)是寶鋼采用的燒結(jié)煙氣脫硫重點工藝之一。LJS工藝是一種集高效脫硫、脫硝、脫二口惡英、脫酸、脫重金屬等多組分污染物協(xié)同凈化技術(shù)。寶鋼在燒結(jié)煙氣脫硫、脫硝、煙氣除塵處理后，注重了對廢棄物的回收利用，生產(chǎn)脫硫石膏等。
太鋼選擇活性炭法脫硫脫硝及制酸一體化裝置治理燒結(jié)煙氣污染物。太鋼燒結(jié)煙氣脫硫脫硝工藝系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)以及相應(yīng)的電氣、儀控(含 監(jiān)測裝置)等系統(tǒng)組成。太鋼燒結(jié)煙氣活性炭法脫硫脫硝與制酸系統(tǒng)投入使用以來，粉塵、硫氧化物、氮氧化物的排放大幅降低。太鋼利用脫硫副產(chǎn)物制造濃硫酸， 每年可以達(dá)到近萬噸，全面用于太鋼軋鋼酸洗工序和焦化硫酸銨生產(chǎn)。
武鋼燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)采用的是法國開發(fā)的NID工藝，它的原理是利用 石灰或熟石灰來吸收二氧化硫，脫硫裝備作業(yè)率達(dá)到95%以上，脫硫率可達(dá)90%以上。然而該工藝最值得關(guān)注的問題是是脫硫灰渣的使用范圍受限，其脫硫副產(chǎn) 品為硫酸鈣、亞硫酸鈣等的混合物，目前無穩(wěn)定的用途。
“今后，全球硫資源需求的85%會從資源開采轉(zhuǎn)向捕獲利用。”有關(guān)專家說，實現(xiàn)“大氣硫污染減排”向“硫資源捕獲利用”轉(zhuǎn)變，可以降低我國硫資源的對外依存度、實現(xiàn)硫資源基本自給。
然而，在脫硫產(chǎn)物回收利用方面，產(chǎn)業(yè)政策卻處于缺失狀態(tài)，因此相關(guān)政策的及時補位顯得尤為迫切。對于產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向的“缺位”，有關(guān)專家認(rèn)為，國家亟需從監(jiān)管、科技、投資等方面及時“補位”，促進(jìn)我國鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。
國家有關(guān)部門應(yīng)該將脫硫煙氣總量減排與脫硫副產(chǎn)物綜合利用的監(jiān)管、核查并重。據(jù)記者了解，有的鋼鐵企業(yè)寧愿受罰，也不愿意花大量投資去建設(shè)運行費用昂貴又無直接經(jīng)濟效益的脫硫設(shè)施。此外，不安裝在線監(jiān)測設(shè)備、篡改數(shù)據(jù)、信息失真……這些現(xiàn)象比比皆是。
在脫硫副產(chǎn)物監(jiān)管、核查方面，要有相關(guān)的獎勵懲罰措施。例如，脫硫石膏用得好的企業(yè)應(yīng)該得到獎勵，大量堆放造成二次污染的應(yīng)該有相應(yīng)的懲罰措施。“加強 對脫硫副產(chǎn)物的監(jiān)管核查，還是打擊企業(yè)信息、數(shù)據(jù)造假的有力措施，因為脫硫副產(chǎn)物是實實在在的東西，不好造假。”專家說。
國家應(yīng)該對脫硫副產(chǎn)物綜合利用共性關(guān)鍵技術(shù)前期研發(fā)、創(chuàng)新提供支撐。燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜，含有重金屬、二口惡英、氯化氫、氟化氫等多種污染物，導(dǎo)致石膏、硫酸銨、脫硫渣等脫硫副產(chǎn)物品質(zhì)較差，資源化利用難度較大，存在二次污染隱患。
脫硫副產(chǎn)物回收利用要規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化，還必須解決投資的問題。“投資僅靠企業(yè)難度是非常大的，因為資源綜合利用的投資是很大的。”有關(guān)專家建議，國家應(yīng)該出臺相關(guān)信貸支持政策。規(guī)模效益一方面使得生產(chǎn)成本降低，另一方面能大大提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國際話語權(quán)。
鋼企應(yīng)選什么技術(shù)?
按照大氣污染物特別排放限值的規(guī)定，新上燒結(jié)機、球團(tuán)焙燒設(shè)備的二氧化硫特別排放限值為180毫克/立方米，氮氧化物(以二氧化氮計算)特別排放限值為300毫克/立方米，氟化物(以氟計算)為4.0毫克/立方米，二口惡英為0.5ng-TEQ/立方米。
據(jù)報道，北京6月份的霧霾天氣達(dá)到18天，比常年同期的3.2天明顯偏高。夏季用電高峰、冬季采暖壓力，霧霾天氣已經(jīng)成為公眾最關(guān)注的問題之一，也是政府要下決心解決的突出問題。
因此，不排除國家會出臺更加嚴(yán)格的二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)。鋼鐵企業(yè)要順應(yīng)這一趨勢，做好燒結(jié)煙氣脫硫這篇可能會影響企業(yè)生存的大文章。
從技術(shù)發(fā)展本身的角度以及火電脫硫的發(fā)展趨勢看，未來，鋼鐵燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)將更加成熟，脫硫裝置運行將更加穩(wěn)定，脫硫效果將進(jìn)一步得到體現(xiàn)。鋼鐵企業(yè)要重點考慮的是：結(jié)合自身實際，順應(yīng)環(huán)保治理趨勢，采用先進(jìn)可靠適用的技術(shù)。
從單純考慮脫硫到脫硫一體化。據(jù)悉，除了燒結(jié)煙氣脫硫，國家還將出臺燒結(jié)煙氣脫硝的具體規(guī)定。因此，鋼鐵企業(yè)在燒結(jié)煙氣脫硫的同時，必須考慮除塵、去除 二口惡英、重金屬、氯化氫、氟化氫和有機、VOC等多組分污染物。從全球燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢來看，我國燒結(jié)煙氣脫硫應(yīng)優(yōu)先采用以干法為主的，具有脫 除多種污染物的脫硫技術(shù)。
既要考慮脫硫，又要考慮副產(chǎn)品的回收利用。當(dāng)前，我國鋼鐵行業(yè)運行面臨的形勢十分嚴(yán)峻，其中生產(chǎn)成本高成為突 出的壓力之一。如果能對燒結(jié)煙氣脫硫副產(chǎn)物實現(xiàn)高效回收利用，對于鋼鐵企業(yè)降低生產(chǎn)成本具有重要的現(xiàn)實意義。鋼鐵企業(yè)選擇具體燒結(jié)煙氣脫硫工藝時，除了考 慮首先滿足減排二氧化硫總量達(dá)標(biāo)的條件下，還要充分考慮副產(chǎn)品的利用問題，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟運行模式，使企業(yè)在治理環(huán)境的同時，降低企業(yè)的成本和減少二次污染 的風(fēng)險。
鋼鐵企業(yè)要重點關(guān)注工藝設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性，選擇能夠安全可靠運行的脫硫技術(shù)作為燒結(jié)工序的子系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，還必須 考慮投資和運行成本。在設(shè)備運行穩(wěn)定可靠的前提下，盡量選擇投資小、運行成本低的技術(shù)。這可以有效避免設(shè)備功能過剩給企業(yè)帶來的負(fù)擔(dān)，也符合我國鋼鐵企業(yè) 目前的實際情況。
按照煙氣脫硫的工藝特點可將脫硫技術(shù)分為三大類：濕法脫硫技術(shù)、半干法脫硫技術(shù)、干法脫硫技術(shù)。濕法脫硫技術(shù)包括石灰-石膏法、氨-硫酸銨法、鎂法等;半干法脫硫技術(shù)包括:密相塔法、循環(huán)流化床法、MEROS法等;干法脫硫技術(shù)包括活性炭吸附法等。
石灰-石膏法
據(jù)介紹，石灰-石膏法的原理是采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，當(dāng)采用石灰石為吸收劑時石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液;當(dāng)采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。
在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與被冷卻塔冷卻增濕后的煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓人的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，氧化后的漿液 再經(jīng)濃縮、脫水，生成純度90%以上的石膏。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵，反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，脫硫效率也較高。
石灰-石膏法脫硫效率高、吸收劑成本低廉易得，所得產(chǎn)物石膏可以作為建筑材料。但是該工藝占地面積大，投資運行費用高，須消耗大量的水且廢水處理成本高，容易造成結(jié)垢堵塞，還會帶來二次污染。
MEROS法
MEROS法，即高性能燒結(jié)廢氣凈化工藝。該工藝是基于帶有選擇性廢氣循環(huán)利用脫硫系統(tǒng)，選擇廢氣循環(huán)系統(tǒng)可以使脫硫煙氣減少近40%，從而大大降低脫硫系統(tǒng)的工作負(fù)荷，減少占地面積，大幅降低綜合投資和運行成本。
廢氣循環(huán)利用是基于一部分燒結(jié)熱廢氣，包括燒結(jié)抽風(fēng)系統(tǒng)和熱礦冷卻系統(tǒng)的兩類廢氣，被再次引入燒結(jié)過程的原理。熱廢氣再次通過燒結(jié)料層時，其中的二噁英、氮氧化物和粉塵能夠被部分吸附并滯留于燒結(jié)層中，廢氣中的一氧化碳在燒結(jié)過程中再次參加還原。
MEROS可以采用小蘇打、生石灰或熟石灰作為脫硫劑。小蘇打有較高的脫硫效率，消耗量也相對較低，但其成本高于生石灰或熟石灰。如果使用生石灰作脫硫 劑，需要在系統(tǒng)增加石灰消化器，通過向消化器內(nèi)噴入一定量的水使生石灰消化為熟石灰，系統(tǒng)對消化器性能要求比較高，要求消化后的熟石灰符合MEROS工藝 的要求。
活性炭法
活性炭干法煙氣凈化技術(shù)在上世紀(jì)50年代從德國開始研發(fā)，上世紀(jì)60年代日本也開始研發(fā)。最終形成 了日本住友工藝、日本J-POWER(MET-Mitsui-BF)和德國WKV等幾種主流工藝。開發(fā)成功的活性炭脫硫與集成凈化工藝在世界各地多個領(lǐng)域 得到了日益廣泛的應(yīng)用。
活性炭凈化以物理-化學(xué)吸附和催化反應(yīng)原理為基礎(chǔ),能實現(xiàn)一體化脫硫、脫硝、脫二噁英、脫重金屬、脫鹵化氫及除 塵的煙氣集成深度凈化，具有高度環(huán)保、深度節(jié)水、集成凈化、資源回收、適應(yīng)面廣、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，適應(yīng)燒結(jié)煙氣流量、組分和溫度的波動，回收二氧化硫制造 濃硫酸,不排放廢水、廢渣和廢氣,無二次污染，是適應(yīng)燒結(jié)煙氣脫硫和集成凈化的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)。
視點
政策環(huán)境與導(dǎo)向須優(yōu)化和明確
從記者的調(diào)查可以看出，燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)種類繁多、各有特點。我國燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)目前的亂象和“困局”，究其根源有技術(shù)本身的原因，也有非技術(shù)因素。其中，國家政策環(huán)境、政策導(dǎo)向的進(jìn)一步優(yōu)化與明確是重中之重。
目前，我國對燒結(jié)煙氣脫硫主要是限制性政策，例如對硫氧化物排放的限制，支持性政策明顯缺失。一方面，對燒結(jié)煙氣脫硫做得好的企業(yè)缺少扶持，另一方面對硫氧化物超標(biāo)排放行為處罰力度不夠。這嚴(yán)重阻礙了燒結(jié)煙氣脫硫工藝在鋼鐵企業(yè)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
據(jù)了解，很多鋼鐵企業(yè)在二氧化硫治理方面尚需獨立承擔(dān)經(jīng)濟、技術(shù)風(fēng)險，使得燒結(jié)煙氣脫硫裝置的實際投資和運行費用讓企業(yè)難以承受，企業(yè)脫硫的積極性也無法調(diào)動，燒結(jié)煙氣脫硫工程建設(shè)進(jìn)展緩慢。
如何從政策支持上調(diào)動鋼鐵企業(yè)配套燒結(jié)脫硫工藝的積極性呢?有關(guān)專家建議，可以借鑒電力行業(yè)“脫硫電價”經(jīng)驗，出臺助力燒結(jié)煙氣脫硫的支持政策。例如，從運行費用、脫硫劑消耗、減排實績等方面予以支持，切實降低企業(yè)實際投資和運行費用。
目前，我國并不缺燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)，最缺的是產(chǎn)業(yè)政策或技術(shù)政策上對技術(shù)的引導(dǎo)。國內(nèi)還沒有權(quán)威部門對已建成燒結(jié)機脫硫裝置的實際運行效果進(jìn)行評估，就 目前現(xiàn)有生產(chǎn)條件下需要上的脫硫項目采用什么工藝沒有專業(yè)性的指導(dǎo)。這在一定程度上導(dǎo)致了大量建好的脫硫裝置不能很好地發(fā)揮作用，甚至成為企業(yè)的負(fù)擔(dān)。
部分鋼鐵企業(yè)在工程招標(biāo)過程中極不規(guī)范，只想著降低成本，而忽略了對技術(shù)供應(yīng)商、工程承包商資質(zhì)的考察，最終技術(shù)選擇、設(shè)備選型、工程設(shè)計等環(huán)節(jié)存在較 大漏洞，導(dǎo)致設(shè)備達(dá)不到設(shè)計規(guī)范，運行效果大打折扣。在這方面，國家有關(guān)部門也應(yīng)該出臺有關(guān)細(xì)則，加大對招標(biāo)過程的監(jiān)管和核查。這可以有效避免設(shè)備“帶病 運行”以及豆腐渣工程。
對于燒結(jié)煙氣脫硫副產(chǎn)物的綜合利用，國家應(yīng)該出臺明確的政策導(dǎo)向。如前所述，我國的燒結(jié)煙氣脫硫政策更多的是對排放總量進(jìn)行監(jiān)管，而對脫硫副產(chǎn)物的綜合利用缺少財稅、融資、技術(shù)等方面的政策導(dǎo)向。
當(dāng)然，阻礙脫硫副產(chǎn)物綜合利用的還有相關(guān)技術(shù)上的瓶頸。因為，燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜，含有重金屬、二口惡英、氯化氫、氟化氫等多種污染物，導(dǎo)致石膏、硫酸 銨、脫硫渣等脫硫副產(chǎn)物品質(zhì)較差，資源化利用難度較大，存在二次污染隱患。這也要求國家在政策配套中加大對相關(guān)工藝技術(shù)研究的支持力度。
在燒結(jié)煙氣脫硫推廣應(yīng)用、脫硫副產(chǎn)物綜合利用方面，有關(guān)專家還提出用市場化的手段加以推進(jìn)。例如,允許民間資本進(jìn)入，采用多種融資方式由脫硫公司負(fù)責(zé)燒 結(jié)煙氣脫硫裝置建設(shè)、運行和管理，環(huán)保部門和鋼鐵企業(yè)共同確定考核脫硫公司的指標(biāo)。鋼鐵企業(yè)則按二氧化硫處理量付給脫硫公司費用，以此積極推進(jìn)污染治理市 場化。
總之，要擺脫我國燒結(jié)煙氣脫硫“困局”，迫切需要國家政策環(huán)境的逐步優(yōu)化和政策導(dǎo)向的進(jìn)一步明確。同時，應(yīng)該解放思想，積極學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)的做法，通盤考慮，系統(tǒng)布局，合力破解燒結(jié)煙氣脫硫難題。
