摘要：本文在了解我國燒結煙氣脫硫現狀的基礎上，對幾種典型煙氣脫硫技術的工藝原理、工藝流程，技術特點進行分析，并提出了鋼鐵行業燒結煙氣脫硫工藝技術選擇，具有一定參考價值。
　　關鍵詞：燒結；煙氣脫硫；主流工藝；基本原理；工藝流程；技術特點
　　近年來，隨著我國鋼鐵行業和電力行業的蓬勃發展，這些企業已成為SO2的主要來源，其中燒結過程排放占6成以上。因此，控制燒結生產過程SO2的排放,是鋼鐵企業控制SO2污染的重點。在燒結煙氣脫硫工藝的研究、開發進程中,先后完成了濕法、半干法和干法等多種脫硫工藝的研發，本文在此將對鋼鐵行業燒結煙氣脫硫工藝技術進行探闡述。
　　1燒結脫硫種類分析
　　一般根據脫硫產物的形態將燃燒后脫硫分為濕法、干法和半干法三種。所謂濕法是指其產物為溶液或漿的狀態,干法是指最終產物是干態的,而半干法是指脫硫過程中使用了溶液或漿的狀態脫硫劑,最終產物仍然是干態的。總的來說,目前國內各鋼鐵企業采用的燒結煙氣脫硫技術可以劃分為:
　　(1)濕法:石灰石-石膏法、硫銨法、氧化鎂法、雙堿液法、離子液法；
　　(2)干法:活性炭吸附法、ENS法、密相干塔、GSCA雙循環循環流化床法、MEROS煙道噴射法；
　　(3)半干法:CFB/LJS循環流化床法、NID煙道循環法、LEC石灰石排控法、SDA旋轉噴霧法等。
　　2燒結脫硫主流工藝技術分析
　　2.1氨法
　　⑴基本原理
　　利用氨氣或氨水與二氧化硫、氮氧化物反應,起到脫硫脫硝的作用。SO2、NO、NO2溶于水,形成H2SO3、H2SO4、HNO3,然后與NH3或氨水發生化學反應:
　　H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4
　　HNO3+NH3=NH4NO3
　　H2SO3+2NH3=(NH4)2SO3
　　(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3
　　NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3
　　(NH4)2SO3在數小時內可以被大氣氧化:(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4
　　⑵工藝流程
　　氨法的優勢是用量少、二次污染少、副產品用途廣泛(可以作為氨肥),也可以實現循環再生使用、脫硫、脫硝一次完成,但是氨水的價格高1200到1500元/噸,配套設備要求高,一次性投資大。
　　⑶技術特點
　　(1)高吸收效率。氨水作為一種良好的堿性吸收劑,它對二氧化硫的吸收效率高達95%以上,并且反應速率快。
　　(2)無結垢和堵塞現象。
　　(3)若使用焦化廢水或化肥廠廢氨水作為SO2吸收劑,則可有效降低運行成本。
　　(4)操作簡單,可靠性高,運行費用低。
　　(5)若采用蒸發結晶的工藝,則容易產生設備、管道的腐蝕問題；采用飽和結晶工藝,則對入口煙氣含塵量有嚴格限制,否則會影響硫酸銨化肥的品質。蒸發結晶工藝相對飽和結晶工藝來說一次性投資高、運行成本也高。
　　2.2石灰石／石膏法
　　在現有的煙氣脫硫工藝中,濕式石灰石􀀁石膏法工藝技術最為成熟,運行最為可靠,應用也最為廣泛。石灰石-石膏法分為拋棄法和回收法兩種,其最主要的區別是回收法中將CaSO3強制氧化成CaSO4(石膏)。
　　⑴基本原理
　　石灰石-石膏法可以分為以下幾個過程:(1)吸收過程；(2)中和過程；(3)氧化過程；(4)結晶過程。其核心是氣、液、固三相傳質反應。
　　⑵工藝流程
　　燒結煙氣經進口擋板門進入脫硫增壓風機,通過GGH后進入吸收塔,經洗滌脫硫后再經除霧器除去帶出的小液滴,再通過GGH從煙囪排放,脫硫的副產物經過旋流器、真空皮帶脫水成為脫水石膏。
　　2.3鎂法
　　目前已經商業化運行的濕法脫硫工藝中氧化鎂脫硫技術是一種前景較好的脫硫技術,該工藝較為成熟,投資少,結構簡單,安全性能好,并且能夠減少二次污染,脫硫劑循環利用,降低了脫硫成本,能夠帶來一定的經濟效益。相對于鈣法脫硫而言,避免了簡易濕法存在著的一系列的問題,比如管路堵塞、煙溫過低、煙氣帶水和存在二次水污染等等；同時與較為完整的石灰石/石膏法,占地面積小,運行費用低,投資額大幅減小,綜合經濟效益得到很大的提
　　高。
　　⑴基本原理
　　氧化鎂的脫硫機理與氧化鈣的脫硫機理相似,都是堿性氧化物與水反應生成氫氧化物,再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿中和反應,氧化鎂反應生成的亞硫酸鎂和硫酸鎂再經過回收SO2后進行重復利用或者將其強制氧化全部轉化成硫酸鹽制成七水硫酸鎂。脫硫過程中發生的主要化學反應有:
　　MgO+H2O=Mg(OH)2
　　Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O
　　MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2
　　MgSO3+1/2O2=MgSO4
　　氧化鎂再生階段發生的主要反應有:
　　MgSO3→MgO+SO2
　　MgSO4→MgO+SO3
　　Mg(HSO3)2→MgO+H2O+2SO2
　　SO2+1/2O2→SO3
　　SO3+H2O→H2SO4
　　當對副產物進行強制氧化制MgSO4.7H2O出售時:
　　MgSO3+1/2O2→MgSO4
　　MgSO4+7H2O→MgSO4+7H2O
　　⑵工藝流程（圖1）
　　
　　圖1鎂法脫硫工藝流程圖
　　⑶技術特點
　　氧化鎂脫硫技術是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝,氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應用業績,其中在日本已經應用了100多個項目,臺灣的電站95%是用氧化鎂法,另外在美國、德國等地都已經應用,并且目前在我國部分地區已經有了應用的業績。同時,鎂法脫硫還具有原料來源充足、脫硫效率高,(一般達95%～98%)投資費用少、運行費用低、運行可靠、綜合效益高等技術特點。
　　2.4活性炭吸附法
　　活性炭吸附法是目前唯一能脫出煙氣中每一種雜質的方法,屬于干法煙氣脫硫技術。它不僅能有效脫除SO2,還可以除掉NOx、煙塵、汞、二噁英、呋喃、重金屬等有害物質。它是以傳統的微孔吸附原理為理論基礎的干法脫硫技術。該項技術最早使用在20世紀80年代日本的新日鐵名古屋5號燒結機,2000年后韓國浦項制鐵3號、4號燒結機也采用該項脫硫技術。其煙氣脫硫的機理是:活性炭通過物理吸附和化學吸附將煙氣中SO2吸附出來,在有水和氧氣存在的條件下對SO2進行催化氧化,生成硫酸。其反應方程式如下:
　　SO2+1/2O2+H2O=H2SO4
　　活性炭吸附法的一大優點是吸收劑再生。活性炭再生可通過加熱脫附和水洗滌脫附等兩種方式,但是無論何種方式都會使活性炭的吸附性能降低。因此,開發新型活性炭(增加強度和吸附容量)、降低脫附能耗、提高吸附效率將是活性炭吸附法脫硫研究的方向。該工藝特點是一次性投資高、運行成本高。
　　3煙氣脫硫技術選擇措施
　　脫硫技術首先要安全可靠,并能與燒結形成一個有機的整體,成為大燒結工序的一個子系統。燒結、球團煙氣不同于電力行業,煙氣成分復雜,煙氣量及SO2含量波動很大,且脫硫系統運行狀況直接影響燒結礦的產量和質量。
　　其次,脫硫工藝的脫硫效率要能滿足SO2減排目標要求,能夠滿足煙氣經脫硫處理后達標外排,并且經脫硫處理后外排SO2總量滿足對鋼鐵廠總量控制符合清潔生產指標要求。
　　再次,盡量選擇投資較小、運行費用較省、占地面積較小的脫硫工藝。我國的冶金行業經過幾十年的發展,大部分企業布局都非常緊湊。對一些環保改造項目,空間非常緊張,那些占地面積較小的脫硫工藝優勢就十分突出。而對于新建的鋼鐵企業,投資和運行費用就是成為了決定因素。
　　第四,由于燒煙氣中含有二惡英、重金屬和NOX等污染物,因此,集成了硫、脫硝和脫二惡英等功能的脫硫工藝將是研究的重點。脫硫副產物的可利用性往往是最終決定了選擇什么樣的脫硫工藝。在冶金業,許多企業都提出了廢物􀀁零排放􀀁的要求,因而脫硫副產物能綜合利用的硫工藝會是未來的發展方向。
　　4結語
　　總之，理想的脫硫技術應該符合高效化、資源化、綜合化的要求，以達到煙氣脫硫成本經濟化的目的。現有的各種脫硫方法各有特點，因此企業燒結脫硫應結合企業自身以及所處地域特點，因地制宜地選擇脫硫工藝，力求設備系統相對簡單，便于運行維護,具有較強的操作性，促進企業的可持續發展。
　　參考文獻
　　[1]史少軍葉招蓮，鋼鐵行業燒結煙氣同時脫硫脫硝技術探討[J]電力科技與環保,2010.3
　　[2]岑望來.燒結煙氣脫硫技術現狀[J]工業安全與環保,2007.07