鋼鐵行業“十一五”燒結脫硫現狀及“十二五”形勢分析

冶金工業規劃研究院

一、“十一五”我國燒結煙氣脫硫發展綜述

（一 ）燒結煙氣脫硫技術快速發展

自國家《“十一五”規劃綱要》中提出將二氧化硫污染物總量減排10%作為約束性指標以來，鋼鐵行業做了大量的二氧化硫減排工作，其中包括焦爐煤氣脫硫，回收副產煤氣替代動力煤，推廣余熱余能綜合利用技術減少燃煤量，燃煤鍋爐煙氣脫硫等。特別是“十一五”期間，對二氧化硫排放量占鋼鐵企業60%以上的燒結煙氣實施脫硫取得了突破性進展。

我國燒結煙氣脫硫最早是在2004年廣州鋼鐵廠24m2燒結機上采用的雙堿法。接著包鋼180m2燒結機于2005年12月實施燒結煙氣脫硫，采用ENS半干法。從2006年開始，鋼鐵企業逐步開始進行燒結煙氣脫硫技術考察，到2007年鋼鐵行業燒結煙氣脫硫工作進入實質性實施階段。2007年陸續有濟鋼、柳鋼、三鋼、石鋼燒結機煙氣脫硫裝置建成投運。采用的技術有氨—硫銨法、LJS循環流化床法、密相干塔法、循環流化床法。2008年3月份又有寶鋼梅山鋼鐵廠180 m2燒結煙氣脫硫裝置投運，采用的是石灰石膏法。隨后又有許多企業投運了燒結脫硫裝置，采用的技術除以上技術外，還有氧化鎂法、離子液法、有機胺法。

經過3年的時間，燒結脫硫技術在我國鋼鐵行業得到了廣泛的應用。目前采用的脫硫技術主要有濕法、干法、半干法。濕法主要有石灰石-石膏法、硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、離子液法。干法主要有LJS循環流化床法、ENS法、密相干塔法、GSCA雙循環循環流化床法、MEROS煙道噴射法、活性炭吸附法、NID煙道循環法。半干法主要有 SDA旋轉噴霧法等。

但是從已建成脫硫裝置的燒結機大小和企業看，一般小的燒結機、小企業以濕法石灰石膏法、氧化鎂法為主，例如河北省武安地區。大的燒結機、大企業采用的技術以干法、石灰石膏法、氨法為主。特別是干法，如寶鋼、梅鋼、馬鋼、唐鋼、京唐鋼鐵、昆鋼、太鋼、邯鋼、遷鋼、攀鋼、沙鋼、鞍鋼等采用干法的燒結機面積為260 m2-500 m2。

（二 ）燒結脫硫設施建設狀況及減排效果分析

到2010年底，我國建成脫硫裝置的燒結機220臺，參加脫硫的燒結機面積達25000m2。其中，90m2及以上燒結機建成燒結煙氣脫硫設施約110臺套，燒結機面積約19500 m2。在配套建設燒結煙氣脫硫設施的燒結機中，90m2-180m2燒結機占比53.6%，180m2-300m2燒結機占比29.1%，300m2以上燒結機占比17.3%。另據不完全統計，已實施脫硫的90m2以下燒結機約110臺，燒結機面積約5600 m2。如按單位燒結機面積投資（全煙氣脫硫）20萬-25萬元計算，全行業共完成燒結脫硫總投資約66億元。

根據已建脫硫裝置的220臺燒結機所在區域位置使用原燃料含硫情況分析，產生二氧化硫約50萬噸，按設計脫硫效率及設計同步運行率計，應減排二氧化硫42萬噸。由于已建成的脫硫裝置中，只有少數企業建的脫硫裝置能穩定運行，脫硫效率在85%以上，同步運行率80%以上，極少數企業的脫硫效率能達到95%以上，同步運行率95%以上。但絕大多數企業裝置脫硫效率、同步運行率達不到脫硫公司承諾的設計值，有的脫硫效率極低，不到20%。還有因為部分裝置是半煙氣脫硫、有的采用的工藝技術屬于首臺套，還有的處在調試中。因此，已建成220臺套脫硫裝置平均脫硫效率按70%，同步運行率60%考慮，已建的脫硫裝置減排SO2量達21萬噸左右，有可能還低于此值。

二、我國燒結脫硫設施建設中存在的主要問題

總體上看，我國燒結脫硫設施建設存在以下問題：

（一 ）燒結煙氣脫硫認識存在誤區

少數企業認識上存在兩個誤區：一是認為燒結煙氣脫硫和通風除塵一樣，原理、工藝、設計、維護非常簡單，忽視承建單位的工程能力，選擇報價明顯偏低的脫硫公司或者在其它領域合作過的環保公司，建設的脫硫工程低價低質，難以長期穩定運行；二是認為燒結煙氣和燃煤電廠煙氣特點差異很大，十分復雜，因此排斥在燃煤電廠煙氣脫硫有大量成功工程經驗的承建單位。

在工信部組織燒結煙氣脫硫工藝技術后評估工作時，有5家脫硫公司以石灰石-石膏法申請參加后評估。專家組在評審過程中發現，同樣是石灰石-石膏法，一些小脫硫公司的報價明顯偏低，但隨之而來的就是偷工減料、低價低質。因此，鋼鐵企業在選擇脫硫公司時應加強對其資質、經驗和工程能力的審核。

（二 ）少數脫硫裝置不能滿足總量減排核查要求

鋼鐵企業建設燒結脫硫裝置一方面是環保意識增強，這是承擔社會責任的體現，另一方面也是為了滿足二氧化硫總量減排的要求。如果建設的燒結脫硫裝置在設計、建設和運營維護上沒能達到核查標準，二氧化硫減排量無法得到管理部門的認定。目前有的企業存在燒結煙氣脫硫裝置的DCS系統歷史紀錄無法調取，或者在線監測裝置的安裝位置不符合要求，或者沒有保存必需的運行參數人工報表等問題。

（三 ）副產物沒有得到很好的利用，存在二次污染隱患

由于燒結煙氣中成分復雜，含有重金屬、二惡英、HCl、HF等多種污染物，導致石膏、硫銨、脫硫渣等脫硫副產物的品質較差，資源化利用難度較大，甚至可能在利用過程中發生二次污染事故。

（四 ）重工藝、輕設計和運行維護

部分脫硫公司缺乏實際脫硫工程經驗，在技術交流時經常強調其工藝的先進性，但往往在裝置實際建設和運行維護過程中，由于經驗不足，導致系統難以正常運行。鋼鐵企業在選擇脫硫技術時，也常常忽視脫硫公司的工程設計能力和工程建設經驗，缺乏實際運行維護經驗，使部分裝置長期無法正常投入運行。

例如：在工信部組織的燒結煙氣脫硫工藝技術后評估工作中發現，某參評脫硫工藝從技術原理上具有創新性，脫硫劑可循環使用、副產物利用途徑良好，但脫硫公司缺乏實際工程經驗，脫硫裝置在材質選擇、設備選型、設計等方面都存在問題，且系統關聯性高、運行維護難度較大，導致脫硫裝置難以實現穩定運行。

三、“十二五”鋼鐵行業減排形勢分析

《國家環境保護“十二五”規劃基本思路》中指出：我國環境形勢呈現“局部有所改善，總體尚未遏制，形勢依然嚴峻”的特點。“十二五”期間我國仍將處于工業化和城市化快速發展階段，經濟結構調整和粗放型經濟增長方式的轉變還需要較長時間，污染減排任務仍然相當艱巨，改善環境質量的難度持續增加和人民群眾不斷提高的環境需求之間的矛盾更加突出，環境壓力繼續加大。“思路”要求到2015年，在化學需氧量、二氧化硫排放量比2010年削減5%-10%的基礎上，將氨氮、氮氧化物納入減排計劃，減排幅度按5%-10%考慮。同時，其它污染物的控制也提到議事日程，新的排放標準即將頒發；另外我國履行斯德哥爾摩公約進入了實質性階段，重點行業二惡英的控制規劃已經完成，環境保護部等九部委2010年11月4日發布了《關于加強二惡英污染防治的指導意見》，“十二五”期間二惡英將成為重點控制對象。

鋼鐵工業是國民經濟的重要支柱產業，但也是我國最主要的能源資源消耗和污染物排放行業之一。特別是國家重點控制的污染物二氧化硫，鋼鐵行業的排放量僅次于火電行業，而且隨著電力行業煙氣脫硫工作取得明顯成效，鋼鐵行業占全國工業二氧化硫排放量的比例由“十一五”初期的8%左右上升到了2009年的10%左右。

根據我國經濟發展趨勢分析，鋼鐵產量在“十二五”期間將維持在7億噸左右，按目前噸鋼排放二氧化硫水平，鋼鐵行業將產生二氧化硫達200萬噸以上，總量呈現增加趨勢；而且絕大多數鋼鐵企業二氧化硫排放濃度高于200mg/m3，約800-2000mg/m3，排放濃度與二氧化硫新標準（報批稿）要求相差較大。鋼鐵行業二惡英也是產生量大的行業之一，也將是重點控制對象。因此，國家環境保護要求日趨嚴格，給鋼鐵行業污染減排提出了更高的要求，特別是鋼鐵行業在“十二五”期間大氣污染治理工作任務繁重而艱巨，二氧化硫減排形勢相當嚴峻。

四、對我國燒結煙氣脫硫技術發展方向建議

根據燒結煙氣波動及煙氣污染成份特點，以及國際社會對環境污染治理要求的變化，目前國際上燒結煙氣治理以干法、半干法為主。西歐燒結廠在燒結煙氣凈化處理時，必須同時考慮脫硫、除塵、去除二惡英、重金屬、氯化氫、氟化氫和有機碳VOC，因此，西歐燒結廠采用的均是半干法煙氣脫硫。日本從2000年開始對二惡英控制以來，燒結機煙氣治理均采用活性炭吸附，而且越來越多的原有濕法改造成了活性炭吸附工藝。歐洲少數鋼鐵企業采用的濕式Airfine系統，屬于治理二惡英的BAT技術，只能脫除二惡英和重金屬，沒有脫硫效果。

結合我國 “十二五”期間對環境保護的要求，以及國際環境保護發展趨勢，建議我國燒結煙氣脫硫技術發展，應考慮與SO2、NOX、SO3、顆粒物、二惡英等多種污染物的協同控制。采用應以LJS循環流化床法為主的干法工藝，以石灰石—石膏法為輔的濕法工藝。