探究半干法燒結煙氣脫硫灰的綜合利用

張宇鵬

（松原市環境監測站吉林松原138000）

探究半干法燒結煙氣脫硫灰的綜合利用

張宇鵬

（松原市環境監測站吉林松原138000）

燒結煙氣中的二氧化硫已經成為鋼鐵行業最主要的污染物，廢氣的減排技術已經成為鋼鐵企業及環保企業研究課題的重點，由此產生的燒結煙氣脫硫灰的綜合利用便成為亟待解決的另一問題。目前鋼鐵企業大多數采用半干法脫硫技術進行燒機煙氣的脫硫處理。而半干法煙氣脫硫技術所產生的脫硫灰的組成比較復雜，穩定性較差，并且再次利用難度大。脫硫灰的堆積不僅占據了大量的土地資源其處置耗費了巨大的資金成本，而堆積物中的硫化物對環境造成嚴重污染。因此，對半干法煙氣脫硫灰的再次綜合處置和利用方式的探索，也成為我國建設綠色環保資源節約型社會的關鍵之路。

煙氣脫硫；脫硫技術；綜合利用

在國家經濟不斷發展的情況下，越來越多的新技術運用在工業生產中，進一步促進了工業生產的發展，但是，由于先進技術的使用推動了經濟效益的提升，卻忽略了環保問題，工業生產的物質中排放大量的化學物質，如二氧化硫等有害氣體，嚴重污染大氣環境。因此，在國家政策的嚴格要求下，國內的一些大型企業將燒結煙氣脫硫裝置引入企業生產中，脫硫裝置投入到企業生產中后，二氧化硫等有害物質的排放量有所下降，但新的問題又接踵而來，處理過后的脫硫副產物成為了比較大的環境問題，人們采取的主要方式為拋棄或者堆放的處置方式，這種方式對水源和土壤，造成了二次污染，對大氣環境造成深度破壞。

1　燒結煙氣脫硫灰的產生與組分

隨著脫硫技術的發展，煙氣脫硫技術的種類已發展至數百種，而得到大規模推廣運用卻只有十幾種。按工藝特點主要可以分成濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫三種。按照脫硫工藝的種類不同來劃分，脫硫灰主要分為噴霧干燥煙氣脫硫灰、爐內噴鈣脫硫灰、新型一體化（NID）煙氣脫硫灰、煙氣循環流化床脫硫灰、密相塔半干法煙氣脫硫灰和電干式吸收劑噴射（COSI）煙氣脫硫灰等。如果按產生煙氣的來源不同，煙氣脫硫灰又可以劃分為，鋼廠燒結煙氣脫硫灰、燃煤鍋爐煙氣脫硫灰以及其他工業爐窯煙氣脫硫灰等等。半干法燒結煙氣脫硫灰的外觀是一種深紅色的粉末，是燒結工序中的鐵精粉中主要成分Fe2O3部分進入煙氣的緣故。煙氣脫硫灰的容積密度為0.56 t/m3～1.0t/m3，真密度2.16 t/m3～2.63t/m3。

2　先進脫硫技術的發展

煙氣脫硫技術是一種有效控制二氧化硫排放的手段，目前，在工業中常用的煙氣脫硫技術多達大二十多種，將眾多的脫硫技術按照它的工藝方法可分為濕法脫硫技術，半干法煙氣脫硫技術，以及干法煙氣脫硫技術，對于不同的脫硫技術，采用不同的脫硫方法。比如：濕法脫硫技術主要是鈉堿法、雙減法等；半干法煙氣脫硫技術主要采用的是循環流化床法、SDA法等；干法煙氣脫硫技術主要包括活性炭吸附法和電子束照射法等。這些技術能夠讓工業生產中的二氧化硫等有害物質被過濾分解。

2.1脫硫灰的理化特征性

燒結煙氣脫硫灰是工業生產的煙囪中的燒結煙氣與工業脫硫劑發生一定的反應后，再經除塵器分離后產生的一種物質，半干法循環流化床燒結煙氣脫硫灰是一種非常細的深紅色粉末，而燒結煙氣脫硫灰顆粒比電廠脫硫灰的顆粒要細，在建筑材料的用量方面具有很大的限制作用，主要是因為脫硫灰中硫的含量比較高，在燒結過程中，容易使脫硫灰中的有利因素出現大量流失的現象。

2.2脫硫灰綜合利用技術的發展

在脫硫灰的利用過程中，由于亞硫酸鈣的含量比較高，因此，它的利用難度比較大。而電廠的脫硫灰中的二氧化硅和三氧化二氯的含量比較高，這兩種物質的存在，使得電廠中的脫硫灰可以當作生產水泥熟料的原材料被利用。但由于我國對新技術的運用還不夠成熟，目前正處于研究中，因而對鋼鐵廠中的燒結煙氣脫硫灰的利用率并不是特別高。由此可見，鋼鐵廠中的燒結煙氣脫硫灰的開發與利用還有很大的空間。目前，我國所采用的脫硫灰綜合利用研究主要有以下幾種。

脫硫灰可以用來制備水泥緩凝劑。在經濟發展越來越快的情況下，建筑工程的發展也比較迅速，但是，由于材料技術與建筑行業的發展速度無法保持一致，所以，材料技術制約著建筑業的發展。尤其是水泥材料的技術方面，而脫硫灰中的二水硫酸鈣能夠與水泥熟料中的鋁酸鈣發生反應，進而生產比較難以溶解的水化硫鋁酸鈣，從而延緩水泥的凝結速度［2］。此外，脫硫灰還具有較大的經濟效益，由于礦渣、鋼渣粉塵中的物質比較特殊，如果再加入煅燒改性燒結煙氣脫硫灰和水泥熟料等物質，能夠讓礦渣膠凝材料在抗壓強度方面比較的理想，同時也能長時間的養護礦渣膠凝材料，具有很高的經濟效益。

脫硫灰還能夠作為路基材料被使用在經濟發展的推動下，交通建設的發展越來越快，公路工程施工的材料也越來越多。但是，在公路建設并投入使用過程中，由于公路建設材料質量存在很大的缺陷性，導致投入使用的公路強度不是特別的高，不利于公路的持久使用。而將脫硫灰渣作為公路的路基材料，可以增強路面的強度。脫硫灰主要是通過預水化的方法，將自己的優勢充分發揮出來。脫硫灰渣對公路修建有一定的促進作用，而流化床脫硫灰渣對土壤的改良具有很顯著的效果，流化床脫硫灰渣主要對酸性的土壤具有改良作用，對農業的種植和發展具有很好的推動作用。

2.3有關脫硫灰的氧化研究

由于脫硫灰中含有硫酸鈣、亞硫酸鈣、氧化鈣等成分，但由于亞硫酸鈣的含量高于脫硫石膏中的物質，因此，在脫硫灰的使用中，嚴重制約了它的使用效率。為了讓脫硫灰技術能夠廣泛的被人們利用，我國的一些學者針對脫硫灰在建材行業中的運用進行了濕法煙氣脫硫環境下亞硫酸鈣的催化氧化研究，通過研究取得了非常顯著的效果。

就目前脫硫灰技術的應用而言，它只被人們開發并利用了很小的一部分，還有很大一部分未能開發利用，由此可見，作為一種新型的固體廢棄物質，如果合理的研究開發，就能在人們的生產和生活中被充分的利用，也能實現廢物再利用的目的。

3　脫硫灰副產品的綜合利用情況

燒結煙氣脫硫灰在工業生產中是一種廢氣物質，但通過人們的開發利用，脫硫灰在公路建設中的作用也非常的顯著。為了進一步促進脫硫灰的開發利用，下面就以包鋼脫硫副產品為依據，進一步分析其利用價值。

3.1半干法脫硫灰的利用

在包鋼采用的車間燒結煙氣ENS半干法脫硫工藝產生的脫硫灰，主要它的成分中含有亞硫酸鈣，因而它的性質是不穩定，遇到水等會發生反應，為了促進道路建設，可以借助產業政策的支持與發展，將脫硫灰運用于生產水泥的凝劑，并用于生產低溫煅燒的硫鋁酸鹽水泥。

3.2脫硫灰運用的方向

可以用作水泥緩凝劑。脫硫灰在工程建設中的運用比較廣泛，也非常的普遍，它能夠改善水泥的特性，讓水泥在建筑工程施工運用中發揮有效作用；還能提高水泥的強度，增加建筑工程的質量；此外，還能夠延長水泥凝固的時間，這與傳統的水泥材料不同，不容易凝固的水泥在建筑工程施工中運用，可以節省材料，提高材料的使用率。但由于脫硫灰中的硫石膏含量比較高，因此，需要預熱烘干或造粒成形狀后再使用；同時也可以用來制作免燒磚。利用副產物與粉煤灰、建筑垃圾等固廢，制作免燒壓蒸磚，質量均滿足國家標準合格品MU10要求，摻量不超過10%時，達到優等品MU15要求。從安定性來看，免燒磚壓蒸后依舊完好，沒有出現膨脹，掉角等現象。

4　結語

隨著社會經濟技術的不斷發展，工業化生產在推動經濟發展的同時，也產生了許多的有害化學物質，不僅污染大氣環境，而且也對人們的身體健康產生非常大的危害。如今，隨著人們環保意識的不斷增強，之前那些被認為是廢棄物的煙氣脫硫灰，在各個方面都有運用，并為人們的生產和生活帶來全新的發展空間。煙氣脫硫副產物的綜合運用，可以減少大氣的污染，改善土壤種植條件，在將來也能成為貨真價實的工業原料。

［1］王梅，姜詩慧，金婉婧，王智瀟，喬帥.半干法燒結煙氣脫硫灰的資源化利用研究［A］.中國環境科學學會.2015年中國環境科學學會學術年會論文集［C］.中國環境科學學會：2015：6.

［2］姚璐，劉清才，方詩惠，任山，劉浪，孔明，朱博洪.半干法燒結煙氣脫硫灰的氧化改性［J］.環境工程學報，2016，06：3147-3151.

張宇鵬（1988—），男，大學本科，吉林松原，助理工程師，從事水污染控制與治理。