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世界性难题---烧结烟气脱硫将被攻克

更新时间:2009-03-18 10:58 来源:攀钢日报 作者: 罗仁助 富成虎 阅读:2534 网友评论0

世界性难题---烧结烟气脱硫将被攻克“这项工程采用的是最新的脱硫方法,能较彻底地解决烧结脱硫的难题,副产品还能生产硫酸。”

“这种工程好,既能做到节能减排,还能发展循环经济。”

2月4日下午4时,四川省环保局副局长谷声文率领省创模考核验收组现场检查了6号烧结机烟气脱硫工程。听完(集团)公司副总经理周一平对工程项目的介绍后,谷声文对该工程项目给予了充分肯定。

在这项工程中,攀钢人冒着巨大的技术风险和投资风险,采用了一项世界上尚无人尝试过的治理烧结烟气SO2的方法——离子液循环法。如果该方法获得成功,那么烧结烟气脱硫的世界性难题将在攀钢被破解。

世界性难题

电厂、烧结等烟气中的主要污染物是SO2,而SO2正是硫酸型酸雨的“罪魁祸首”,全世界都在积极寻找治理它的有效方法。

“之所以称之为‘世界性难题’,是因为现在世界上还没有哪一种脱硫方法,能够将脱硫效率、副产品的处理以及运行效益三个问题统筹解决,脱硫效果好了,副产品无法处理;副产品能处理,运行成本又太高。”2月3日,记者在采访新钢钒炼铁厂原工会主席陈铭铨时,这位主要负责6号烧结机烟气脱硫项目的老专家作了这样的解释。

资料显示,目前在世界上比较流行的烧结烟气脱硫技术主要有干法、半干法和湿法三种。干法脱硫技术脱硫效率一般不会超过70%,半干法可达85%以上,湿法的脱硫效率最高,大约在90%以上。在脱硫效率最好的湿法脱硫技术中,石灰石——石膏法最为典型。

“石灰石——石膏法采用液态钙基为吸收剂,设备和技术很容易取得、原料价格便宜、运行比较稳定,是当今世界上最普及的一种脱硫技术,所占应用比例在90% 以上。这种技术的副产品是石膏,在日本、德国等缺乏石膏资源的国家得到广泛应用。而在石膏资源丰富的中国,脱硫产生的低品质的石膏不易找到销路,只能堆积,造成新的污染。更致命的是,该法每处理1吨SO2要排放0.7吨CO2,治理了烟气中的SO2污染又新增了温室效应气体CO2的排放。”陈铭铨说。

“烧结烟气的主要成分是SO2,如果能将烟气中的SO2转化为可以利用的硫酸,社会效益、经济效益将十分明显。”有人对烟气脱硫技术进行了更进一步的设想,继而就产生了活性炭吸附法——应用最多的干法脱硫技术。国内外一些企业也采用过这种方法,但是活性炭脱硫操作和维修较复杂、设备投资和运行费用高,所得产品——稀硫酸浓度低,含有较多杂质,难以直接作为产品销售等因素给其继续推广蒙上了阴影。

为了彻底解决烟气脱硫问题,实现国民经济的科学发展,近几年,我国还从美国、日本和西欧引进了其它一些烟气净化技术和装置。引进的装置虽然设备先进、自控程度高,但其投资及运行费用极为昂贵,我国在经济实力上目前尚无法与发达国家相比,我国的国力和国情还不能允许我们采取国外现行的方法,近20年来,我国花巨资引进的技术和装备很难推广。

“从1983年到2001年,我从事烧结系统设备方面的工作18年。近些年,由于职业习惯,我也很关注烧结烟气脱硫技术,了解的烧结系统烟气脱硫技术不少,但真正能彻底、经济解决这一难题的技术还没有。20多年了,看着烧结区域天空的浓烟,污染的是我们裂谷的天空,放散出去的也是我们的宝贵硫资源呀,我们大家都盼望有一种先进的技术出现……”2009年2月1日下午,记者就烧结烟气脱硫技术采访新钢钒技改部工程科科长高登超时,这个身材魁梧的中年汉子脸上不免有些遗憾。

裂谷的天空

攀钢的核心企业——新钢钒坐落在钒钛磁铁矿资源丰富的攀西裂谷,这里已探明铁矿资源储量近100亿吨。有一位外国友人曾经幽默地说,上帝真是不公平,将如此丰富的资源集中到了这里。其实上帝是公平的,在赐予“攀西之子”——攀钢丰富的钒钛磁铁矿资源的同时,也将解决含硫较高的矿石的脱硫重任交给了攀钢。多硫的“宝贝”资源不仅造成了冶炼工艺的难题,而且也给烧结等系统造成了浓烟滚滚的“壮丽景观。”

新钢钒公司现有6台烧结机,总烧结面积823.6m2,1号至5号烧结机面积均为130m2,6烧结机为173.6m2。其中,仅6号烧结机的烟气排量就在500000Nm3/h以上,烟气中的SO2含量在5000mg/Nm3以上。

过去,曾经有人这样描述攀钢弄弄坪厂区的傍晚景观:傍晚,登上大渡口后山山顶瞭望攀钢弄弄坪,“五颜六色的烟雾,让天空的晚霞蒙羞”。

公司总经理余自甦的职代会报告显示:2007年,攀钢二氧化硫排放量8.26万吨;2008年,攀钢二氧化硫排放量7.47万吨,而烧结等冶炼工艺的排放量就达到60000吨以上,占据了攀钢SO2排量的“大半壁江山”。目前国家规定的SO2的排污费为600元/吨,国家为了控制S02的排放,即将提高到1260元/吨,对攀钢来说是一个很重的经济负担。数据是惊人的,后果也是严重的,2006年以前,攀钢所在地——攀枝花这个全国惟一一个以花命名的城市,却上了全国环保“黑名单”。

攀钢的承诺

2007年2月,四川省人民政府下达的《关于开展2007年度工业污染源综合治理工作的通知》中,将新钢钒公司炼铁厂烧结二氧化硫削减列入限期整改项目,“要求1台必须在2007年动工,2008年完成,其余5台2007年启动,2009年9月30日前完成”。

由此,对于攀钢来说,烧结机烟气脱硫已经不是干与不干的问题,而是必须要干,而且还要干好。

“谁在年底前不能按期完成治理目标,谁就将受到包括免职、降级、降薪在内的环保处罚。”2008年3月26日,(集团)公司与下属新钢钒公司及其相关单位和部门,层层签订责任书,限期完成炼铁厂6号烧结机机头烟气脱硫和发电厂锅炉烟气脱硫两个环保项目。

“其实,攀钢在很早以前就开始探索烧结烟气脱硫的难题了。”攀钢烧结机烟气脱硫项目历史,陈铭铨向记者娓娓道来。

2003年9月17日,秋高气爽,地处祖国边陲的新疆乌鲁木齐市艳阳高照,全国冶金烧结烟气治理技术交流会在这里召开,来自全国各大钢铁企业的代表纷纷结合本企业的实际,畅谈烧结烟气治理的必要性和本企业的经验。

会场上有一个人被深深触动了,他就是陈铭铨。多年从事相关专业研究的他深刻认识到,随着国民经济的进一步发展和国家对环保要求的越来越严格。攀钢作为国资委直属的钢铁企业,又是西南最大的钢铁联合企业,在烧结系统的烟气治理上必须走在前面。 而后攀钢开始了在烧结烟气脱硫方面的长期探索。

2005年,又是9月,攀钢召开了烧结烟气治理研讨会,会后组团到武汉、广州等在烟气脱硫领域走在前面的几家企业进行考察。结果发现,这些厂家所采用的方法大多是废弃物处理难度大、成本高的“干法”脱硫方式。

有没有一种既经济又环保,而且不造成二次污染的方法呢?攀钢人在思考,攀钢烟气脱硫一度陷入僵局……

“山重水复疑无路,柳暗花明又一村。”正在攀钢科技人员冥思苦想的时候,一直与攀钢有合作关系的成都华西化工研究所传来好消息,他们开发出了一种世界上尚无人使用过的离子液循环法脱硫技术:

脱硫效率可达99.5% ,且脱硫效率可灵活调节;

在烟气含硫量从0.02% 到5%的范围内运行成本稳定,对各类烟气无限制,副产品可转化成为高浓度的硫酸;

拥有完全的自主知识产权,所有设备均可实现国产化。

“可以高效脱硫、对高浓度的含硫烟气同样使用,而且可以回收SO2生产硫酸,让资源再生,这技术简直就是为攀钢量身定做的,惟一的缺点就是该技术尚未运用,在实践中是否能够发挥上述功效呢?”攀钢的技术人员们在惊喜之余,内心深处都有一定的疑虑。

尽管技术研发充满风险,但集团公司董事长、党委书记樊政炜的话却斩钉截铁:“这样的投资尽管有风险,我们也要做……抓好节能减排工作,是对企业所在地群众负责,也是对企业职工负责。”

风险的规避

正如樊董事长所说,这样的投资有风险,但是还得做。

然而科学毕竟是严谨的,按照投资学的理论,风险与回报是成正比的。对于6号烧结机烟气脱硫工程来说,最大的难题就是如何最大可能地保证项目的成功率,如何最大可能地规避投资风险。

2007年,攀钢和成都华西化工研究所达成协议,在完成实验室研究的基础上,成都华西化工研究所在攀钢建立了一套1000Nm3/h循环吸收法烟气脱硫工业化中间试验装置,于2007年初,采用攀钢炼铁厂6号烧结机机头烟气进行了工业化中间试验。

“等待,等待的过程最熬人。”这是记者在采访过程中,听被访者说得最多的一句话。

2007年3月,成都华西化工研究所在攀钢的试验取得了令人满意的结果,各项工艺指标均达到或超过国际先进脱硫工艺水平。循环吸收法烟气脱硫技术及其相应的成套脱硫装置的工业化应用效果,完全满足《工业炉窑大气污染物排放标准》。

攀钢的烧结烟气脱硫项目终于露出一丝曙光!

好消息在给攀钢人带来喜悦的同时,又增加了一丝顾虑。虽然在试验数据上,成都华西化工研究所所采用的离子液循环吸收法烟气脱硫,在脱硫烟气中二氧化硫的同时,不产生温室效应气体二氧化碳,副产品可生产经济价值较高的浓硫酸,较好地解决了脱硫副产品处理难的问题,并且具有显著的经济效益。但是由于工业试验中的烟气量仅为1000Nm3/h,与可研报告中拟建的烟气量500000Nm3/h相比较,将小型工业化试验装置放大500倍后建成工业生产装置,国内无此先例,且成都华西化工研究所也无成功案例,存在一定的风险。而且该工艺和传统脱硫工艺比较,还有投资较多、占用土地面积大、运行成本较高等一系列有待解决的难题。

是冒技术风险和投资风险采用离子液循环吸收法较为彻底地解决烟气脱硫问题,还是安安稳稳选择传统的“干法”使脱硫问题暂时得以解决?

“新的技术肯定会有风险,但不经过尝试肯定不能知道其结果”,“我们必须把风险想全一点,不能打无准备的仗”……2007年底,(集团)公司一届董事会战略委员会第五次会议上,董事们围绕采用什么样的方法来治理6号烧结机烟气展开了激烈的讨论。最后,攀钢从多家科研院所提供的方案中做出了一个重要的抉择 ——成都华西化工研究所的离子液循环法被最终确定为攀钢6号烧结烟气脱硫的工艺,并于2008年 1月18日与成都华西化工研究所发起组建的股份公司成都华西化工科技股份有限公司签订《总承包合同》。

与此同时,为了进一步规避投资风险,攀钢还和成都华西化工研究所签订了技术共享、风险共担的协议,工程总投资成都华西化工研究所垫资50%,离子液在烧结系统烟气脱硫应用技术的专利享有者为攀钢和成都华西化工研究所;该技术成果在攀钢集团内部免费使用;成都华西化工研究所使用该技术在攀钢集团以外的单位进行烧结机烟气脱硫项目的建设时,每建设一台套装置,必须付给攀钢一定的技术使用费。

尽管如此,攀钢在新钢钒公司另一台新建的烧结机烟气脱硫上选择了“半干法”脱硫技术,在烧结烟气脱硫技术的探索上给自己留了一条“后路”。

距离样板有多远

2008年12月23日,新钢钒6号烧结机烟气脱硫系统正式投入试运行。

至2009年2月1日,系统成功运行240小时,处理后尾气中SO2低于150mg/Nm3,脱硫效率达95%以上,远远超过《大气污染物综合排放标准》的要求,并成功回收高纯度硫酸400多吨。

“以前没有上这套烟气脱硫工艺时,烧结机作业的时候,大烟囱就冒着褐色的浓烟,你要是穿个白色的衣服在现场绕上几圈回来,衣服就会布上密密麻麻的黑斑,而且还有刺激性的气味。”2月2日,在操作室,从试运行开始就负责项目设备运行的钢城集团铁协除尘二车间脱硫岗位职工张勇介绍说。“那些黑斑还很难清洗,不管用多高档的洗衣粉,衣服上都会留下淡淡的斑点。”张勇旁边的一位女职工补充说。

“现在可好了,6号烧结机的烟气经过脱硫设备吸收后,里面的二氧化硫所剩无几,由烟囱排出的只是白白的水蒸气,在我们这儿上班穿白衣服,再也不用愁被弄脏了,我们张工还打算打领带呢。呵呵!”那位女职工的话引来了操作室内的阵阵笑声……

新钢钒6号烧结机烟气脱硫工程投运的消息传出后,考察者纷至沓来。攀钢6号烧结机烟气脱硫技术能否成为钢铁行业烧结系统烟气脱硫技术的一个样板?

针对当前的新钢钒6号烧结机烟气脱硫项目,陈铭铨却有着更深一层的忧虑:离子液的离散、离子液的除尘和除盐、洗涤水的处理和循环利用等还是需要解决的难题,而解决这些问题任务还很艰巨。高登超就设备的运行成本问题也有同样的忧虑,运行过程中耗费低压蒸汽的成本加上每年要补充10多吨价值5.5万元/吨的离子液的成本,也是一笔不小的开支。

2月3日下午,华西工业气体有限公司董事长李东林在谈到上述问题时说,新钢钒6号烧结机烟气脱硫项目所采用的技术尚属国内乃至世界首次使用,对成都华西化工研究所和攀钢来说都具有一定的试验性。在试运行期间,就是要让问题更多地暴露出来,现在暴露出的问题,都是可以解决的,"3月底以前将暴露出的问题全部解决,争取一次性通过国家相关部门的验收"。

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