鋼鐵行業(yè)脫硫脫硝行情

1、鋼鐵行業(yè)脫硫除塵工藝及實際運行線狀分布隨著“十二五”規(guī)劃近尾聲，鋼鐵行業(yè)燒結與球團工序（目前鋼鐵行業(yè)SO2、NOx粉塵等大氣污染物的主要來源，即燒結、球體工序中焦炭和多樣品礦樣的燃燒）脫硫除塵工作已初步完成，但面對首輪已建成脫硫項目的不合理設計、處理效果不佳，以及即將實施的新時期更為嚴苛的大氣無污染物排放限值等綜合因素的分析，認為對于現(xiàn)有工藝的樹立以及實際配套脫硫系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀分析將變得極為重要，為鋼鐵企業(yè)適應新時期的SO2、NOx、粉塵等排放限值要求及下一步的脫硫改造工作提供切實的參考依據(jù)。據(jù)統(tǒng)計，雖然國家已對過剩產(chǎn)能提出限制、消減要求，但2013年鋼鐵產(chǎn)量首次突破10億噸的現(xiàn)狀揭示，目前鋼

2、鐵產(chǎn)業(yè)的嚴重過剩產(chǎn)能，對大氣的污染仍在加劇。在“十二五”時期鋼鐵污染治理引起國家相關部委的高度關注，鋼鐵行業(yè)脫硫在整個脫硫市場中占有率大幅提升。目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)燒結、球體煙氣的脫硫工藝百花齊放，但考慮到鋼鐵企業(yè)的燒結、球體工序的特殊煙氣特點與鋼鐵行業(yè)利潤恢復緩慢的大環(huán)境影響，針對各企業(yè)不同工況條件，為其提出合適的SO2脫除工藝和除塵工藝變顯得尤為重要，為使鋼企業(yè)污染物排放達到國家環(huán)保標準，同時最大限度的為企業(yè)節(jié)約環(huán)保項目投資與運行費用將成為“十三五”期間新建及脫硫項目改造過程中幫助企業(yè)協(xié)同發(fā)展的重要工作。一、鋼鐵行業(yè)脫硫除塵工藝（一）鋼鐵行業(yè)脫硫工藝1.濕法脫硫工藝目前應用較多的濕法脫硫工藝是

3、石灰石（石灰）石膏法、氨硫胺法、海水脫硫法等，其中石灰石石膏法脫硫工藝也是目前技術最成熟、應用最廣泛的脫硫技術，濕法脫硫適于中高（SO2濃度小于每立方米2000毫克）工況的脫硫需要。2.半干法脫硫工藝半干法脫硫工藝占地面積小、無廢水所產(chǎn)生，適用于中低硫（SO2濃度不大于每立方米2000毫克）工況，目前應用較多的半干法脫硫工藝有循環(huán)流化床法、密相干塔法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（SDA）等。3.干法脫硫工藝干法脫硫工藝主要指活性焦（炭）吸附法，在脫硫的同時實現(xiàn)NOx、二噁英、重金屬等聯(lián)合脫除。繼太鋼第一次引入該技術以來，目前國內(nèi)外的多家鋼鐵企業(yè)燒結煙氣脫硫中也得到應用。（二）鋼鐵行業(yè)除塵工藝1.布袋除塵工

4、藝布袋除塵技術適用于鋼鐵各工序及燒結、球團機頭煙氣半干法脫硫后尾氣的除塵治理。布袋除塵技術的除塵效率高達99.80%99.99%，顆粒物排放濃度可控制在每立方米30毫克以下，為了來將通過更換PPS及PTFE覆膜濾袋材質(zhì)來進一步嗎，滿足國家對于粉塵甚至超細顆粒物PM2.5的排放限值。2.靜電除塵工藝靜電除塵技術適合風量大、煙溫高的工況條件，主要用于燒結機機頭、球團煙氣除塵。靜電除塵技術的理論除塵效率為99.50%99.97%，顆粒物排放濃度可控制在每立方米50毫克左右，消耗主要為電能。但實際運行中靜電除塵器已無法達到國家環(huán)保部門對于粉塵排放的嚴格要求，改造為布袋除塵或電袋除塵工藝已成為大趨勢。二

5、、鋼鐵行業(yè)脫硫?qū)嶋H運行情況經(jīng)調(diào)研分析表明，鋼鐵行業(yè)在“十二五”期間繼續(xù)對環(huán)保工作加大治理力度，按照環(huán)境保護部污染物排放總量核算結果，我國已建成的約550臺套燒結脫硫設施共實現(xiàn)二氧化硫減排量約60萬噸，實施脫硫的燒結機面積9.4萬平方米，較“十一五”期間有明顯提升。雖然燒結二氧化硫減排工作取得一定效果，但實際上還存在一定比例的脫硫裝置不能保持脫硫效率和同步運行率穩(wěn)定在80%以上，為今后的進一步改善脫硫達標項目提出了現(xiàn)實需求，與此同時，經(jīng)過多年的運行實踐，多種主流鋼鐵行業(yè)脫硫工藝已初步形成。表1、表2分別列舉了國內(nèi)具有代表性的燒結煙氣脫硫工藝概況及處理規(guī)模。表1國內(nèi)主要燒結煙氣脫硫項目總匯工藝吸收

6、劑入口濃度/mgm-3出口濃度/mgm-3脫硫效率/%煙氣量/萬立方米h-1投資/萬元應用業(yè)績設備規(guī)模/m2石灰石-石膏法石灰石15007095705800梅鋼180循環(huán)流化床法CaO干粉500040092533000三鋼180氨-硫胺濕法高純氨水8102597919500柳鋼265+100SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法CaO干粉1200200831027000泰鋼180氧化鎂濕法Mg(OH)2溶液1000809240-韶鋼105雙堿法鈉鈣堿8121897720-廣鋼35密相干塔法熟石灰粉120010091111-唐鋼360活性炭吸附法活性炭639329514433000太鋼450ENS法Ca(OH)247

7、39081196-包鋼180離子液法有機氨36004598559570攀鋼173有機氨法有機氨130010092429893萊鋼265NID法CaO干粉150010093505600武鋼360MEROS法Ca(OH)21050100905212600馬鋼300表2燒結機脫硫設施近年投運情況概覽設備規(guī)格“十五”2014年數(shù)量/臺面積/m2濕法數(shù)量/臺半干法數(shù)量/臺干法數(shù)量/臺180m279235415423290180m21662284.814917-90m2975217907-合計34249042.8293472據(jù)不完全統(tǒng)計全國共有燒結機1186臺，總面積130351.9平方米。其中90平方米

8、以下燒結機587臺，總面積26042.1平方米；90180平方米燒結機422臺，總面積51867.8平方米；180平方米以上燒結機176臺，總面積52382平方米。鋼鐵燒結脫硫設施342臺，總面積49042.8平方米，所占比例為37.6%。其中90 平方米以下燒結機脫硫比例20%，90180平方米燒結機脫硫比例39.1%，180平方米以上燒結機脫硫比例44.9%。這主要源于近年我國新建和改造的燒結設備均向著節(jié)能大型標準化的方向發(fā)展，其中中型燒結機數(shù)量的增加使其成為鋼鐵行業(yè)主要的脫硫?qū)ο?。在眾多的脫硫工藝當中，鋼鐵行業(yè)應用的脫硫技術種類繁多，各種燒結脫硫工藝的市場占有情況統(tǒng)計（按燒結機產(chǎn)能計算）

9、如圖1所示：圖1 各種燒結脫硫工藝的市場占有比重有圖1可清楚的觀察到，在目前已投運的脫硫工藝中，以最為成熟穩(wěn)定、基建投資較少的石灰石石膏法脫硫工藝市場占有率最高，循環(huán)流化床、氨硫胺法市場占有率差別不大。除以上主流工藝外，其他工藝如密相干塔法、氧化鎂法和雙堿法等也逐步占據(jù)了一定的市場規(guī)模，未來是否能夠與主流工藝形成競爭，還需觀望這些工藝能否充分顯示其在燒結煙氣實用性上的優(yōu)勢。國內(nèi)幾家重點鋼鐵企業(yè)主要應用燒結脫硫技術投運面積、工程投資及噸燒結礦成本見表3.自“十五”規(guī)劃鋼鐵行業(yè)脫硫項目啟動以來，燒結脫硫帶來的市場總投資額約為145億元，僅“十二五”前幾年燒結脫硫市場總投資額就高達80億元。從現(xiàn)有燒

10、結脫硫技術投資狀況來看，憑借脫硫效率高、系統(tǒng)運行可靠、減排目標易于實現(xiàn)等優(yōu)勢，濕法脫硫仍占主導地位，這也表明目前業(yè)主仍依賴于該項成熟技術，但少數(shù)脫硫公司為打價格戰(zhàn)，提高中標幾率，在實際施工過程中對吸收塔的尺寸與鋼結構予以縮減，致使塔內(nèi)煙氣流速過大，系統(tǒng)負荷加劇，除霧器壽命縮短，煙氣攜帶漿液由煙囪外排，造成“石膏雨”現(xiàn)象，由此所帶來的運行費用和繳納排污費的高昂開銷進一步拉高了鋼鐵生產(chǎn)成本，無論面對國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的內(nèi)部競爭，還是對于企業(yè)自身的轉(zhuǎn)型升級結構調(diào)整，都會產(chǎn)生不利的影響，減緩了鋼鐵企業(yè)走出寒冬實現(xiàn)利潤增長的步伐。因此在接下來的脫硫系統(tǒng)整改環(huán)節(jié)要嚴把施工單位資質(zhì)，并加大對此種擾亂脫硫市場，損害

11、企業(yè)利益的行為的懲處力度。而其他干法、半干法工藝除活性炭法和MEROS法外，單位燒結面積的投資基本都能控制在業(yè)主的承受范圍內(nèi)，不過也存在運行成本偏高的現(xiàn)象，分析認為主要是個別項目在設計過程中不合理后期頻繁改造以及運營人員未經(jīng)專業(yè)培訓違規(guī)操作所致。此外，由于燒結煙氣中含有的重金屬、二噁英、HCI和HF等酸性物質(zhì)，還將導致脫硫石膏、硫胺、脫硫渣等副產(chǎn)物中存在一定量的危廢物，存在二次污染的隱患，資源化利用難度較大，因此鋼鐵行業(yè)脫硫廢水和副產(chǎn)品的處理問題，在將來日益健全的環(huán)保法規(guī)大背景下將面臨巨大挑戰(zhàn)。表3 全國幾家重點鋼企業(yè)各脫硫技術投運面積、工程投資及噸礦成本脫硫技術投運面積/m2噸礦成本/元工程

12、投資/萬元石灰石石膏法360+2360+3605.21+7.81+4.314959+8500+6000循環(huán)流化床400+25508.70+5.263826+23000氨硫胺法3607.3212700SDA旋轉(zhuǎn)噴霧360+435+21805.50+8.30+5.546700+5690+7000氧化鎂法1802.882500密相干塔法2108.915072活性炭法45017.0033000雖然截至目前，對于鋼鐵行業(yè)燒結煙氣的脫硝工作還未全面啟動，但隨著國家對氮氧化物更為嚴格的排放標準出合，鋼鐵行業(yè)脫硝必然面臨著調(diào)整工藝、推陳出新的一個歷史任務，預計未來鋼鐵行業(yè)選擇燒結煙氣凈化技術時考慮的將會是同時

13、脫硫脫硝一體化技術，目前只有活性炭法可兼具幾種污染物協(xié)同脫除能力。半干法脫硫+噴活性炭+袋式除塵器+GGH換熱后串聯(lián)一個傳統(tǒng)WO3-V2O5/TiO2基SCR脫硝工藝或?qū)⑻幱谥性噷用娴牡蜏豐CR脫硝技術的工業(yè)化落地，僵尸一種較為普遍的協(xié)同脫除思路。三、鋼鐵行業(yè)脫硫脫硝除塵未來工作分析隨著火電行業(yè)脫硫脫硝指標向著近乎“零排放”的終點慢慢迫近，目前非電行業(yè)脫硫脫硝除塵的市場規(guī)模正在逐年擴大，據(jù)統(tǒng)計截至目前，僅鋼鐵和水泥行業(yè)脫硫脫硝除塵市場的投資總額便超過150億元，且這些項目的啟動均源自“十一五”規(guī)劃后期，無論是在“十二五”規(guī)劃的收官年，還是“十三五”規(guī)劃的整個時期都處于環(huán)保減排的前沿，為實現(xiàn)河北

14、省，乃至京津冀一體化減排任務的根本要求而不斷創(chuàng)新。伴隨著鋼鐵燒結、球體工藝的脫硫技術已日趨成熟，近些年來脫硫公司一擁而上的局面也隨著鋼企環(huán)保管理人員實踐經(jīng)驗的豐富而趨于緩和，濕法中雖仍以石灰（石）石膏法為主要脫硫技術，但氨硫胺法、循環(huán)流化床、SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法、海水脫硫法等高效的脫硫技術也日益占據(jù)了一定的市場空間，尤其是海水脫硫法在一些沿海地區(qū)的鋼鐵企業(yè)得到了初步應用，例如曹妃甸地區(qū)的首鋼京唐公司已建成海水脫硫項目；半干法、干法等脫硫工藝雖然基建投資相比濕法有所增加，但干態(tài)的脫硫過程與副產(chǎn)物狀態(tài)，使得在反應塔和脫硫設備防腐環(huán)節(jié)大大節(jié)約了投資，且脫硫設備的使用壽命也會有所延長，若能通過科研進一步找

15、到半干法脫硫副產(chǎn)物的有效利用，將會極大地獲得鋼企業(yè)主方的關注，有利于半干法脫硫項目的可持續(xù)發(fā)展，企業(yè)需結合自身工況因地制宜選擇合適脫硫技術。在未來“十三五”期間的鋼企脫硫項目當中，除新建燒結、球團脫硫項目的增加，一些老舊脫硫設施的改造也將占據(jù)較大市場比重，這主要是源于鋼企啟動初期，很多企業(yè)對燒結煙氣脫硫技術尚不了解，認為其原理、工藝、設計和維護較為簡單，可照搬火電廠的成熟脫硫工藝，忽略了燒結煙氣自身的特殊性，忽視了承建單位的設計施工能力，僅通過價格篩選，使低報價的脫硫公司或者其他領域有過合作的小型環(huán)保公司承接脫硫工程項目，導致恨到一批建成的脫硫工程存在設計不合理、質(zhì)量差，無法連續(xù)運行需要等問題

16、，據(jù)了解，已投運的鋼鐵脫硫設施無法維持正常運行率的案例較多；另有一些鋼鐵企業(yè)則認為燒結煙氣和燃煤電廠的煙氣特點存在較大差異，因此主觀上排斥在燃煤電廠煙氣脫硫領域有大量成功經(jīng)驗的承建單位，而剛剛吸收引進國外先進脫硫技術的新興脫硫公司由于缺乏實際燒結脫硫經(jīng)驗，初期未結合我國鋼企自身特點，因此早期建設和運行維護過程中，也存在不少運行不佳的項目?？v觀鋼鐵行業(yè)的燒結、球團煙氣脫硫進程，迫于國家環(huán)保法規(guī)的壓力，為避免停產(chǎn)整頓，各大鋼鐵企業(yè)紛紛做好了各污染物排放工序的配套脫硫項目建設，雖然大部分企業(yè)規(guī)范興建、投運脫硫設施，并在考慮到未來將實行更嚴格的排放濃度限值時留出了余量，提前預留脫硝反應裝置接口，但也不

17、乏鋼企負責人，以私人小規(guī)模企業(yè)居多，對轄區(qū)小型燒結機、豎爐球團脫硫建設，只將成本作為唯一考慮要素，無論從脫硫公司選擇、工期進度。還是設備規(guī)模、材質(zhì)選型上，以為追求“低、快、省”的解決方式，只為應付當?shù)丨h(huán)保部門的檢查驗收，過后間斷開啟或者干脆關停脫硫設備，與環(huán)境監(jiān)測部門打時間差，利用夜間燒高硫礦，偷排SO2，嚴重污染大氣。這種案例在實際調(diào)研中并非個例，在未來的環(huán)保監(jiān)督中，應重點予以排查，政府也應賦予環(huán)境監(jiān)測部門以實權，發(fā)現(xiàn)一家關停一家，同時也呼吁有關專業(yè)職能部門，整理出臺較為詳實的現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)脫硫技術匯總，責令這些違規(guī)企業(yè)從中挑選適合本單位工況條件的脫硫工藝進行整改，這樣一方面減輕執(zhí)法難度，另一方面也規(guī)范整個脫硫市場環(huán)境，以一種倒逼的方式促使各正規(guī)脫硫公司都能為企業(yè)