秦斌，馮齊

（新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

1 前言

鋼鐵生產(chǎn)中燒結(jié)工序是空氣污染物排放大戶，據(jù)統(tǒng)計(jì)燒結(jié)工序產(chǎn)生的SO2約占鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)空氣污染物中SO2的40%～60%。隨著我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益趨嚴(yán)和防治大氣污染的環(huán)保立法不斷完善，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)通過采取一系列措施減少燒結(jié)工序SO2的排放，以實(shí)現(xiàn)排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

八鋼燒結(jié)系統(tǒng)有2×265m2燒結(jié)機(jī)＋430m2燒結(jié)機(jī)，八鋼燒結(jié)采用循環(huán)流化床脫硫工藝，采用一機(jī)一塔全煙氣脫硫，煙氣循環(huán)流化，根椐各項(xiàng)在線測(cè)量燒結(jié)煙氣的溫度、系統(tǒng)壓降等參數(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，消石灰作為脫硫的吸收劑。脫硫系統(tǒng)于2012年12月投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)脫硫入口煙氣SO2最大濃度是2200mg/Nm3，投入運(yùn)行以來，脫硫率在95%以上。近幾年隨著八鋼燒結(jié)生產(chǎn)中鐵料SO2含硫不斷升高，脫硫入口煙氣SO2最大濃度時(shí)有超過最大量程3000mg/Nm3，脫硫系統(tǒng)的生產(chǎn)壓力陡增，環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)日益加大，限制了燒結(jié)產(chǎn)能。為實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)，解決燒結(jié)產(chǎn)能受限的問題，根據(jù)八鋼所用鐵礦資源的特點(diǎn)，通過對(duì)原料管控、優(yōu)化燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)、改進(jìn)脫硫系統(tǒng)工藝控制等措施，提高燒結(jié)脫硫能力，燒結(jié)出口排放SO2濃度均值控制在60mg/Nm3以內(nèi)，保證了燒結(jié)生產(chǎn)正常運(yùn)行，提高了燒結(jié)產(chǎn)能。

2 優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，降低燒結(jié)混勻料硫波動(dòng)

燒結(jié)礦在高溫?zé)Y(jié)成型過程中會(huì)產(chǎn)生含有多種污染成分的氣體。燒結(jié)煙氣的主要特點(diǎn)：

（1）煙氣量大且波動(dòng)大。由于燒結(jié)漏風(fēng)率高（50%以上）和固體物料循環(huán)率高，有相當(dāng)一部分空氣沒有通過燒結(jié)料層，使燒結(jié)煙氣量大大增加，每產(chǎn)生一噸燒結(jié)礦約產(chǎn)生4000～6000m3煙氣，變化幅度達(dá)40%以上。

（2）煙氣溫度變化范圍大。燒結(jié)煙氣的溫度變化范圍在90～200℃。

（3）SO2濃度變化大。進(jìn)廠原燃料的品種多、成分差異大，燒結(jié)生產(chǎn)最終產(chǎn)生的SO2的濃度變化范圍在400～5000mg/Nm3。

（4）煙氣粉塵濃度高，一般達(dá)10 g/Nm3。燒結(jié)煙氣粉塵主要是由金屬、金屬氧化物或不完全燃燒物質(zhì)等組成，氧化鐵粉占40%以上，含有重金屬、堿金屬等；粒徑細(xì)，微米級(jí)和亞微米級(jí)占60%以上。

八鋼使用的疆內(nèi)鐵礦石來自50 多家生產(chǎn)廠，鐵礦石成分差異性較大，特別是SO2含量差異性大，硫含量最高＞1.1%，最低0.02%，如表1所示。

表1 SO2 含量差異性大的原料成分 %

八鋼使用鐵料品種多，質(zhì)量差異較大。根據(jù)鐵礦化學(xué)成分和資源量，通過優(yōu)化燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)，來降低混勻料S 的波動(dòng)：

（1）針對(duì)原料品種多，存放場(chǎng)地有限，按照化學(xué)成分相近的原料合堆堆放，并進(jìn)行初混；（2）根據(jù)原料S 含量高低，分三個(gè)層級(jí)單獨(dú)堆放；（3）采購、財(cái)務(wù)、制造部等部門采取聯(lián)動(dòng)機(jī)制，將原料中的S 含量納入采購加減價(jià)，從源頭上控制S 的波動(dòng)；（4）生產(chǎn)廠制定原料品種堆放、合堆制度，從制度上規(guī)范原料管理；（5）根據(jù)鐵料庫存量和鐵礦成分，優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定燒結(jié)混勻料質(zhì)量；（6）縮小混勻料堆之間配比結(jié)構(gòu)差異性，配比差異性控制在5%以內(nèi)。通過以上措施，有效降低了燒結(jié)混勻料S 的波動(dòng)，混勻料S的標(biāo)準(zhǔn)偏差由0.0793 降低到了0.0510，降幅達(dá)36%，為燒結(jié)脫硫入口煙氣硫濃度的操作控制提供了基礎(chǔ)保障。

3 完善燒結(jié)脫硫工藝，提高脫硫劑消石灰制備能力

八鋼燒結(jié)采用循環(huán)流化床脫硫工藝，2012年12月正式投產(chǎn)運(yùn)行，脫硫率在95%以上。

自2017年10月開始，受疆內(nèi)鐵礦資源量的限制，八鋼燒結(jié)鐵料中含硫量不斷升高，已經(jīng)超過脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，燒結(jié)生產(chǎn)轉(zhuǎn)入低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，直接影響到八鋼煉鐵生產(chǎn)成本。

對(duì)此，燒結(jié)從制約脫硫主要因素入手，采取對(duì)應(yīng)措施解決其瓶頸問題：（1）針對(duì)脫硫消石灰制備能力不足，改造了脫硫消石灰制備設(shè)施，提高脫硫消化石灰制備能力，消石灰制備量由設(shè)計(jì)的8t/h 提高到10～12t/h；（2）降低脫硫劑粒度，將脫硫劑粒度由≤1mm 降至≤200 目，提高脫硫劑的反應(yīng)效率；（3）借鑒電廠脫硫劑電石渣配加經(jīng)驗(yàn)，在鋼企燒結(jié)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了配加電石渣試驗(yàn)。通過優(yōu)化燒結(jié)脫硫工藝，成功完成了電石渣的配加試驗(yàn)，彌補(bǔ)脫硫消石灰制備量不足的問題，取得了良好效果。

4 優(yōu)化燒結(jié)、脫硫過程控制操作

4.1 優(yōu)化燒結(jié)過程控制操作

4.1.1 燒結(jié)機(jī)開機(jī)前的控制

（1）開機(jī)前檢查、確認(rèn)抽風(fēng)系統(tǒng)所有閥門、人孔關(guān)閉，減少漏風(fēng)，有效快速提高燒結(jié)煙氣溫度；

（2）開機(jī)前燒結(jié)機(jī)上料量控制在設(shè)計(jì)能力的60%；

（3）開機(jī)投料生產(chǎn)前3個(gè)小時(shí)，全部用混勻料生產(chǎn)，停止燒結(jié)直配精粉的配加。

4.1.2 燒結(jié)煙氣溫度的控制

燒結(jié)脫硫出口濃度S02＞180mg/Nm3的情況下：燒結(jié)煙氣溫度＜100℃，且持續(xù)10 分鐘時(shí)，通過采取降低上料量、提高主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門或轉(zhuǎn)速等措施控制脫硫入口煙氣硫濃度；燒結(jié)煙氣溫度＞160℃10 分鐘時(shí)，通過采取提高上料量、降低主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門或轉(zhuǎn)速等措施控制弱柳入口硫濃度。

4.2 優(yōu)化脫硫過程控制操作

（1）當(dāng)脫硫入口硫濃度＞2200 mg/Nm3持續(xù)10分鐘且有上升趨勢(shì)時(shí)，提高消石灰制備和配加量，降低電石渣用量，同時(shí)燒結(jié)機(jī)上料量減少10%～20%和燒結(jié)直配精粉比例降低5%，持續(xù)觀察40 分鐘，跟蹤入口和出口硫濃度。

（2）當(dāng)脫硫入口硫濃度＞2500 mg/Nm3持續(xù)10分鐘且有上升趨勢(shì)時(shí)，提高消石灰制備和配加量，降低電石渣用量，同時(shí)燒結(jié)機(jī)上料量減少20%～40%和降低燒結(jié)直配精粉比例降低10%。持續(xù)觀察40 分鐘，跟蹤入口和出口硫濃度。

（3）當(dāng)脫硫入口硫濃度＞2800 mg/Nm3，持續(xù)5 分鐘且有上升趨勢(shì)時(shí)，提高消石灰制備和配加量，降低電石渣用量，同時(shí)降低燒結(jié)機(jī)上料量＞40%或停用直配精粉。持續(xù)觀察40 分鐘，跟蹤入口和出口硫濃度。

（4） 當(dāng)脫硫煙氣出口SO2濃度持續(xù)超過180mg/Nm3，持續(xù)10min，脫硫操作工將現(xiàn)場(chǎng)的脫硫劑（電石渣）車對(duì)好塔底打灰口，塔底打電石渣，在低溫狀態(tài)下通過提高脫硫劑Ca（OH）2的含量來提高反應(yīng)速率，提高低溫狀態(tài)下的脫硫效率。

開機(jī)前1 小時(shí)開始用生石灰制備消石灰，當(dāng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示入口SO2濃度明顯上升，立即手動(dòng)往吸收塔輸入新制備的消石灰，通過提高脫硫劑的溫度來提高煙氣中SO2與Ca（OH）2的反應(yīng)溫度，提高脫硫效率。

5 效果

八鋼燒結(jié)通過設(shè)備改進(jìn)及采取一系列工藝控制措施，在高硫原料條件下，八鋼燒結(jié)脫硫技術(shù)指標(biāo)得到了提升。如表2所示。

2018年、2019年燒結(jié)脫硫出口平均S02濃度分別56.77 mg/Nm3、61.85 mg/Nm3，均遠(yuǎn)低于國家環(huán)保要求的SO2排放濃度（180mg/Nm3）。

表2 八鋼燒結(jié)廠2018-2019年主要脫硫指標(biāo)（全礦）對(duì)比

6 結(jié)語

八鋼燒結(jié)通過優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，完善脫硫工藝和優(yōu)化脫硫操作，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)脫硫能力的穩(wěn)定、可持續(xù)性和安全運(yùn)行。燒結(jié)脫硫出口SO2濃度控制達(dá)到環(huán)保環(huán)保指標(biāo)，燒結(jié)生產(chǎn)正常運(yùn)行產(chǎn)能未再受限。

（1）優(yōu)化燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)，合理、經(jīng)濟(jì)的使用鐵礦資源，降低了燒結(jié)鐵料硫含量波動(dòng)幅度，為燒結(jié)脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有利條件。

（2）改進(jìn)脫硫消石灰制備設(shè)施，脫硫劑消石灰制備能力提高到10～12t/h，是提高脫硫能力的關(guān)鍵因素。

（3）降低脫硫劑粒度，由≤1mm 降至≤200 目，提高了脫硫劑的反應(yīng)效率。

（4）燒結(jié)、脫硫過程精細(xì)化操作的不斷探索、優(yōu)化和創(chuàng)新，為有效控制燒結(jié)出口脫硫煙氣濃度發(fā)揮了重要作用。