黎远涛  黄凌志  王朝伟

（武昆股份安宁公司）

摘  要  我国是世界上最大的钢铁生产国，面对当前钢铁行业激烈的竞争市场环境，从烧结烟气条件、氨法脱硫设施运行控制、设备运维管理等方面，对烧结烟气氨法脱硫设施运行成本影响因素进行分析，有利于实现氨法脱硫设施经济运行，降低烧结工序生产运行成本，增强钢铁企业的竞争力。

关键词  烧结烟气  氨法脱硫  运行成本  经济  

1  引言

我国是世界上最大的钢铁生产国，粗钢产能10亿吨左右，2019年粗钢产量9.96亿吨，占世界粗钢总产量的53.3 %。面对当前钢铁行业激烈的竞争市场环境，提升环保运行创新力、提高产品质量、降低生产成本，才能增强钢铁企业的综合竞争力。随着近几年环保标准要求不断提高，推进超低排放技术改造势在必行，钢铁企业环保投入成本大幅上升。烧结烟气脱硫装置作为重要的配套环保设施，通过降低脱硫设施的运行成本，可有效降低整个烧结工序的生产运行成本。

2  钢铁行业SO2排放现状

钢铁工业生产过程主要包括原料配料、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等生产工艺流程，每个生产工艺流程均会产生废水、废气、废渣、噪声，造成环境污染。废气中含有SO2、NOX、烟尘等污染物，其中SO2对环境的污染最为突出。目前，我国钢铁行业的SO2排放量约为200万t/a，占全国SO2排放总量的10 %，仅次于燃煤电力行业。我国与世界发达国家钢铁行业吨钢SO2排放量情况见表1。

钢铁生产过程产生的SO2排放主要来源于烧结生产工艺流程，烧结工序外排至大气的SO2占整个钢铁生产流程SO2排放总量的70 %以上，是钢铁行业SO2排放的主要生产工序。根据目前烧结、球团使用的原燃料含硫率和产生的烟气中SO2浓度统计分析，原燃料含硫率越高，则产生的烟气中SO2浓度越高。铁矿石含硫率与产生烟气中SO2浓度对应关系见表2。

3  烧结烟气SO2减排控制措施

烧结生产工艺流程产生的SO2排放主要来自于烧结机头烟气，目前烧结烟气SO2减排措施主要有源头削减、过程控制、末端治理三种方法。由于原燃辅料烧结生产过程硫通过燃烧反应转移生成烟气中的SO2。按照《钢铁烧结球团工业大气污染物排放标准》GB28662—2012规定，自2015年1月1日起，现有企业烧结机烟气SO2的排放限值为200 mg/m³；《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》环大气[2019]35号规定烧结机机头、球团焙烧烟气SO2排放浓度小时均值不高于35 mg/m³。由于源头削减和生产过程控制措施很难保障烧结烟气中SO2达标排放。因此，烧结烟气脱硫作为末端治理措施，也是控制废气SO2污染的主要方法。

4  烧结烟气脱硫设施现状

4.1 主流脱硫工艺对比情况

根据脱硫工艺的不同，目前主流的脱硫工艺分为湿法、干法或半干法三条工艺路线，代表性方法有活性炭法、氨法、石灰石-石膏法、循环流化床法。各种脱硫工艺对比情况见表3。

综合来看，氨法脱硫在脱硫效率和附产物的经济价值方面具有一定优越性，在烧结烟气末端治理中得到广泛运用。因此，对氨法脱硫设施运行成本影响因素进行分析，有利于在环保减排和运行成本上控制平衡点，在实际运用中具有重要意义。

4.2 烧结烟气氨法脱硫工艺

烧结烟气氨法脱硫工艺以氨水为吸收剂，烧结烟气经增压风机引入脱硫塔中脱出SO2，将烟气中的SO2回收利用后生成硫酸铵，烧结机烟气达标排放。烧结烟气氨法脱硫工艺流程见图1。

5  烧结烟气氨法脱硫设施运行成本分析

由于烧结烟气氨法脱硫设施的运行成本计入吨烧结矿成本，并最终影响吨钢生产成本。因此，对脱硫设施的运行成本影响因素进行分析，有利于实现脱硫设施经济运行控制，降低吨钢生产成本。

5.1 氨法脱硫设施运行成本组成分析

脱硫设施的运行成本主要包括脱硫剂费用、能源介质消耗费用、人工费、设备运维费、固定资产折旧费、环保税、副产物收益等。根据昆明地区某钢厂氨法脱硫设施运行数据统计分析，烧结运行参数情况见表4，配套氨法脱硫设施运行消耗与产出情况见表5，配套氨法脱硫设施运行成本组成情况见表6。

各项成本费用所占比例情况见图2。

钢铁行业烧结烟气脱硫设施的综合运行成本有多种体现形式，根据部分钢铁企业年运行情况统计来看，每月使用的原燃料综合品质会存在一定差异，其中原燃料的含硫率为0.06～0.30 %，原燃料含硫率的高低对烧结脱硫设施的综合运行成本影响较大。因此，以吨SO2减排量计算运行成本，对氨法脱硫设施运行成本进行分析更具有实际意义。

通过以上数据分析得出，以生产吨烧结矿计算，该钢厂氨法脱硫设施运行成本为20.87元/t烧结矿；以吨SO2减排量计算，氨法脱硫设施运行成本为5 030.36 元/tSO2减排量。SO2减排量计算氨法脱硫设施运行成本情况见表7。

根据各项运行成本在氨法脱硫设施实际运行控制过程中的影响程度大小，结合氨法脱硫设施实际运行情况，将各项成本费用划分为可调控部分和不可调控部分。其中可调控部分包括脱硫剂费用、副产物收益、打包袋费用、蒸汽消耗成本、水耗成本、设备维检费用、SO2应税环保税、其它污染物应税环保税；不可调控部分包括资产折旧费用、人工费用、电耗成本、其它费用。

5.2 氨法脱硫设施运行成本影响因素分析与控制

5.2.1 可调控部分成本影响因素分析与控制

可调控部分成本主要取决于烧结原烟气条件、氨法脱硫设施工艺控制及运维等因素，即可通过优化烧结工艺和脱硫设施生产运行操作控制可实现运行成本调控。

（1）烧结原烟气条件对氨法脱硫设施运行成本的影响及控制措施

氨法脱硫设施作为烧结工序的配套环保设施，从源头对烧结生产运行成本进行测算控制，系统平衡烧结工序的运行成本，选择使用品质较好的低硫原燃料，优化烧结工艺过程控制，使得烧结工序运行成本得到较好的控制，同时也满足现行超低排放要求。另外，烧结烟气温度控制较低，则氨法脱硫设施的水耗成本随之较低；烧结烟气温度控制升高，则氨法脱硫设施的水耗成本随之增大。烧结生产运行控制为后端脱硫设施提供良好的原烟气条件，使原烟气中SO2、NOX、烟尘等污染物的浓度控制较低水平，则有利于降低脱硫剂的消耗、能源介质消耗、污染物应税环保税等成本费用。反之，烧结原烟气条件较差，SO2、NOX、烟尘等污染物的浓度较高，则脱硫剂的消耗、能源介质消耗成本费用增大。

（2）氨法脱硫设施运行控制对运行成本的影响及控制措施

依据《中华人民共和国环境保护税法》相关规定，纳税人排放应税大气污染物或者水污染物的浓度值低于国家和地方规定的污染物排放标准百分之三十的，减按百分之七十五征收环境保护税。纳税人排放应税大气污染物或者水污染物的浓度值低于国家和地方规定的污染物排放标准百分之五十的，减按百分之五十征收环境保护税。根据《云南省人民代表大会常务委员会关于环境保护税云南省适用税额和应税污染物项目数的决定》规定，从2019年1月1日起（税款所属期），云南省大气污染物和水污染物执行的税额标准，即大气污染物每污染当量2.8元。

按照现行标准《钢铁烧结球团工业大气污染物排放标准》GB28662—2012规定，钢铁企业烧结机烟气SO2的排放限值为200 mg/m³。以原烟气SO2浓度为2 000 mg/m³进行分析，净烟气SO2排放浓度为100 mg/m³比200 mg/m³运行成本降低约203万元/a，净烟气SO2排放浓度为140 mg/m³比200 mg/m³运行成本降低约131万元/a。控制不同SO2排放浓度对氨法脱硫设施运行成本的影响见表8。

氨法脱硫设施控制不同SO2排放浓度与运行成本对照情况见图3。

（3）副产物产品质量控制对氨法脱硫设施运行成本的影响及控制措施

优化脱硫副产物硫酸铵制备系统各个环节工艺操作控制，脱硫副产物达到GB535-1995《硫酸铵》合格品标准，氮（N）含量（以干基计）≥20.5 %，水分含量≤0.5 %，游离酸（H2SO4）含量≤0.2 %，可外销脱硫副产物获得良好收益。如脱硫副产物硫酸铵制备系统生产工艺不顺畅或者硫酸铵生产质量控制不好，将减少脱硫副产物外销收益。

（4）设备运维管理对氨法脱硫设施运行成本的影响及控制措施

推行设备管理规范化、标准化、程序化、精细化、信息化。严格执行星级设备管理及责任包机设备管理制度，按期对设备进行巡点检及计划检修维护，有效结合设备检修工程进行技术改造，提高设备生产能力和可靠性、可维修性；严格工艺操作纪律，严格执行设备操作规程，杜绝或减少设备事故，延长设备使用寿命。为氨法脱硫设施安全稳定经济运行提供可靠的设备保障，可有效降低设备检维修成本。

5.2.2 不可调控部分成本分析与控制

资产折旧费用、人工费用、电耗成本等不可调控部分成本主要取决于氨法脱硫设施工程设计和建设投资成本、系统运行时间等因素，即不可或很难通过脱硫设施生产运行操作控制实现运行成本调控。

6  结论

我国是世界上最大的钢铁生产国，面对当前日趋严格的环保标准和钢铁行业激烈的竞争市场环境，对烧结烟气氨法脱硫设施运行成本影响因素进行分析，从源头平衡原燃辅料采购成本和烧结工艺过程控制，为氨法脱硫设施提供较低SO2浓度、较低温度的良好烟气条件，氨法脱硫设施运行根据排口SO2浓度控制经济的脱硫剂投加量，设备运维精细化管理，实现氨法脱硫设施经济运行控制，降低烧结工序生产运行成本，增强钢铁企业的竞争力。

7 参考文献

[1]李玉然，闫晓淼，叶猛等．钢铁烧结烟气脱硫工艺运行现状概述及评价[J]．环境工程，2014，(11)：82-87．

[2]袁国勋．钢铁行业烧结烟气脱硫技术的发展论述与分析[J]．山东工业技术，2018，(16)：34-34．

[3]田凡，车帅，任栋．我国钢铁行业烧结烟气脱硫的概况[J]．冶金能源，2017，(A01)：115-117．