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钢铁冶炼中烧结烟气污染物的特征及处理方法

  在钢铁冶炼工序中,烧结过程所排放的烟气是体量最大、污染物种类较为集中且浓度较高的一种工业废气。烧结烟气中包含的主要大气污染物有SO2、NO、Hg等重金属以及二噁英等有机污染物,据统计,每生产1t烧结大约产生4000-6000ml的烟气,其携带粉尘量较大,一般含尘量为0.5-15g/m3,且含有SOx、NOx等酸性气态污染物。因此烧结烟气的治理与净化是冶金行业大气污染物节能减排的重点。
 
钢铁冶炼中烧结烟气污染物的特征及处理方法_湖北锐意自控
 
  一、 烧结烟气的特征
 
  1、 烧结烟气量大且分布不均匀
 
  由于漏风率高(40%-50%)和固体料循环率高,有相当一部分空气没有通过烧结料层,使烧结烟气量大大增加。每产生一吨烧结矿大约产生4000-6000m3烟气。由于烧结料透气性的差异及辅料不均等原因,造成烧结烟气系统的阻力变化较大,最终导致烟气量变化大,变化幅度可高达40%以上。
 
  2、 二氧化硫浓度变化大
 
  SO2排放浓度的波动范围较宽,受矿石和燃料中S含量和烧结工况决定,随着原燃料供需矛盾的不断变化和钢铁企业追求成本的最低化。钢铁企业所使用原燃料的产地、品种变化很大,由此造成其质量、成分(包括含硫率)等的差异波动很大,使得烧结生产最终产生的二氧化硫的浓度变化范围较大。
 
  3、 烧结烟气成分复杂
 
  由于使用铁矿石为原料,因此烧结烟气的成分相对比较复杂,除二氧化硫外,含有多种腐蚀性气体和重金属污染物。包括HCI、HF、NOx等腐蚀性气体,以及铅、汞、铬、锌等有毒重金属物。
 
  4、 烟气温度变化范围大、含氧量与含湿量高
 
  随着生产工艺的变化,烧结烟气的温度变化范围一般在120-180℃,但有些钢厂从节约能源消耗、降低运行成本考虑,采用低温烧结技术后,使烧结烟气的温度大幅下降,可低至80℃左右。烟气含湿量大,为了提高烧结混合料的透气性,混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以烧结烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量一般在10%左右。含氧量一般为15%-18%。烧结机头烟气氧含量为15%-18%。
 
钢铁冶炼中烧结烟气污染物的特征及处理方法_湖北锐意自控
 
  二、 烧结烟气污染物处理措施
 
  1、 烧结烟气污染物减量化技术
 
  烧结烟气中的SO:减排方式主要有使用含硫量较低的原材料、减少燃料消耗和使用较粗的碎焦炭。另外烧结烟气循环使用也是SO2减少排放的有效途径。要绝对减少烧结过程NOx的排放量,应尽可能减少焦粉中或其他烧结燃料带入的氮。
 
  在烧结时加入稻壳、秸秆、玉米芯、锯木屑、碎木块、甘蔗渣等生物质作为再燃燃料,燃烧后所产生的CO、H、CO、CH。等还原在主燃区产生的NOx,具有一定的减排效果。
 
  2、 烧结烟气污染物末端治理
 
  目前,我国烧结烟气脱硫技术已得到广泛的应用,随着环保力度的加大,脱硝和二噁英控制等技术虽得到高度重视。烧结烟气综合治理不仅要脱除SO2、NOX和二噁英等有害物质,还应对烟气净化产物进行无害化处理,消除二次污染。
 
  从脱硫适应性、有无二次污染及脱硝等几个方面看,活性焦烧结烟气综合治理方法相对较好,国内钢铁企业太钢450m3烧结机采用了活性碳工艺进行烧结烟气综合治理,取得了较好的脱硫脱硝效果,并同时可脱除二噁英和贵重金属。但该系统投资近4亿元,运行成本9.66元/吨,高于钙法等脱硫技术的运行成本。其前期投资大、运行维护费用高、占地面积大、系统较为复杂,活性碳再生能耗较高,脱硝用氨安全等问题,在当前钢铁经济形势下,推广收到较大的制约。
 
  三、 结论
 
  烧结烟气是钢铁企业大气污染的主要来源,约占钢铁大气污染物的60%以上,SO2、NOx、二噁英等主要污染物含量多,变化幅度大,分布不均等特点,给烟气治理造成了困难。烧结烟气处理技术向综合处理粉尘、SO2、NOx及二噁英等有害物质的协同净化的趋势发展。
 
  (来源:工业过程气体监测技术)

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