鋼鐵冶煉中燒結(jié)煙氣污染物的特征及處理方法
在鋼鐵冶煉工序中,燒結(jié)過程所排放的煙氣是體量最大、污染物種類較為集中且濃度較高的一種工業(yè)廢氣。燒結(jié)煙氣中包含的主要大氣污染物有SO2、NO、Hg等重金屬以及二噁英等有機污染物,據(jù)統(tǒng)計,每生產(chǎn)1t燒結(jié)大約產(chǎn)生4000-6000ml的煙氣,其攜帶粉塵量較大,一般含塵量為0.5-15g/m3,且含有SOx、NOx等酸性氣態(tài)污染物。因此燒結(jié)煙氣的治理與凈化是冶金行業(yè)大氣污染物節(jié)能減排的重點。
一、燒結(jié)煙氣的特征
1燒結(jié)煙氣量大且分布不均勻
由于漏風(fēng)率高(40%-50%)和固體料循環(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)礦大約產(chǎn)生4000-6000m³煙氣。由于燒結(jié)料透氣性的差異及輔料不均等原因,造成燒結(jié)煙氣系統(tǒng)的阻力變化較大,最終導(dǎo)致煙氣量變化大,變化幅度可高達40%以上。
2二氧化硫濃度變化大
SO2排放濃度的波動范圍較寬,受礦石和燃料中S含量和燒結(jié)工況決定,隨著原燃料供需矛盾的不斷變化和鋼鐵企業(yè)追求成本的最低化。鋼鐵企業(yè)所使用原燃料的產(chǎn)地、品種變化很大,由此造成其質(zhì)量、成分(包括含硫率)等的差異波動很大,使得燒結(jié)生產(chǎn)最終產(chǎn)生的二氧化硫的濃度變化范圍較大。
3燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜
由于使用鐵礦石為原料,因此燒結(jié)煙氣的成分相對比較復(fù)雜,除二氧化硫外,含有多種腐蝕性氣體和重金屬污染物。包括HCI、HF、NOx等腐蝕性氣體,以及鉛、汞、鉻、鋅等有毒重金屬物。
4煙氣溫度變化范圍大、含氧量與含濕量高
隨著生產(chǎn)工藝的變化,燒結(jié)煙氣的溫度變化范圍一般在120-180℃,但有些鋼廠從節(jié)約能源消耗、降低運行成本考慮,采用低溫?zé)Y(jié)技術(shù)后,使燒結(jié)煙氣的溫度大幅下降,可低至80℃左右。
煙氣含濕量大,為了提高燒結(jié)混合料的透氣性,混合料在燒結(jié)前必須加適量的水制成小球,所以燒結(jié)煙氣的含濕量較大,按體積比計算,水分含量一般在10%左右。含氧量一般為15%-18%。燒結(jié)機頭煙氣氧含量為15%-18%。
二、燒結(jié)煙氣污染物處理措施
1、燒結(jié)煙氣污染物減量化技術(shù)
燒結(jié)煙氣中的SO:減排方式主要有使用含硫量較低的原材料、減少燃料消耗和使用較粗的碎焦炭。另外燒結(jié)煙氣循環(huán)使用也是SO2減少排放的有效途徑。要絕對減少燒結(jié)過程NOx的排放量,應(yīng)盡可能減少焦粉中或其他燒結(jié)燃料帶入的氮。
在燒結(jié)時加入稻殼、秸稈、玉米芯、鋸木屑、碎木塊、甘蔗渣等生物質(zhì)作為再燃燃料,燃燒后所產(chǎn)生的CO、H、CO、CH。等還原在主燃區(qū)產(chǎn)生的NOx,具有一定的減排效果。
2、燒結(jié)煙氣污染物末端治理
目前,我國燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用,隨著環(huán)保力度的加大,脫硝和二噁英控制等技術(shù)雖得到高度重視。燒結(jié)煙氣綜合治理不僅要脫除SO2、NOx和二噁英等有害物質(zhì),還應(yīng)對煙氣凈化產(chǎn)物進行無害化處理,消除二次污染。
從脫硫適應(yīng)性、有無二次污染及脫硝等幾個方面看,活性焦燒結(jié)煙氣綜合治理方法相對較好,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)太鋼450m3燒結(jié)機采用了活性碳工藝進行燒結(jié)煙氣綜合治理,取得了較好的脫硫脫硝效果,并同時可脫除二噁英和貴重金屬。但該系統(tǒng)投資近4億元,運行成本9.66元/噸,高于鈣法等脫硫技術(shù)的運行成本。其前期投資大、運行維護費用高、占地面積大、系統(tǒng)較為復(fù)雜,活性碳再生能耗較高,脫硝用氨安全等問題,在當(dāng)前鋼鐵經(jīng)濟形勢下,推廣收到較大的制約。
三、結(jié)論
燒結(jié)煙氣是鋼鐵企業(yè)大氣污染的主要來源,約占鋼鐵大氣污染物的60%以上,SO2、NOx、二噁英等主要污染物含量多,變化幅度大,分布不均等特點,給煙氣治理造成了困難。燒結(jié)煙氣處理技術(shù)向綜合處理粉塵、SO2、NOx及二噁英等有害物質(zhì)的協(xié)同凈化的趨勢發(fā)展。
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