北極星環保網訊:摘要：本文通過對邯鋼西區燒結機煙氣污染物排放特徵的分析，以及通過實驗檢測數據分析，驗證了煙氣中SO2含量主要來源於混勻料與固體燃料；而煙氣中NOx則來自固體燃料的燃燒與焦爐煤氣與空氣點火燃燒帶入的事實；並基於此分析，結合現有石灰石—石膏濕法煙氣脫硫處理工藝，制定了相應的控制措施，降低由於煙氣污染物排放要求限值，對燒結生產制約的被動局面，並簡述了邯鋼西區燒結機現有脫硫工藝所存在的問題及解決方案。
西區煉鐵廠燒結車間包括2台360m2燒結機，1#燒結機2008年3月投產，2#燒結機同年11月投產，為兩座3200m3高爐的配套工程，滿足高爐75%燒結礦的配礦需求。設計燒結礦產量726萬噸，燒結礦轉鼓指數≥79%，主抽風機工況風量2×18000m3/min，共有風箱24個。2014年9月底，按照相關環保要求，將脫硫煙氣旁路進行徹底封堵，脫硫系統將作為主生產設施，這樣脫硫的運行狀態將直接影響燒結生產，燒結風機風門的調整也同樣制約脫硫的運行。2015年1月1日起現有及新建燒結機煙氣顆粒物及SO2的排放限值分別為50mg/m3和200mg/m3，其中京津冀排放限值執行特別限值為40mg/m3和180mg/m3，新增NOx排放限值為300mg/m3。污染物排放總量約束指標及污染物排放濃度限值對大氣污染治理提出了新的要求，由原來對粉塵、SO2單一污染物的治理，變為對多污染物的綜合治理。
1燒結煙氣污染物排放特徵
1.1二氧化硫
煙氣中的SO2主要來源於鐵礦石和固體燃料（無煙煤、焦粉與焦化除塵灰）(1)。鐵礦石中的硫通常以硫化物（FeS2、CuFeS2等）、硫酸鹽（BaSO4、CaSO4、MgSO4等）的形式存在，燃料中的硫多以有機硫的形式存在，硫化物與有機硫分解後很快和O2反應而氧化為SO2，而硫酸鹽在分解反應中釋放出SO2。每生產1t燒結礦需要燃料約35～55kg，燒結煙氣中的SO2主要來源於燒結用固體燃料。(1)(4)
1.2氮氧化物
燒結過程產生的NOx主要包括NO和NO2，90%以上為NO，5%~10%為NO2，還有微量N2O。NOx來源主要有兩部分：一是燒結點火階段，二是固體燃料燃燒和高溫反應階段?3?。NOx產生途徑主要有3種：在燃燒條件下，空氣中的N2和O2反應生成熱力型NOx；燃燒過程中，空氣中的N2和燃料中的碳氫基團反應生成的HCN、CN等NO前驅物又被進一步氧化成為NOx，為快速型NOx(4)；燃料中的氮在燃燒過程中被氧化成為燃料型NOx。(4)已有研究表明，燒結過程產生的NOx有80%～90%來源於燃料中的氮，為燃料型NOx，熱力型和快速型NOx生成量很少。低於1500℃時，熱力型NOx的生成量很少；高於1500℃時，隨着反應溫度升高，其生成速率按指數規律增加，生成量明顯升高，燒結燃燒溫度為1200~1400℃，燃料中氮的熱分解溫度低於燃燒溫度，在600~800℃時生成燃料型NOx。NOx生成量受到燃料氮含量、氮的存在形態、燃料粒度、空氣過剩係數、燒結混合料中金屬氧化物等成分的影響。(4)生產1t燒結礦產生NOx約0.4～0.65kg，燒結煙氣中NOx的濃度一般在200～300mg/m3。
2邯鋼燒結機煙氣分析數據
2.1燒結機風箱煙氣濃度與污染物濃度分析
我們於2017年2月對燒結機風箱煙氣濃度與污染物煙氣濃度進行測量。燒結機為雙煙道設計，分高硫、低硫煙道。西側煙道收納了機尾東側煙道三個風箱的煙氣，東側煙道則收納了機頭西側煙道的5個風箱煙氣，中間各煙道互相混合交叉，通過該設計實現高硫低硫煙道區分。煙道內徑為5m，監測數據如下表1：（中科院過程所測試數據）
圖1中SO2和NOx的濃度隨燒結機位置的不同而變化：機頭和機尾煙氣SO2濃度低，中部煙氣SO2濃度高；NOx濃度沿燒結方向的變化趨勢與SO2不同，在機頭濃度最高，自燒結機中部到機尾，開始逐漸下降至最低值。燒結工藝特有的SO2濃度分佈特性源於燒結過程中SO2析出、再吸收和再析出的複雜過程。SO2的再吸收與燒結機的濕潤帶相對應，在該區域由於燒結原料中鹼性熔劑（生石灰）、弱酸鹽（石灰石、白雲石、菱鎂石等）和液態水的存在，大部分SO2被吸收。隨着燒結過程的推進，其吸收能力和容納能力逐步降低，在燒結末期該區域消失；同時，在該區域生成的不穩定的亞硫酸鹽在通過乾燥預熱帶時會發生分解，再次釋放出SO2。SO2濃度沿燒結機方向呈現兩頭低中間高的特點。
而NOx的濃度點火後從第3個風箱開始，濃度在200---300ppm之間，到15#風箱其濃度開始逐步降低，到機尾達到最低。同時也證實了我們的分析，煙氣中NOx的主要來源於燒結點火與固體燃料的燃燒與高溫反應階段。
2.2燒結原料中S與N含量分析
為了研究燒結過程煙氣中SO2與NOx的含量及來源，我們對燒結原料中含量進行測量如表所示：
本文來源：http://huanbao.bjx.com.cn/news/20180316/886048.shtml
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