烧结烟气成分 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。钢铁行业烧结烟气中含有SO2、SO3、NOx、CO、CO2、H2O、O2、N2、HF、HCL等复杂成分，且烟气流量、烟气温度等工况参数波动较大，难以进行脱硫治理。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。为解决二氧化硫的排放问题，国外主要有两种对策：一是选用低硫的原料；二是烟气脱硫。烟气脱硫技术还有氨法、石灰石-石膏法、活性碳吸收法等多种方法。

烧结烟气(处理前的初始烟气)的主要特点是(其中部分数据为作者实际检测数据)：烟气量大，吨矿的工况烟气量为3000～5000m3，标准状态下干烟气流量为2000～3500m3;烟气温度变化范围大，一般为120～180℃;烟气含湿量和含氧量高，含湿量为7%～13%，含氧量(氧体积分数)为15%～18%;粉尘含量高，质量浓度一般为1～15g/m3;SO2质量浓度大，一般为800～2500mg/m3;NOx质量浓度相对稳定，一般为200～400mg/m3;CO质量浓度高，一般为4000～8000mg/m3;气体成分复杂，烟气中含HCl、HF、汞、多环芳烃、二恶英、重金属等。

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%。

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。

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。