鋼鐵生產燒結工序中二噁英減排技術分析

二噁英是目前世界上毒性最強的劇毒化合物是迄今為止發現過的最具致癌潛力的物質國際癌癥研究中心已將其列為人一級致癌物。二噁英一般來源于包括熔煉、紙漿的漂白以及生產某些除草劑和殺蟲劑的工業生產過程中所產生的有害副產品此外森林大火、汽車尾氣也有少量產生。鋼鐵工業是我國國民經濟的重要支柱產業隨著產量的不斷攀升鋼鐵企業的大氣污染問題日益嚴重。其排放的大氣污染物中二噁英治理已成為鋼鐵企業環保達標的重中之重。本文針對太鋼燒結工序生產過程中二噁英的生成、工藝控制及減排技術進行了分析。

1 燒結過程中二噁英生成機理

燒結生產是以精礦粉、各種含鐵廢物、除塵灰、軋鋼氧化鐵皮等不能直接進入高爐冶煉的含鐵物料作為主要原料配入適當比例的燃料(焦粉或無煙煤)和熔劑(石灰石和石灰粉)經過原料加工、配制、混合、造球、布料、點火、燒結、破碎、篩分、冷卻等過程生產出成品燒結礦。

燒結作為鋼鐵生產過程中污染最嚴重的工藝環節之一其二噁英排放量占鋼鐵生產總排放量的90%因此燒結煙氣的治理已成為鋼鐵企業環保達標的重中之重。燒結工序二噁英主要是在燒結機料層中“從頭合成”反應生成的。來源于配料中的焦粉、煤等含碳成分和燃料中的有機、無機氯化物以及礦石中的銅元素，柴油車尾氣分析儀在250℃～450℃氧化性氣氛中生成二噁英物質。同時增加鋪底料的厚度燒結混料中的綜合粉(除塵灰、氧化鐵皮、軋鋼鐵鱗等)也會增加的二噁英;返回料干擾燒結料層中熱量和擾亂火焰的前端傳播(即非穩定態條件)這些因素都會導致廢氣中二噁英增加。

2 太鋼鋼鐵生產過程中二噁英的減排

太鋼二噁英的減排從源頭控制、工藝改善和末端治理三管齊下取得了一定的效果。

2.1 燒結過程中二噁英的減排

根據燒結過程中二噁英的生成機理燒結過程中二噁英的減排途徑首先要控制燒結原料組分、減少氯源及催化劑的量減少二噁英的生成量;其次通過控制燒結工藝、調整工藝操作參數等技術控制二噁英的生成量;最后，免費下載國家標準通過物理吸附、催化降解等措施來削減已生成二噁英的排放量。

①燒結原料組分控制

通過降低綜合粉比例(6%)和氯含量高的礦粉的投入量、增加精礦粉比例(3.6%)防止生成二噁英的再合成物和其他前驅化合物;向燒結床中增加固態抑制劑生石灰的比例來降低燒結煙氣中二噁英的生成;利用無煙煤替代焦炭來降低二噁英的濃度;采取軋鋼皮除油等措施也可有效降低二噁英的濃度。采取上述措施后除塵器后排氣中二噁英可減排6%。

②燒結工藝控制

燒結臺車必須在一致和穩定的工藝條件下進行操作(即穩定態操作最大程度較少工藝的變化)。操作條件包括：臺車移動速度恒定、爐床成分均勻(原料的持續攪拌可最大化減少氯化物的進入)、爐床高度適中、添加劑(生石灰、白云石、焦粉)合理使用等。整個配料過程由計算機自動控制各定量給料裝置的給料量、各種原料的換槽保證配料、混合制粒、鋪底布料穩定態操作。

采用廢氣循環工藝將靠近環冷機受料點處。(二噁英生成量較大部位)約400℃～600℃的高溫廢氣經多管除塵器除塵后由高溫風機引至點火保溫爐進行熱風點火與保溫及熱風罩內進行熱風燒結熱風量約111 000m3/h～114 000m3/h、熱風燒結面積100m2。這樣不僅能充分利用熱能、降低固體燃料消耗、提高表層燒結礦質量而且大大提高了廢氣中粉塵、氣態污染物的脫除效率、減少廢氣量排放同時還提高了脫硫、脫銷及顆粒物效率，時代覆層測厚儀降低了二噁英、SOx 和NOx 的生成量。廢氣的循環利用可明顯減少廢氣排放的二噁英量大約70%顆粒物和NOx 減排放量近45%。并且還預留燒結機非脫硫系大煙道燒結煙氣(溫度120℃～180℃)循環燒結利用提高了燒結空氣的溫度將循環煙氣中含有的CO 回收再燃燒以減少混合料中固體燃料量實現進一步節能減排。

2.2 燒結煙氣中已生成二噁英的控制

太鋼燒結煙氣處理采用由日本引進活性炭吸附工藝經高效電除塵后的廢氣采用活性炭進行深度凈化處理減少煙氣量和污染物排放實現燒結煙氣除塵、脫硫、脫硝、脫重金屬和脫二噁英一體化(見圖1)能夠達到國家頒布的燒結煙氣大氣污染排放標準脫硫效率95%、脫硝效率33%、二噁英減排效果達90% 以上太鋼二噁英排放濃度可以達到0.15ng-TEQ/m3。