烧结烟气环保节能处理的工艺设计

烧结烟气环保节能处理的工艺设计钢铁生产过程当中约有 51%～62%的 SO2 及 48%的 NOx 来自烧结工序，烧结已是 SO2 和 NOx 的最大产生源[1]，而目前对于烧结烟气污染物的脱除大部分实行针对某种污染物单独的末端处理工艺，随着国家对烟气中污染物限制排放种类的增多及排放量的要求越发严格，单一污染物的末端处理工艺配置越来越复杂，占地越来越大，造成建设投资及生产运转成本不断攀升。烧结工序余热也是单一部位的回收利用，同样造成了设备投资运转、场地占用等多方面的浪费。烧结生产过程当中，原燃料中存在的硫被高温氧化成气态的 SO2，而燃料中存在的氮氧化物被高温氧化成气态的 NOx。据潘建博士等科研人员的讨论结论，在不同的烧结区段，随着烧结气氛中 O2 和 COx 浓度的变化，烟气中 SO2 和 NOx 浓度随着料温不断升高也产生了相应的变化[2]。1 烧结烟气中 SO2、NOx、COx 浓度在烧结过程当中分布特点1.1 SO2 的形成与烟气温度的关系烧结烟气中的 SO2 主要是由含铁原料中的 FeS2、FeS 和燃料中的有机硫、FeS2、FeS 氧化生成，还有部分来自硫酸盐的高温分解[3]，存在于烧结生产的整个过程。在烧结生产过程当中，烟气温度快速升高之前(即过湿带完全消逝之前)，烟气中 SO2 浓度一直处于较低且较稳定的状态;当烟气温度开始快速升高(即干燥带接近烧结料底层)时，料层原先吸附的 SO2 快速释放导致 SO2 浓度快速升高;当燃烧带接近烧结料底层和达到烧结终点之前，SO2 浓度达到最大值。由此可以看出，烧结生产过程当中的 SO2 浓度与烟气温度存在对应关系，但 SO2 浓度最大值出现的时间点比烟气温度最高点出现的时间点要提前一些[4]。1.2 NOx 形成与烟气温度的关系烟气中 NOx 的形成主要有三种方式，燃料型、热力型及快速型，烧结烟气中 NOx 主要是由气体、固体燃料的燃烧产生，为燃料型 NOx，而热力型及快速型 NOx 生成量很少。烟气中生成的 NOx 也主要以 NO 为主，只有很少量的 NO2。烧结过程的主要产物是铁酸钙，据有关讨论发现，在 CO 还原 NO 的反应中铁酸钙起到显著的催化作用，它先被 CO 还原再被 NO 氧化，因此该反应属于自催化。同时铁酸钙催化 NO 还原还服从多相催化的吸附活化物理论，在铁酸钙催化剂活性部位发生 NO 分子吸附、离解、表面活性物种的重组和产物脱附的反应，在这两种反应机理共同作用下，该还原反应的活化能由 246.68kJ/mol 降到 138.80kJ/mol，且加快了...