[发明专利]一种基于分层配料与布料的烧结过程中同步控制污染物排放的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结过程中污染物减排技术领域，更具体地说，涉及一种基于分层配料与布料的烧结过程中同步控制污染物排放的新方法。

背景技术

烧结工序是钢铁联合企业生产链的重要工序，随着钢铁工业的快速发展，对铁矿石的要求量日益增多。然而，直接入炉炼铁的富矿越来越少，必须大量开采和使用贫矿资源。贫矿直接入炉冶炼会使高炉生产指标恶化。而烧结机的作用就是对铁矿粉进行造块。经烧结的矿物的冶金性能大为改善，给高炉生产带来巨大的经济效益。而且，烧结法对原料的适应性很强，不仅可以用铁矿粉生产烧结矿，同时还可以处理工业含铁杂料。

然而，烧结工艺为高炉提供良好入炉矿的同时，也带来了巨大的环境污染。其中，SO₂是烧结过程中的重要污染物之一，烧结工序外排的SO₂约占钢铁生产中SO₂排放总量的85％。现有技术中的烧结脱硫方法，主要是对烧结烟气的末端治理，主要分为干法、半干法和湿法，虽然大部分能有效脱除SO₂，但是，其投资费用和运行费用巨大，易产生二次污染，而且是单一污染物的脱除方法，难以实现多种污染物的协同减排。因此，革新现有的污染物减排方法势在必行。

另外，除SO₂之外，二噁英是另一个最重要的污染物；相比SO₂，二噁英对人类健康和自然环境危害更大，在自然环境中很难降解，能够在全球范围内长距离迁移。二噁英一旦排放在空气中，很难自然降解消除，它的毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称；其被生物体摄入后很难分解，并沿着食物链浓缩放大，对人类和动物危害巨大，其不仅具有致癌、致畸、致突变性，而且还具有内分泌干扰作用。研究表明，持久性有机污染物对人类的影响会持续几代，对人类生存、繁衍和可持续发展构成重大威胁。

烧结工序是产生二噁英类污染物较多的生产单元，烧结产生的二噁英约占总排量的17.6％。烧结混合料布于烧结台车上，经点火炉点燃后随着台车缓慢移动，空气自上而下通过料层，燃烧产生的热能将燃烧层中的混合料烧结或熔融。烧结具备从头合成de novo反应的大部分条件：(1)氯来自于所回收的粉尘、炉渣及铁矿中的有机氯成分；(2)碳来源于碳纤维、木质素、焦粉、乙烯基等；(3)带有变形和缺位的石墨结构，无机氯化物，铜和铁金属离子，作为催化剂；(4)氧化性气氛，温度为250–450℃。

此外，在钢铁企业生产烧结矿的过程中，由于烧结原料回收利用了企业内的固体废弃物(如炼钢OG泥，高炉灰等等)，故烧结过程不可避免的回收了部分重金属，如重金属Cu、Pt、Zn、Hg等，而这些重金属(如Cu)恰恰在二噁英前驱物(如多氯苯酚和二苯醚)生成二噁英的反应中起到催化作用，促进了二噁英的生成。而且，为降低烧结矿的低温还原粉化率，往往在成品烧结矿上喷洒CaCl₂稀溶液，虽然达到了提高烧结矿冶金性能的目的，但同时也为烧结过程中二噁英的生成提供“氯源”，为其生成创造了物质条件。在欧洲，铁矿石烧结被认为是仅次于城市垃圾焚烧炉的第二大毒性污染物排放源。而且，我国2010年11月4日专门发布了《关于加强二噁英污染防治的指导意见》，“十二五”期间二噁英成为重点控制对象。因此，推动烧结工艺中二噁英减排技术势在必行。

经专利检索，已有一部分相关的技术方案公开，如：一种烧结烟气脱除二氧化硫和二噁英的装置及方法(CN201110173596.1)，烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统及工艺(CN201410072049.8)，一种不设电除尘的烧结烟气脱硫脱二噁英除尘一体化设备(CN201310713790.3)等；虽然上述技术方案可实现SO₂、二噁英的同步减排，但是上述技术方案属于末端治理，是大烟气量、低含量的吸收式减排，并没有实现在烧结过程中的在线的污染物减排，使得污染物减排的投资、运行费用巨大，使得钢铁企业对污染物减排望而却步，大大增大了企业的减排负担，而且减排产物极易产生二次污染。