·768. 工程科学学报，第40卷，第7期 sive management technology.Finally,some reasonable suggestions were presented for the development of multi-pollutants co-purifica- tion technology in the iron and steel industry. KEY WORDS iron and steel industry;sintered flue gas;multiple pollutants;collaborative purification;desulfurization;denitrifica- tion 近年来，随着我国对电力行业污染物排放的深 染等优点逐渐引起人们的重视，成为当下国内钢铁 度治理和日益严苛的清洁生产要求限制，非电力行 企业烧结烟气污染物治理主要技术 业污染物的危害日益凸显，其中钢铁行业排放的污 随着钢铁行业烟气排放污染问题的日益突出， 染物备受关注.钢铁行业排放的污染物具有以下两 《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》 个方面的典型特征：第一，排放的污染物种类比较 (GB28662一2012)等一系列钢铁行业最严排放标准 多，涵盖了粉尘、重金属（铅、砷、汞等）、二噁英、 于2012年10月1日正式实施.在新的环保标准要 S02N0.、挥发性有机物(VOCs)等1-)；第二，烟气 求下，现行的烟气污染物控制思路已明显落后，原有 (污染物)排放量大.据统计，2013年我国钢铁行业 的脱硫除尘技术已不能满足行业发展需求.钢铁行 的粉尘、N0.和S0,的排放量分别为61.9万吨、 业烟气污染物治理需要在原有的单一污染物控制思 55.5万吨和199.3万吨4，其中S02占工业来源总 路上，创新施行多污染物的协同控制技术，在短流 排放量近11%，仅次于其在火电行业的排放总量. 程、高效低耗脱除污染物的基础上实现多污染因子 烧结工序是我国钢铁行业气态污染物的排放最 达标排放.新型高效多污染物协同控制技术逐渐成 为严重的工序之一，而现阶段烧结烟气的治理仍主 为当下的研究热点 要停留在脱硫除尘，脱硝等污染物治理工作还未全 本文针对国内外现有的先进烧结烟气污染物治 面展开.现行的烧结烟气脱硫技术主要分为活性炭 理技术做了对比分析，论述了现有工艺的协同控制 (焦)吸附法、湿法、半干法等几种.其中湿法脱硫主 技术及工艺特点，并针对钢铁行业的实际需求对污 要包括石灰石-石膏法、氨-硫氨法、双碱法、镁法 染物协同控制技术的发展提出了建议 等：半干法脱硫主要有高性能烧结废气净化法 1钢铁行业烟气多污染物排放特征 (MEROS)、循环流化床法、密相干塔法等.湿法脱 硫由于存在拖尾、设备腐蚀、脱硫石膏资源化程度低 钢铁行业主要生产工序包括烧结、球团、焦化、 等问题已面临淘汰，半干法脱硫和活性炭（焦）吸附 炼钢、炼铁等过程.通过系统的调研分析，针对钢铁 脱硫技术以其设备运行稳定、占地面积小、无二次污 行业全流程污染物排放做了详细分析统计，见表1. 表1钢铁行业生产全流程污染物排放统计表 Table I Statistics of pollutant emission from the whole process of iron and steel industry 工序 采矿 选矿 烧结 球团 焦化 炼铁 转炉炼钢电炉炼钢 热轧 冷轧 铁合金 粉尘、 粉尘、S02、 粉尘、 粉尘、 粉尘、 烟粉尘、 粉尘、 污染物 扬尘 粉尘、S02、 粉尘、 粉尘、 NO,、H2S、 S02 氟化物、 氟化物、 盐酸雾、 氢气.S02、 名称 S03 NO、 S02 C0,NH、 S02 NO. NO, NOa、 二愿英 NO. 铬酸雾、 NO,. 二噁英 HCN等 CO 有机废气C0等 根据表1可知，烧结和焦化工序排放的污染物 其中以碱金属污染最为严重.相关研究表明，碱金 种类最多.通过对华北地区典型钢铁企业和相关文 属的产生和附着主要在烧结过程的最后阶段，碱金 献调研得知烧结工序排放的颗粒物、SO2、NO,等污 属以氯化物的形式进入烧结烟气，烧结烟气中碱金 染物分别占到钢铁企业排放总量的35%、70%和 属的量与C1的含量呈正比.除尘灰中碱金属含量 50%以上1，-6)，污染物排放量最大.本文主要针对 随着电场数的增加不断增加，国内部分烧结机头除 钢铁行业烧结烟气多污染物协同净化研究展开 尘灰中K,0质量分数高达15%以上)，远高于 1.1粉尘 其他钢铁生产工序.烧结过程中产生的重金属主 烧结工序的原料破碎、配料、燃烧等过程都伴随 要有Cd、Cr、Cu、Ni、Hg、Ph、Ti、Zn、Mn及类金属 有不同浓度的粉尘排放.粉尘的表面积较大，容易 As等[8-10 负载重金属等有害物质，成分复杂，主要包括铁的氧 我国钢铁行业烧结烟气除尘工程开展较早，技 化物、碱金属、二氧化硅、二氧化钛和二噁英等5-61， 术相对成熟且运行稳定，经布袋除尘器或湿式电除工程科学学报,第 40 卷,第 7 期 sive management technology. Finally, some reasonable suggestions were presented for the development of multi鄄pollutants co鄄purifica鄄 tion technology in the iron and steel industry. KEY WORDS iron and steel industry; sintered flue gas; multiple pollutants; collaborative purification; desulfurization; denitrifica鄄 tion 近年来,随着我国对电力行业污染物排放的深 度治理和日益严苛的清洁生产要求限制,非电力行 业污染物的危害日益凸显,其中钢铁行业排放的污 染物备受关注. 钢铁行业排放的污染物具有以下两 个方面的典型特征:第一,排放的污染物种类比较 多,涵盖了粉尘、重金属 ( 铅、砷、汞等)、二噁英、 SO2 、NOx、挥发性有机物(VOCs)等[1鄄鄄3] ;第二,烟气 (污染物)排放量大. 据统计,2013 年我国钢铁行业 的粉尘、NOx 和 SO2 的排放量分别为 61郾 9 万吨、 55郾 5 万吨和 199郾 3 万吨[4] ,其中 SO2 占工业来源总 排放量近 11% ,仅次于其在火电行业的排放总量. 烧结工序是我国钢铁行业气态污染物的排放最 为严重的工序之一,而现阶段烧结烟气的治理仍主 要停留在脱硫除尘,脱硝等污染物治理工作还未全 面展开. 现行的烧结烟气脱硫技术主要分为活性炭 (焦)吸附法、湿法、半干法等几种. 其中湿法脱硫主 要包括石灰石鄄鄄 石膏法、氨鄄鄄 硫氨法、双碱法、镁法 等;半干法脱硫主要有高性能烧结废气净化法 (MEROS)、循环流化床法、密相干塔法等. 湿法脱 硫由于存在拖尾、设备腐蚀、脱硫石膏资源化程度低 等问题已面临淘汰,半干法脱硫和活性炭(焦)吸附 脱硫技术以其设备运行稳定、占地面积小、无二次污 染等优点逐渐引起人们的重视,成为当下国内钢铁 企业烧结烟气污染物治理主要技术. 随着钢铁行业烟气排放污染问题的日益突出, 《钢铁 烧 结、 球 团 工 业 大 气 污 染 物 排 放 标 准》 (GB28662—2012)等一系列钢铁行业最严排放标准 于 2012 年 10 月 1 日正式实施. 在新的环保标准要 求下,现行的烟气污染物控制思路已明显落后,原有 的脱硫除尘技术已不能满足行业发展需求. 钢铁行 业烟气污染物治理需要在原有的单一污染物控制思 路上,创新施行多污染物的协同控制技术,在短流 程、高效低耗脱除污染物的基础上实现多污染因子 达标排放. 新型高效多污染物协同控制技术逐渐成 为当下的研究热点. 本文针对国内外现有的先进烧结烟气污染物治 理技术做了对比分析,论述了现有工艺的协同控制 技术及工艺特点,并针对钢铁行业的实际需求对污 染物协同控制技术的发展提出了建议. 1 钢铁行业烟气多污染物排放特征 钢铁行业主要生产工序包括烧结、球团、焦化、 炼钢、炼铁等过程. 通过系统的调研分析,针对钢铁 行业全流程污染物排放做了详细分析统计,见表 1. 表 1 钢铁行业生产全流程污染物排放统计表 Table 1 Statistics of pollutant emission from the whole process of iron and steel industry 工序 采矿 选矿 烧结 球团 焦化 炼铁 转炉炼钢 电炉炼钢 热轧 冷轧 铁合金 污染物 名称 扬尘 粉 尘、 SO2 粉尘、 SO2 、 NOx、 二噁英 粉尘、 SO2 粉尘、SO2 、 NOx、 H2 S、 CO、NH3 、 HCN 等 粉尘、 SO2 NOx 粉尘、 氟化物、 NOx、 CO 粉尘、 氟 化 物、 NOx、 二噁英 粉尘、 SO2 、 NOx 烟粉尘、 盐酸雾、 铬酸雾、 有机废气 粉尘、 氯气、SO2 、 NOx、 CO 等 根据表 1 可知,烧结和焦化工序排放的污染物 种类最多. 通过对华北地区典型钢铁企业和相关文 献调研得知烧结工序排放的颗粒物、SO2 、NOx 等污 染物分别占到钢铁企业排放总量的 35% 、70% 和 50% 以上[1,4鄄鄄6] ,污染物排放量最大. 本文主要针对 钢铁行业烧结烟气多污染物协同净化研究展开. 1郾 1 粉尘 烧结工序的原料破碎、配料、燃烧等过程都伴随 有不同浓度的粉尘排放. 粉尘的表面积较大,容易 负载重金属等有害物质,成分复杂,主要包括铁的氧 化物、碱金属、二氧化硅、二氧化钛和二噁英等[5鄄鄄6] , 其中以碱金属污染最为严重. 相关研究表明,碱金 属的产生和附着主要在烧结过程的最后阶段,碱金 属以氯化物的形式进入烧结烟气,烧结烟气中碱金 属的量与 Cl 的含量呈正比. 除尘灰中碱金属含量 随着电场数的增加不断增加,国内部分烧结机头除 尘灰中 K2O 质量分数高达 15% 以上[7] ,远高于 其他钢铁生产工序. 烧结过程中产生的重金属主 要有 Cd、Cr、Cu、Ni、Hg、Pb、Ti、Zn、Mn 及类金属 As 等[8鄄鄄10] . 我国钢铁行业烧结烟气除尘工程开展较早,技 术相对成熟且运行稳定,经布袋除尘器或湿式电除 ·768·