聶榮恩，張文政，陳 艷

（天津市新天鋼聯(lián)合特鋼有限公司，天津301500）

0 引言

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟支柱產業(yè)，屬于高能耗、高物耗和高污染行業(yè)，也是大氣污染的主要來源之一。 鋼鐵行業(yè)SO2及NOx排放量分別占全國總排放量的8.8%和8%。 燒結是鋼鐵冶煉過程必備的生產環(huán)節(jié)，燒結工藝過程占煉鐵總成本的40%，燒結能耗一般占鋼鐵企業(yè)總能耗的20%左右。 燒結生產的環(huán)境污染問題是鋼鐵生產面臨的主要問題，燒結生產過程中會產生大量的有害煙氣和粉塵，燒結煙氣中的SO2、NOx是鋼鐵企業(yè)的主要污染之一，SO2排放占鋼鐵行業(yè)總排放量的70%以上，NOx排放占鋼鐵行業(yè)總排放量的60~70%。

本文闡述了天鋼聯(lián)合特鋼為了實現(xiàn)了燒結生產污染物排放達到超低排放標準，提高能源利用率采取的節(jié)能減排措施。

1 燒結生產面臨的主要問題

目前天鋼聯(lián)合特鋼配有兩臺230 m2燒結機，近幾年通過技術升級改造，使的燒結機的利用系數(shù)和產品質量都有了很大的提高，有些經(jīng)濟技術指標已處于國內領先水平。 但按照國家鋼鐵工業(yè)環(huán)境保護產業(yè)政策的規(guī)定以及《 關于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》的要求，還存在著一定差距。

1.1 燒結生產污染物減排問題

需要考慮對燒結工序的燃料和原料進行優(yōu)化處理，從燒結源、燃料開始控制污染物的產生；探索燒結過程控制優(yōu)化技術，減少燒結過程中的污染物的產生；燒結末端，需要探索高效的脫硫、脫硝以及除塵技術，使得排放的污染物濃度滿足國家超低排放的標準。 最終實現(xiàn)燒結全流程的污染物減排控制體系。

1.2 燒結生產節(jié)能降耗問題

需要探索燒結料層的均勻布料技術，提高燒結料層的透氣性，可有效提高燒結料層的厚度、降低主軸風機電耗； 研究降低燒結機漏風率的的措施，增加燒結有效風量的利用；燒結機保溫技術的開發(fā)也對燒結節(jié)能起著十分重要的作用。

1.3 燒結生產煙氣治理的問題

目前還需深入研究和探索經(jīng)濟、高效的燒結煙氣治理工藝。 由于燒結煙氣具有成分復雜且變化大特點，外加燒結煙氣脫硝技術尚不成熟，燒結工序NOx控制的實際狀況與國家要求存在一定差距。 目前燒結煙氣處理設施的建設成本和運行成本較高，另外還沒有一種煙氣脫硝技術，在脫除燒結煙氣NOx的同時不產生其他的環(huán)境、能源、設備等問題。

2 主要研究內容及改進措施

針對上述問題，天鋼聯(lián)合特鋼經(jīng)多次調研論證，認為建立一套燒結全過程污染物控制和處理技術是十分必要的，綜合效益可觀。

2.1 優(yōu)化燒結原、燃料結構和配比

2.1.1 優(yōu)化燒結固體燃料結構和種類

采用低硫、低氮的固體燃料，按不同種類和不同的配比，進行燃料替代和減量試驗，通過調整燒結料層固體燃料（焦粉、煤粉）的種類和配比，實現(xiàn)燒結過程減少NOx和SO 的產生和排放。

2.1.2 優(yōu)化燒結混合料的配礦結構

采用低硫的礦粉，配以低硫、低氮固體燃料，控制燒結混勻礦的成分及粒徑組成，優(yōu)化燒結混勻礦的配礦結構及燒結料層結構； 觀察整個燒結過程SO2和NOx排放數(shù)值的變化，探索最佳的燒結風量配比，實現(xiàn)能源利用效率最大化。 通過上述措施的實施，將燒結固體燃料消耗減少10%以上。

2.1.3 優(yōu)化燒結氣體燃料成分和結構

采用轉爐煤氣替代10%的高爐煤氣作為燒結點火爐的燃料。 點火氣體參入轉爐煤氣，不僅可以減少燒結煙氣的排放量，還能顯著降低氣體燃料中N2的含量，實現(xiàn)燒結機頭的低氮氧化物燃燒。

2.2 優(yōu)化燒結過程的工藝操作

2.2.1 PID 分段控制技術的應用

燒結過程是多變量變化的過程，燒結機頭的煙氣量、溫度、壓力及氮氧化物排放量均存在先升高后降低的規(guī)律，實際生產過程中燒結機抽風系統(tǒng)存在串風和漏風問題。 抽風系統(tǒng)各個風箱的風量和風壓相互影響，浪費大量風機能源。因此實施燒結風箱分段控制，按照燒結各段的風量不同需求，控制各段的風量和壓力，可以顯著降低主抽風機的能耗。

2.2.2 燒結混合料水分含量的優(yōu)化

燒結生產過程，混勻礦要造粒成球就要保持合適的水分。 混勻礦的水含量高低，決定了混勻礦的造球效果和燒結過程料層的透氣性，通過實踐確定，燒結混勻礦水分控制在7～9%時造球效果最好。

2.2.3 主抽風機變頻技術的應用

燒結過程中對燒結風量的要求變化幅度較大，不同燒結階段對風量的需求進行動態(tài)調整，實現(xiàn)最佳風量滿足燒結過程的需求，可有效降低主抽風機的能耗。 主抽風機實施變頻節(jié)能技術后，電耗下降約20.7%。

2.2.4 燒結均勻布料技術的應用

為了確保燒結料面的平整，燒結布料裝置也進行了改造，在九輥布料器后方加裝了平料器。 平料器可根據(jù)料面的點火情況調整配重，使料面達到最佳平整效果，平整后的料面再由三個壓輥調整料面的厚度。 加裝平料器后，燒結機在提高料層厚度時，可防止物料自臺車兩側灑落，同時起到調整兩側透氣性，減少邊緣效應，改善料面橫向平整度，改善表層燒結礦強度的作用。

2.2.5 厚料層燒結技術的應用

厚料層燒結可以有效降低燒結工序固體燃耗和煤氣消耗，透氣性是燒結厚料層操作的關鍵指標，氣流阻力主要來源于燒結料層的燃燒帶和過濕帶。 通過調整原料結構，減少鐵精粉的配加量、調整熔劑結構、提高熔劑的活性度、提高混勻礦溫度等措施，降低燃燒帶和過濕帶的阻力，實現(xiàn)厚料層生產。 目前天鋼聯(lián)合特鋼燒結料層厚度可達到800 mm 以上。

2.2.6 燒結機防漏風技術的應用

降低漏風率是燒結行業(yè)增產、節(jié)能、降耗、降低成本、提高質量的有效途徑。 經(jīng)過調研和生產實踐探索，在燒結機滑道安裝自潤滑裝置、無漏風密封滑板裝置、燒結機控風隔板裝置、臺車篦條防漏風擋銷裝置等技術改造措施，燒結漏風率由55%降低至34.68%[1]。

2.2.7 燒結機頭煙氣部分循環(huán)利用

采用燒結機頭煙氣部分循環(huán)利用，進行廢氣循環(huán)燒結。 燒結頭機高溫段煙氣余熱得到了有效的回收和利用，可充分減少能源消耗及料層燒結過程中NOx的產生量，節(jié)能減排效果明顯[2]。

2.2.8 燒結保溫墻技術的應用

增加了燒結機外側保溫裝置。 在燒結機兩側一米處搭建了保溫墻，該墻的設立有效減少了燒結臺車的對流熱損失和輻射熱損失，既不影響操作，也不產生安全問題，是一個簡單有效的節(jié)能措施。

2.3 煙氣脫硫、脫硝全過程節(jié)能減排技術

2.3.1 依據(jù)煙氣濃度變化，優(yōu)化還原劑的用量

根據(jù)煙氣NOx、SO2進口濃度的變化，優(yōu)化脫硫、脫硝過程還原劑的的使用量，在減少脫硫、脫硝藥劑消耗量，降低運行成本的同時，還可以減少脫硫、脫硝產物的生成量和二次污染。

2.3.2 采用SCR 脫硝工藝

SCR 脫硝工藝，可利用SCR 反應器脫硝后的高溫尾氣進入GGH 換熱器，將脫硫后的煙氣由70～80℃升溫至～250 ℃左右，為下一步脫硝創(chuàng)造條件。 脫硝后煙氣經(jīng)GGH 換熱降溫至110～120 ℃后經(jīng)增壓風機引入煙囪排放。 該脫硝工藝即實現(xiàn)了熱能綜合回收利用又減少了大氣的熱污染。

2.3.3 解決催化裝置積灰堵塞問題

脫硝催化劑的堵塞物主要是硫酸氫氨，為了解決脫硝催化劑堵塞問題，在脫硝系統(tǒng)原煙氣中噴加部分脫硫劑，可以有效阻止SO2與NH3、H2O 反應生成硫酸氫氨，完美解決了脫硝催化劑和GGH 堵塞的問題，保證了脫硝系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2.3.4 開發(fā)了新型流化床反應器

通過改變布風方式，增大了塔徑，合理設計塔體高度，提高了底部脫硫、脫硝反應區(qū)流化床的密度，提高了氣固接觸概率，可以實現(xiàn)SO2脫除高于98%，NOx脫除率高于90%。

2.3.5 脫除副產物綜合利用

脫除過程產生的Ca（NO2）2可以促進鋼筋表面形成致密的保護膜，防止混凝土內部鋼筋的銹蝕；突破了脫硫副產物的利用瓶頸，拓寬了利用渠道，可以全部應用于建材行業(yè)。

3 結語

天鋼聯(lián)合特鋼通過優(yōu)化燒結原燃料結構和配比、優(yōu)化燒結過程的工藝操作、實施煙氣脫硫脫硝全過程節(jié)能減排技術等措施，燒結工序年節(jié)電量達到14777.71 kwh，節(jié)電率20.7%，燒結礦固體燃料消耗由50 kg/t 下降到45 kg/t，燃料消耗減少了10%，實現(xiàn)了燒結煙氣SO2、NOx和顆粒物排放滿足國家超低排放標準，創(chuàng)造經(jīng)濟效益和社會效益顯著。