、二噁英協同減排方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及燒結過程中污染物減排技術領域，更具體地說，涉及一種基于分層配 料與布料的燒結過程so 2、二噁英協同減排方法。
【背景技術】
[0002] 燒結工序是鋼鐵聯合企業生產鏈的重要工序，隨著鋼鐵工業的快速發展，對鐵礦 石的要求量日益增多。然而，直接入爐煉鐵的富礦越來越少，必須大量開采和使用貧礦資 源。貧礦直接入爐冶煉會使高爐生產指標惡化。而燒結機的作用就是對鐵礦粉進行造塊。 經燒結的礦物的冶金性能大為改善，給高爐生產帶來巨大的經濟效益。而且，燒結法對原料 的適應性很強，不僅可以用鐵礦粉生產燒結礦，同時還可以處理工業含鐵雜料。
[0003] 然而，燒結工藝為高爐提供良好入爐礦的同時，也帶來了巨大的環境污染。其中， so2是燒結過程中的重要污染物之一，燒結工序外排的so 2約占鋼鐵生產中so 2排放總量的 85%。現有技術中的燒結脫硫方法，主要是對燒結煙氣的末端治理，主要分為干法、半干法 和濕法，雖然大部分能有效脫除so 2，但是，其投資費用和運行費用巨大，易產生二次污染， 而且是單一污染物的脫除方法，難以實現多種污染物的協同減排。因此，革新現有的污染物 減排方法勢在必行。
[0004] 另外，除S02之外，二噁英是另一個最重要的污染物；相比SO2，二噁英對人類健康 和自然環境危害更大，在自然環境中很難降解，能夠在全球范圍內長距離迀移。二噁英一旦 排放在空氣中，很難自然降解消除，它的毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有"世紀之 毒"之稱；其被生物體攝入后很難分解，并沿著食物鏈濃縮放大，對人類和動物危害巨大，其 不僅具有致癌、致畸、致突變性，而且還具有內分泌干擾作用。研宄表明，持久性有機污染物 對人類的影響會持續幾代，對人類生存、繁衍和可持續發展構成重大威脅。
[0005] 燒結工序是產生二噁英類污染物較多的生產單元，燒結產生的二噁英約占總排量 的17. 6%。燒結混合料布于燒結臺車上，經點火爐點燃后隨著臺車緩慢移動，空氣自上而下 通過料層，燃燒產生的熱能將燃燒層中的混合料燒結或熔融。燒結具備從頭合成de novo 反應的大部分條件：（1)氯來自于所回收的粉塵、爐渣及鐵礦中的有機氯成分；（2)碳來源 于碳纖維、木質素、焦粉、乙烯基等；（3)帶有變形和缺位的石墨結構，無機氯化物，銅和鐵 金屬離子，作為催化劑；（4)氧化性氣氛，溫度為250 - 450°C。
[0006] 此外，在鋼鐵企業生產燒結礦的過程中，由于燒結原料回收利用了企業內的固體 廢棄物（如煉鋼0G泥，高爐灰等等），故燒結過程不可避免的回收了部分重金屬，如重金屬 Cu、Pt、Zn、Hg等，而這些重金屬（如Cu)恰恰在二噁英前驅物（如多氯苯酚和二苯醚）生 成二噁英的反應中起到催化作用，促進了二噁英的生成。而且，為降低燒結礦的低溫還原粉 化率，往往在成品燒結礦上噴灑CaCl 2稀溶液，雖然達到了提高燒結礦冶金性能的目的，但 同時也為燒結過程中二噁英的生成提供"氯源"，為其生成創造了物質條件。在歐洲，鐵礦石 燒結被認為是僅次于城市垃圾焚燒爐的第二大毒性污染物排放源。而且，我國2010年11 月4日專門發布了《關于加強二噁英污染防治的指導意見》，"十二五"期間二噁英成為重點 控制對象。因此，推動燒結工藝中二噁英減排技術勢在必行。
[0007] 經專利檢索，已有一部分相關的技術方案公開，如：一種燒結煙氣脫除二氧化硫 和二噁英的裝置及方法（CN201110173596. 1)，燒結球團煙氣脫硫脫硝協同治理系統及 工藝（CN201410072049. 8)，一種不設電除塵的燒結煙氣脫硫脫二噁英除塵一體化設備 (CN201310713790. 3)等；雖然上述技術方案可實現S02、二噁英的同步減排，但是上述技術 方案屬于末端治理，是大煙氣量、低含量的吸收式減排，并沒有實現在燒結過程中的在線 的污染物減排，使得污染物減排的投資、運行費用巨大，使得鋼鐵企業對污染物減排望而卻 步，大大增大了企業的減排負擔，而且減排產物極易產生二次污染。
[0008] 此外，已有關于燒結過程中在線的302減排相關的技術方案公開：用于燒結 過程中的在線脫硫方法（CN99111573. 2)，基于添加抑制劑的鐵礦石燒結過程脫硫方法 (CN201110022407. 0)，一種燒結過程的在線脫硫方法（CN201410109130. 9)等；上述技 術方案通過在燒結料層中添加氨類物質，實現了在燒結過程中的在線脫硫。關于燒結過 程在線的二噁英減排，也已有相關的技術方案公開：鐵礦石燒結過程二噁英的減排方法 (CN201110180658. 1)，一種新型節能減排燒結機系統及燒結方法（CN201310167718. 5)等， 上述技術方案通過在燒結料層中添加氨類物質作為二噁英生成添加劑實現了在燒結過程 中的二噁英減排。上述已公開的技術方案，提出三種氨類添加劑的加入方案，（1)將氨類添 加劑全部混合加入在燒結料層中，（2)將氨類添加劑加入在燒結料層某一高度處，（3)將氨 類添加劑噴灑在燒結料層上。
[0009] 安徽工業大學一直致力于燒結過程污染物減排工作的研宄，通過深入的研宄發現 以上三種技術方案，存在以下技術弊端：
[0010] (1)氨類添加劑的加入量相對于燒結混合料的質量是極其微量的，如果將氨類添 加劑混合加入到燒結混合料中，必然使得氨類添加劑的加入沒有針對性，一方面，如果加入 的氨類添加劑的量較少，則會大大降低的減排效果，使得減排不徹底，另一方面，如果加入 量過多，不但大大增加了尿素的用量，增大了減排成本，而且易產生二次污染，且尿素的加 入量會影響燒結礦的質量；
[0011] (2)氨類添加劑的加入量相對于燒結混合料的質量是極其微量的，如果將氨類添 加劑添加到某一高度處，由于布料時極易產生波動，造成難以將尿素顆粒加入到指定的高 度，使得尿素的脫硫效果變差，且由于燒結過程的復雜多變，燒結混合料的水分、燃料含量、 原料特性都會對燒結過程產生較大的影響，從而使得燒結過程產生較大的波動，若將氨類 添加劑加入到燒結料層的特定高度處，易使得減排效果產生波動；此外，由于煙氣在冷卻的 過程中，可能有二噁英生成，如果將添加劑僅僅加入在燒結料層的某一高度，使得煙氣通過 燒結該一高度時，煙氣溫度仍處于生成二噁英的溫度區間，難以實現二噁英的減排；
[0012] (3)燒結過程中，如果將尿素溶于水加入全混合料會導致燒結礦各項技術指標變 差，且隨著尿素加入量的增加而下降，對燒結礦的質量影響較大，直接影響了入爐礦石的質 量，影響高爐順行。
[0013] 在此之前申請人通過長時間、一系列的科學研宄，創造性的提出在燒結料層中設 置協同減排料層，并在協同減排料層中添加氨類添加劑，從而實現燒結過程中的so 2、二噁 英協同減排，并已申請專利：一種燒結過程so2、二噁英協同減排方法及系統（中國專利申 請號：201410592066.4);但是，尿素的配比有待進一步的降低，從而進一步地降低減排成 本。
[0014] 現有的技術方案雖然在一定程度上實現了污染物燒結過程的在線減排，但是都是 單一污染物的特定減排，不能實現S〇dP二噁英的協同減排；而且由于燒結過程中SO 2和二 噁英的生產機理、生成區域、減排條件大不相同，而且再加之燒結過程的復雜性，燒結過程 中燒結的各個層都不斷發生變化，使得現有的技術方案難以實現燒結過程中的so 2和二噁 英的協同減排。如果要實現燒結過程的so2、二噁英的協同減排，并不是減排方法的簡單疊 加即可實現燒結過程中污染物的同步控制，正是由于協同減排的困難，使得現有技術難以 克服在燒結過程中在線的so 2、二噁英協同減排的技術瓶頸，而本發明通過創造性的技術方 案實現了燒結過程中多種污染物的協同減排。
[0015] 除此之外，現有的在線減排方案，僅僅提出了一個燒結煙氣污染物的減排方法，但 是由于減排產物極其細小，如果采用除塵器進行除塵，勢必會造成燒結抽風過程中產生壓 損，造成燒結過程中風量不平衡，使得燒結生產不穩定，并嚴重影響燒結生產。現有的技術 方案，使得氨類添加劑與污染物結合后產生的產物難以得到收集，造成減排后的產物得不 到收集，不能對在線減排的燒結產物進行處理，使得減排成為一個"半截子"工程，僅僅將污 染物換一種方式排放到空氣中，沒有實現污染物的實質性減排。