、二噁英協(xié)同減排方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燒結(jié)過(guò)程中污染物減排技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于分層配 料與布料的燒結(jié)過(guò)程so 2、二噁英協(xié)同減排方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)工序是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)鏈的重要工序，隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鐵礦 石的要求量日益增多。然而，直接入爐煉鐵的富礦越來(lái)越少，必須大量開(kāi)采和使用貧礦資 源。貧礦直接入爐冶煉會(huì)使高爐生產(chǎn)指標(biāo)惡化。而燒結(jié)機(jī)的作用就是對(duì)鐵礦粉進(jìn)行造塊。 經(jīng)燒結(jié)的礦物的冶金性能大為改善，給高爐生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而且，燒結(jié)法對(duì)原料 的適應(yīng)性很強(qiáng)，不僅可以用鐵礦粉生產(chǎn)燒結(jié)礦，同時(shí)還可以處理工業(yè)含鐵雜料。
[0003] 然而，燒結(jié)工藝為高爐提供良好入爐礦的同時(shí)，也帶來(lái)了巨大的環(huán)境污染。其中， so2是燒結(jié)過(guò)程中的重要污染物之一，燒結(jié)工序外排的so 2約占鋼鐵生產(chǎn)中so 2排放總量的 85%。現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)脫硫方法，主要是對(duì)燒結(jié)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(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用巨大，易產(chǎn)生二次污染， 而且是單一污染物的脫除方法，難以實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同減排。因此，革新現(xiàn)有的污染物 減排方法勢(shì)在必行。
[0004] 另外，除S02之外，二噁英是另一個(gè)最重要的污染物；相比SO2，二噁英對(duì)人類(lèi)健康 和自然環(huán)境危害更大，在自然環(huán)境中很難降解，能夠在全球范圍內(nèi)長(zhǎng)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(jì)之 毒"之稱(chēng)；其被生物體攝入后很難分解，并沿著食物鏈濃縮放大，對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物危害巨大，其 不僅具有致癌、致畸、致突變性，而且還具有內(nèi)分泌干擾作用。研宄表明，持久性有機(jī)污染物 對(duì)人類(lèi)的影響會(huì)持續(xù)幾代，對(duì)人類(lèi)生存、繁衍和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成重大威脅。
[0005] 燒結(jié)工序是產(chǎn)生二噁英類(lèi)污染物較多的生產(chǎn)單元，燒結(jié)產(chǎn)生的二噁英約占總排量 的17. 6%。燒結(jié)混合料布于燒結(jié)臺(tái)車(chē)上，經(jīng)點(diǎn)火爐點(diǎn)燃后隨著臺(tái)車(chē)緩慢移動(dòng)，空氣自上而下 通過(guò)料層，燃燒產(chǎn)生的熱能將燃燒層中的混合料燒結(jié)或熔融。燒結(jié)具備從頭合成de novo 反應(yīng)的大部分條件：（1)氯來(lái)自于所回收的粉塵、爐渣及鐵礦中的有機(jī)氯成分；（2)碳來(lái)源 于碳纖維、木質(zhì)素、焦粉、乙烯基等；（3)帶有變形和缺位的石墨結(jié)構(gòu)，無(wú)機(jī)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(yè)生產(chǎn)燒結(jié)礦的過(guò)程中，由于燒結(jié)原料回收利用了企業(yè)內(nèi)的固體 廢棄物（如煉鋼0G泥，高爐灰等等），故燒結(jié)過(guò)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(qū)物（如多氯苯酚和二苯醚）生 成二噁英的反應(yīng)中起到催化作用，促進(jìn)了二噁英的生成。而且，為降低燒結(jié)礦的低溫還原粉 化率，往往在成品燒結(jié)礦上噴灑CaCl 2稀溶液，雖然達(dá)到了提高燒結(jié)礦冶金性能的目的，但 同時(shí)也為燒結(jié)過(guò)程中二噁英的生成提供"氯源"，為其生成創(chuàng)造了物質(zhì)條件。在歐洲，鐵礦石 燒結(jié)被認(rèn)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(guó)2010年11 月4日專(zhuān)門(mén)發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)二噁英污染防治的指導(dǎo)意見(jiàn)》，"十二五"期間二噁英成為重點(diǎn) 控制對(duì)象。因此，推動(dòng)燒結(jié)工藝中二噁英減排技術(shù)勢(shì)在必行。
[0007] 經(jīng)專(zhuān)利檢索，已有一部分相關(guān)的技術(shù)方案公開(kāi)，如：一種燒結(jié)煙氣脫除二氧化硫 和二噁英的裝置及方法（CN201110173596. 1)，燒結(jié)球團(tuán)煙氣脫硫脫硝協(xié)同治理系統(tǒng)及 工藝（CN201410072049. 8)，一種不設(shè)電除塵的燒結(jié)煙氣脫硫脫二噁英除塵一體化設(shè)備 (CN201310713790. 3)等；雖然上述技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)S02、二噁英的同步減排，但是上述技術(shù) 方案屬于末端治理，是大煙氣量、低含量的吸收式減排，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)在燒結(jié)過(guò)程中的在線 的污染物減排，使得污染物減排的投資、運(yùn)行費(fèi)用巨大，使得鋼鐵企業(yè)對(duì)污染物減排望而卻 步，大大增大了企業(yè)的減排負(fù)擔(dān)，而且減排產(chǎn)物極易產(chǎn)生二次污染。
[0008] 此外，已有關(guān)于燒結(jié)過(guò)程中在線的302減排相關(guān)的技術(shù)方案公開(kāi)：用于燒結(jié) 過(guò)程中的在線脫硫方法（CN99111573. 2)，基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過(guò)程脫硫方法 (CN201110022407. 0)，一種燒結(jié)過(guò)程的在線脫硫方法（CN201410109130. 9)等；上述技 術(shù)方案通過(guò)在燒結(jié)料層中添加氨類(lèi)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了在燒結(jié)過(guò)程中的在線脫硫。關(guān)于燒結(jié)過(guò) 程在線的二噁英減排，也已有相關(guān)的技術(shù)方案公開(kāi)：鐵礦石燒結(jié)過(guò)程二噁英的減排方法 (CN201110180658. 1)，一種新型節(jié)能減排燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)及燒結(jié)方法（CN201310167718. 5)等， 上述技術(shù)方案通過(guò)在燒結(jié)料層中添加氨類(lèi)物質(zhì)作為二噁英生成添加劑實(shí)現(xiàn)了在燒結(jié)過(guò)程 中的二噁英減排。上述已公開(kāi)的技術(shù)方案，提出三種氨類(lèi)添加劑的加入方案，（1)將氨類(lèi)添 加劑全部混合加入在燒結(jié)料層中，（2)將氨類(lèi)添加劑加入在燒結(jié)料層某一高度處，（3)將氨 類(lèi)添加劑噴灑在燒結(jié)料層上。
[0009] 安徽工業(yè)大學(xué)一直致力于燒結(jié)過(guò)程污染物減排工作的研宄，通過(guò)深入的研宄發(fā)現(xiàn) 以上三種技術(shù)方案，存在以下技術(shù)弊端：
[0010] (1)氨類(lèi)添加劑的加入量相對(duì)于燒結(jié)混合料的質(zhì)量是極其微量的，如果將氨類(lèi)添 加劑混合加入到燒結(jié)混合料中，必然使得氨類(lèi)添加劑的加入沒(méi)有針對(duì)性，一方面，如果加入 的氨類(lèi)添加劑的量較少，則會(huì)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(guò)多，不但大大增加了尿素的用量，增大了減排成本，而且易產(chǎn)生二次污染，且尿素的加 入量會(huì)影響燒結(jié)礦的質(zhì)量；
[0011] (2)氨類(lèi)添加劑的加入量相對(duì)于燒結(jié)混合料的質(zhì)量是極其微量的，如果將氨類(lèi)添 加劑添加到某一高度處，由于布料時(shí)極易產(chǎn)生波動(dòng)，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(jié)過(guò)程的復(fù)雜多變，燒結(jié)混合料的水分、燃料含量、 原料特性都會(huì)對(duì)燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生較大的影響，從而使得燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生較大的波動(dòng)，若將氨類(lèi) 添加劑加入到燒結(jié)料層的特定高度處，易使得減排效果產(chǎn)生波動(dòng)；此外，由于煙氣在冷卻的 過(guò)程中，可能有二噁英生成，如果將添加劑僅僅加入在燒結(jié)料層的某一高度，使得煙氣通過(guò) 燒結(jié)該一高度時(shí)，煙氣溫度仍處于生成二噁英的溫度區(qū)間，難以實(shí)現(xiàn)二噁英的減排；
[0012] (3)燒結(jié)過(guò)程中，如果將尿素溶于水加入全混合料會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)礦各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)變 差，且隨著尿素加入量的增加而下降，對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量影響較大，直接影響了入爐礦石的質(zhì) 量，影響高爐順行。
[0013] 在此之前申請(qǐng)人通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間、一系列的科學(xué)研宄，創(chuàng)造性的提出在燒結(jié)料層中設(shè) 置協(xié)同減排料層，并在協(xié)同減排料層中添加氨類(lèi)添加劑，從而實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程中的so 2、二噁 英協(xié)同減排，并已申請(qǐng)專(zhuān)利：一種燒結(jié)過(guò)程so2、二噁英協(xié)同減排方法及系統(tǒng)（中國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)?zhí)枺?01410592066.4);但是，尿素的配比有待進(jìn)一步的降低，從而進(jìn)一步地降低減排成 本。
[0014] 現(xiàn)有的技術(shù)方案雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了污染物燒結(jié)過(guò)程的在線減排，但是都是 單一污染物的特定減排，不能實(shí)現(xiàn)S〇dP二噁英的協(xié)同減排；而且由于燒結(jié)過(guò)程中SO 2和二 噁英的生產(chǎn)機(jī)理、生成區(qū)域、減排條件大不相同，而且再加之燒結(jié)過(guò)程的復(fù)雜性，燒結(jié)過(guò)程 中燒結(jié)的各個(gè)層都不斷發(fā)生變化，使得現(xiàn)有的技術(shù)方案難以實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程中的so 2和二噁 英的協(xié)同減排。如果要實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程的so2、二噁英的協(xié)同減排，并不是減排方法的簡(jiǎn)單疊 加即可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程中污染物的同步控制，正是由于協(xié)同減排的困難，使得現(xiàn)有技術(shù)難以 克服在燒結(jié)過(guò)程中在線的so 2、二噁英協(xié)同減排的技術(shù)瓶頸，而本發(fā)明通過(guò)創(chuàng)造性的技術(shù)方 案實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)過(guò)程中多種污染物的協(xié)同減排。
[0015] 除此之外，現(xiàn)有的在線減排方案，僅僅提出了一個(gè)燒結(jié)煙氣污染物的減排方法，但 是由于減排產(chǎn)物極其細(xì)小，如果采用除塵器進(jìn)行除塵，勢(shì)必會(huì)造成燒結(jié)抽風(fēng)過(guò)程中產(chǎn)生壓 損，造成燒結(jié)過(guò)程中風(fēng)量不平衡，使得燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定，并嚴(yán)重影響燒結(jié)生產(chǎn)?，F(xiàn)有的技術(shù) 方案，使得氨類(lèi)添加劑與污染物結(jié)合后產(chǎn)生的產(chǎn)物難以得到收集，造成減排后的產(chǎn)物得不 到收集，不能對(duì)在線減排的燒結(jié)產(chǎn)物進(jìn)行處理，使得減排成為一個(gè)"半截子"工程，僅僅將污 染物換一種方式排放到空氣中，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)污染物的實(shí)質(zhì)性減排。