降低120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物含量的措施

劉振林，周長(zhǎng)強(qiáng)，林建峰

（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南 250101）

節(jié)能減排

降低120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物含量的措施

劉振林，周長(zhǎng)強(qiáng)，林建峰

（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南 250101）

針對(duì)120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物排放量超標(biāo)的情況，通過(guò)一系列的工業(yè)試驗(yàn)，探索出了在目前生產(chǎn)工藝裝備和原燃料條件下降低煙氣氮氧化物排放量的措施：優(yōu)選含氮量較低的無(wú)煙煤粉和鐵礦石，從源頭上控制燒結(jié)NOX的生成；減少中和料中污泥配加量。改進(jìn)后，煙氣氮氧化物含量由300 mg/m3以上降至260 mg/m3以下，使燒結(jié)煙氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，每月節(jié)省減排費(fèi)用5.45萬(wàn)元，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)由1.25 t/（m2·h）提高到1.30 t/（m2·h）。

燒結(jié)機(jī)；煙氣；氮氧化物；措施；減排

1 前言

氮氧化物是當(dāng)今主要的大氣污染物之一，鋼鐵工業(yè)燒結(jié)工序中產(chǎn)生了大量的NOX。2015年10月8日以后，山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠2#120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，經(jīng)常連續(xù)出現(xiàn)超過(guò)300 mg/m3。為此，通過(guò)研究該燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物超標(biāo)的具體原因，尋求行之有效的控制方法和技術(shù)措施，將煙氣中氮氧化物含量處于可控狀態(tài)。

2 試驗(yàn)過(guò)程

為了探索2#120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物在不同原燃料條件下的變化規(guī)律，進(jìn)行120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物含量超標(biāo)原因分析，制定了探索煙氣氮氧化物含量變化規(guī)律的試驗(yàn)方案。

2.1 試驗(yàn)方案

基準(zhǔn)期：2015年10月14—16日。

試驗(yàn)期：方案1（10月17日8：00—19日24：00），主要內(nèi)容是將無(wú)煙煤粉改為焦粉；方案2（10月20日8點(diǎn)—22日4點(diǎn)），將燃料結(jié)構(gòu)由焦粉+炭精礦改為無(wú)煙煤粉；方案3（10月22日8：00—23日21：00），調(diào)整熔劑結(jié)構(gòu)：去掉2%的石灰石粉；方案4（10月23日22：00—26日8：00），改變中和料結(jié)構(gòu)，將中和料中的料尾污泥去掉；方案5（10月27日4：00—9：00），無(wú)煙煤由磁山改為月山；方案6（10月27日9：00—16：00），增加2%的石灰石粉，燃料配比提高0.2%，即由3.6%提高到3.8%；方案7（10月30日9：00—11月1日16：00），石灰石粉配比由2%逐步降低到1%以內(nèi)。不同階段的燒結(jié)原燃料結(jié)構(gòu)與煙氣氮氧化物的關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 不同階段的燒結(jié)原燃料結(jié)構(gòu)與煙氣氮氧化物的關(guān)系

為找出試驗(yàn)期間燒結(jié)煙氣氮氧化物含量出現(xiàn)升高或者降低的原因，自2015年10月21日乙班起，每班檢測(cè)固體燃料的主要化學(xué)成分，并記錄取樣時(shí)間，以便于燒結(jié)煙氣氮氧化物變化趨勢(shì)分析，試驗(yàn)期間固體燃料主要指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

方案1：經(jīng)檢驗(yàn)，試驗(yàn)期間所用焦粉灰分近16%，質(zhì)量異常導(dǎo)致試驗(yàn)沒(méi)有取得預(yù)期效果。方案2：燃料種類由焦粉改為月山煤，并停用碳精粉以后，氮氧化物由285 mg/m3降低到267 mg/m3，降低了18 mg/m3。方案3：停用石灰石粉以后，氮氧化物含量進(jìn)一步降低到262 mg/m3。方案4：中和料中去掉污泥，氮氧化物含量降低到241 mg/m3。方案5：中和料換堆后帶污泥，煤粉的揮發(fā)分大幅度提高，由3.86%升高到7.62%，氮氧化物升高到292 mg/m3。方案6：在試驗(yàn)5的基礎(chǔ)上，增加2%的石灰石粉后，固體燃料無(wú)煙煤配比隨之提高0.2%，由3.60%提高到3.80%，煙氣氮氧化物含量升高到305 mg/m3。方案7：石灰石粉配比降低到1%以內(nèi)，隨時(shí)觀察煙氣氮氧化物含量，連續(xù)超標(biāo)4 h即停用，平均292 mg/m3。

表2 試驗(yàn)期間煤粉主要指標(biāo)%

2.3 試驗(yàn)結(jié)論

1）試驗(yàn)表明，煙氣中氮氧化物含量的高低，取決于燃料的種類和配加量，固體燃料的揮發(fā)分以及其配加量越高［1-4］，煙氣氮氧化物的含量就越高。

2）中和料中配加的污泥，在燒結(jié)過(guò)程中對(duì)煙氣的氮氧化物有貢獻(xiàn)，即隨著中和料污泥配加的升高，煙氣中氮氧化物含量增加。

3 試驗(yàn)效果驗(yàn)證與跟蹤

3.1 制定應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)10月中下旬2#120m2燒結(jié)機(jī)試驗(yàn)情況，為防止再發(fā)生煙氣氮氧化物超標(biāo)現(xiàn)象，將煙氣氮氧化物含量全天平均控制在300 mg/m3以內(nèi)，以免因環(huán)保不達(dá)標(biāo)造成較大的環(huán)保經(jīng)濟(jì)損失，生產(chǎn)技術(shù)科根據(jù)試驗(yàn)情況制定了防止120 m2燒結(jié)機(jī)煙氣氮氧化物含量超標(biāo)應(yīng)對(duì)措施，詳細(xì)內(nèi)容如下：

1）120 m2燒結(jié)機(jī)要使用揮發(fā)分較低的無(wú)煙煤，如磁山無(wú)煙煤等；對(duì)再采購(gòu)的月山無(wú)煙煤，要全部供320 m2燒結(jié)機(jī)使用。

2）在120 m2原料場(chǎng)準(zhǔn)備500～800 t焦粉，要求焦粉的灰分不超過(guò)13%，揮發(fā)分低于1.5%。在煙氣出現(xiàn)超標(biāo)時(shí)，將無(wú)煙煤切換為焦粉。

3）根據(jù)煙氣氮氧化物含量情況，可取消或者降低石灰石粉配比，石灰石粉配比降低1%，煙氣氮氧化物含量約降低6～7 mg/m3。

4）從本次試驗(yàn)來(lái)看，配加1.5%左右的污泥時(shí)，煙氣中氮氧化物含量升高21 mg/m3。若要降低煙氣氮氧化物含量，必要時(shí)可取消或者降低污泥用量。

3.2 氮氧化物控制情況

優(yōu)化無(wú)煙煤種類，使用低揮發(fā)份磁山無(wú)煙煤以及降低污泥使用量，污泥配加量由2015年1—9月份的19.21 kg/t降低到10月份的9.97 kg/t，到2016年11月份進(jìn)一步降低到8.90 kg/t；在保持2#120 m2燒結(jié)機(jī)具有較高產(chǎn)能的條件下，其煙氣氮氧化物含量由高于300 mg/m3降低到260 mg/m3，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

3.3 效益分析

1）減排效益。120 m2燒結(jié)氮氧化物的排放量降低40 mg/m3左右，節(jié)約費(fèi)用每月5.45萬(wàn)元。

2）燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高帶來(lái)的效益。2015年11月份2#120m2燒結(jié)機(jī)氮氧化物達(dá)標(biāo)排放，燒結(jié)產(chǎn)能得以釋放，料批由440 t/h提高到了460 t/h，利用系數(shù)由1.25 t/（m2·h）提高到1.30 t/（m2·h），按照120 m2燒結(jié)機(jī)制造費(fèi)用31.42元/t進(jìn)行計(jì)算，燒結(jié)礦制造費(fèi)用降低增益1.21元/t。

4 結(jié)論

4.1 燒結(jié)煙氣中氮氧化物含量的高低，首先取決于燃料的種類和配加量；燃料的揮發(fā)分和配加量越高，氮氧化物的含量就會(huì)越高。因此，在燒結(jié)煙氣氮氧化物出現(xiàn)超標(biāo)時(shí)，要及時(shí)降低或者取消石灰石粉等生熔劑配加量，并盡可能提高料層厚度，以最大限度地降低固體燃料用量。同時(shí)，為降低燒結(jié)煙氣氮氧化物排放量，應(yīng)優(yōu)選含氮量較低的無(wú)煙煤粉和鐵礦石，從源頭上控制燒結(jié)NOX的生成。

4.2 燒結(jié)煙氣中氮氧化物含量的高低，與中和料中污泥配加量也有關(guān)。試驗(yàn)表明，配加1.5%左右的污泥，燒結(jié)煙氣中氮氧化物含量升高21 mg/m3。

4.3 通過(guò)采取一系列的措施，降低了煙氣氮氧化物含量，燒結(jié)煙氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，每月節(jié)省減排費(fèi)用5.45萬(wàn)元；最大限度地提高了燒結(jié)礦產(chǎn)量，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)由1.25 t/（m2·h）提高到1.30 t/（m2·h），燒結(jié)礦制造費(fèi)用噸礦降低1.21元。

［1］龍紅明，肖俊軍，李家新，等.燒結(jié)煙氣氮氧化物的生成機(jī)理與減排方法［C］//第九屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集.北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

［2］唐勇，李咸偉，李華杰.燒結(jié)過(guò)程中NOX的生成及SCR脫除技術(shù)分析［J］.科技資訊，2012（14）：106.

［3］鐘英飛.焦?fàn)t加熱燃燒時(shí)氮氧化物的形成機(jī)理及控制［J］.燃料與化工，2009（06）：5-8.

［4］金維平.燃料型NOX形的生成機(jī)理及控制措施［J］.中國(guó)科技信息，2005（22）：17.

Measures of Reducing NOXContent in Flue Gas of 120 m2Sintering Machine

LIU Zhenling,ZHOU Changqiang,LIN Jianfeng
（The Ironmaking Plant of Jinan Branch of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

TThe iron making mill of Jinan Branch of Shandong Steel Co.is facing the problem of NOXexcessive emission in sintering machine gas.Through a series of industrial experiment,the way to reduce NOXemission under present equipment,material and fuel condition was found out.The practice measures included the adding anthracite culm and using lower nitrogen iron ore,to reduce NOXcreation from source,and the decreasing of mud in neutralize material.After the improvements,the content of nitrogen oxides decreased from 300 mg/m3to less than 260 mg/m3,achieving emission standards.

sinter machine;flue gas;nitrogen oxide;raw materials and fuel;emission reduction

X701

B

1004-4620（2017）01-0044-02

2016-02-24

劉振林，男，1966年生，2003年畢業(yè)于北京科技大學(xué)冶金工程專業(yè)，碩士?，F(xiàn)為山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠燒結(jié)球團(tuán)首席工程師，工程技術(shù)應(yīng)用研究員，從事燒結(jié)球團(tuán)工藝技術(shù)管理與配礦技術(shù)研究等工作。