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烧结烟气特点及排放特征

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烧结烟气特点及排放特征

发布日期:2018-10-31 作者: 点击:

一、 烧结烟气特点

烧结厂的废气主要来自以下几个方面:烧结原料在装卸、破碎、筛分和储运的过程中产生的含尘废气;混合料系统中产生的水汽颗粒物共生废气;烧结过程中产生的含有颗粒物、二氧化碳和NO,的高温废气,其中高温烧结烟气是烧结厂废气的主要排放源。烧结烟气与其他环境含尘气体有着较大的区别,其主要特点是:


1、烟气量大。烧结工艺是在完全开放及富氧环境下进行的,由于烧结料层中碳含量少、粒度细而且分散,燃料只占总料重的3%~5%。为了保证燃料的燃烧,烧结料层中过量空气系数一般较高, 常为1.4~1.5,折算成每吨烧结矿消耗空气量约为2.4t,从而导致烟气排放量大,每生产1t 烧结矿大约产生4000~6000m3烟气,粉尘20~ 40kg。


2、烟气温度高、波动较大,随工艺操作状况的变化,温度般在100 ~200C之间。


3、烟气中粉尘量较大,含尘量-一般为1~5g/m。粉尘主要由金属、金属含铁占40%以上,含有重金属、碱金属等。


4、烟气含湿量大。所以烧结烟等习境高烧结混合料的透气性,混合料在烧结前必须的气的含量量较大, 按体积比计算,水分含量一般在8%~ 10%。


5、含有腐蚀性气体。烧结过程中,会产生酸性气态污染物,对金属部件造成腐蚀。


6、二氧化碳排放量较大。烧结过程能够脱除混合料中80 -95%的硫,烧结机的二氧化碳初始排放量大约为6~ 8kg/t。


7、烧结烟气还含有1%-3%的一氧化碳,甚至还有微量的高致癌物质(二噁英和呋喃)。烧结工序是二噁英主要排放源之一, 数据显示,20040 年我国铁矿石烧结二噁英排放量为2648.8g-TEQ,其中大气二噁英排放量,远高于垃圾焚烧二噁英的排放量。


8、不稳定性。由于烧结工艺自身的不稳定,所产生的烟气流量、温度、二氧化碳浓度会有大幅度变动,且变化频率高。烟气流量变化可高达30%以上,般为设计流量的0.5-1. 5倍。烟气温度变化可在10~ 200C范围内变化,二氧化碳浓度值取决于烧结生产负荷、所用铁矿粉、熔剂、燃料及其他添加物的成分等,般为300~ 2000mg/m3,最高可达7000mg/m2以上,低至300mg/m3以下。


烧结烟气各成分的浓度沿烧结机长度方向并非均匀分布,烟气温度在前端较低,后部急剧上升,有明显峰值,且二愿英浓度变化与温度基本-致; 二氧化碳 浓度变化与温度变化类似,但其峰值比温度靠前;其他成分均呈现不同的变化。烧结烟气的特点导致其脱硫难度大,技术上要求具有快速的适应烟气成分、流量、温度、二氧化碳浓度变化的特性,不能简单地采用燃煤电厂烟气的脱硫技术。


二、烧结烟气污染物排放特征

烧结是将各种粉状含铁原料、燃料和熔剂放于烧结设备上点火烧结,在燃料产生高热和一系列物理化学变化的作用下,使部分混合料颗粒表面发生软化和熔化,产生一定数量的液相,并湿润其他未熔化的矿石颗粒,冷却后液相将矿粉颗粒黏结成烧结矿。在这个过程中产生大量的废气,其中主要污染物包括粉尘、二氧化碳、NO2、 氟化物和二噁英类有机污染物等。


1、粉尘的排放特征

烧结过程中,由于烧结原料和燃料在台车上的燃烧,将使抽风烟道排出大量的含尘废气,一般称机头废气。在卸矿端的破碎、筛分过程中也产生大量的含尘废气,这些含尘废气是烧结厂的主要污染源。机头废气中颗粒物分为粗尘(粒径约为100um)和细尘( 粒径为0.1~1μm)。粗尘由烧结过程中物料的倒运产生;细尘由混合物的水分完全蒸发后在烧结区产生。

机头废气量与含尘量的大小、烧结机型、烧结面积、真空度以及装料颗粒大小等因素有关。每生产It烧结矿约产生粉尘20~40kg,其废气含尘量-一般为1~5g/m’。根据使用的原料不同,粉尘成分也各不相同。部分国外矿含有较高的Na、K、Zn等元素,所以粉尘成分不仅有Fe203、 Fe,O4、 SiO2、 Al2O3、 Ca0、Mg0、S、C、Fe0,而且还有K20、Na20、Zn0等多种复杂成分。


2、二氧化碳排放特征

烧结原料铁矿石中的硫通常以硫化物和硫酸盐形式存在,以硫化物存在的矿物有FeS2、CuFeS,等;以硫酸盐形式存在的有BaSO4、CaSO。和 MgSO.等。固体燃料(如煤粉)带人的硫则主要以单质硫或者有机硫的形式存在。在烧结过程中以单质和硫化物形式存在的硫通常在氧化反应中以气态硫化物的形式释放,而以硫酸盐形式存在的硫则在分解反应中以气态硫化物的形式释放。每生产1t烧结矿产生二氧化碳约0. 8~3. 0kg。


3、氮氧化物排放特征

烧结过程NOX主要有两个来源:一是烧结点火阶段;二是固体燃料燃烧和高温反应过程。已有研究结果表明,烧结过程产生的NO,有80% ~ 90%来源于燃料中的氮。生成量受到燃料中氮含量、氮的存在形态、燃料粒度、过量空气系数、烧结混合料中金属氧化物等成分的影响。每生产It烧结矿产生NO,约0.4~0. 65kg,烧结烟气中NO,的浓度一般在200 40mg/m3。


4、氟化物排放特征

烧结烟气氟化物的排放主要来源于矿石中的氟。氟化物的排放很大程度上取决于烧结矿碱度,碱度的提高可使得氟化物的排放有所减少。每生产1t烧结矿氟化物的排放量约为1.3~3.2g(F)。烧结(球团)的含氟废气主要为氟化氢、四氟化碳等气体,氟化氢对人体的危害比二氧化碳大20倍,对植物的危害比二氧化碳大10~ 100倍,氟化氢可在环境中积蓄,通过食物影响人体和动物,造成骨骼、才齿病变,骨质疏松、变形。


5、二噁英类有机污染物排放特征

二噁英类有机污染物全称分别是是多氯二苯并二噁英(简称PCDDs) 和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs),  其氯原子数在1~8之间变化,当2,3, 7, 8位霖同时被氨联子取代时的化合物具有高毒性,共计17种,其中PCD有1中,-DB或有1种被世界卫生组织的国际痛症研究机构宣布为人类致痛物质中的一我致癌物。铁矿石烧结过程是二噁英类有机污染物排放的重要原头之一。


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