钢铁烧结烟气全过程控制技术研究-叶恒棣
烧结烟气循环的自动控制
烧结烟气循环的自动控制陈欣;张伟【摘要】介绍了宁钢2#烧结机烟气循环的自动控制在烧结中的应用情况.对烟气循环节能、减排原理进行了阐述,详细介绍了控制系统的硬件组成、控制系统软件、参数检测、自动控制及控制中的要点.与常规烧结工艺相比,烟气循环烧结技术可有效实现烧结烟气中SO2富集,减少烧结过程废气排放总量.实践证明,该系统具有集成成本低、系统稳定性和可靠性高的特点.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P74-76)【关键词】烧结;烟气循环;自动控制【作者】陈欣;张伟【作者单位】宁波钢铁股份有限公司,浙江宁波315807;宁波钢铁股份有限公司,浙江宁波315807【正文语种】中文【中图分类】TF325.1烧结工序是钢铁行业的能耗及污染排放大户，在尚未得到有效利用的余热资源中，烧结低温余热是其中主要的一种。
据烧结热平衡分析，烧结废气及烧结饼带走的物理热占整个烧结工艺能耗的50%～60%，但是目前国内钢铁生产企业对烧结低温余热资源还没能全部有效地回收利用。
同时烧结生产过程中产生大量废气，废气中含有多种复杂的环境污染物，如粉尘、SO2、NOx、重金属（如Cd、Hg、As、Pb等）、HCl、HF、挥发性有机污染物（VOC）、多环芳烃（PAHs）、二恶英类持久性有机污染物（POPs）等。
除提高粉尘排放控制标准外，新的《钢铁工业大气污染物排放标准》已经明确增加了烧结烟气中SO2、NOx及二恶英等污染物的排放控制标准，因此提高烧结烟气的节能减排尤为迫切。
1.1 节能原理（1）烧结烟气的平均温度为150℃左右，在后面几个风箱的烟气温度可以达到350℃左右或更高，循环烟气中的热量可以重复利用。
同时烧结烟气中CO平均体积分数为0.4%～1.0%，此外还有一定数量的其他可燃有机物，其潜热可以加以利用。
（2）使用烟气循环后最终排放烟气量可以减少25%～35%，相应的电除尘设备、脱硫设备等规模投资的运行能耗可以明显降低。
钢铁冶炼中的废气处理技术研究
钢铁冶炼中的废气处理技术研究关键信息项：1、研究目的：提高钢铁冶炼过程中废气处理的效率和效果，减少对环境的污染。
2、研究方法：采用实验分析、模拟计算和实地监测相结合的方法。
3、研究时间：预计开始时间至结束时间。
4、研究经费：总计X元。
5、成果形式：研究报告、专利申请、技术标准制定。
6、知识产权归属：归属方。
1、引言11 钢铁冶炼行业在国民经济中的重要地位12 废气排放对环境和人类健康的危害13 开展本研究的重要意义2、研究范围和目标21 明确研究涵盖的钢铁冶炼工艺和产生的废气类型211 高炉炼铁过程中的废气212 转炉炼钢过程中的废气22 设定具体的研究目标221 降低废气中主要污染物的浓度222 提高废气处理系统的稳定性和可靠性3、研究方法和技术路线31 实验研究311 废气采样和分析方法312 实验设备和条件32 模拟计算321 建立废气处理过程的数学模型322 模拟参数的设定和优化33 实地监测331 选择典型钢铁企业进行废气排放监测332 监测数据的收集和整理4、研究团队和分工41 介绍研究团队成员的专业背景和经验42 明确各成员在研究中的具体职责和分工5、研究进度安排51 各个阶段的时间节点511 前期调研和方案设计阶段512 实验研究和数据分析阶段513 成果总结和报告撰写阶段52 可能出现的影响进度的因素及应对措施6、研究经费预算61 详细列出各项费用的预算611 实验设备购置和维护费用612 试剂和材料费用613 人员劳务费用614 差旅费和会议费62 经费来源和管理方式7、研究成果及应用71 预期的研究成果形式711 学术论文发表712 研究报告提交72 成果的应用前景和推广计划721 在钢铁企业中的应用示范722 对行业废气处理标准的影响8、知识产权和保密条款81 研究过程中产生的知识产权归属82 保密责任和措施821 对研究数据和技术秘密的保护822 违反保密条款的责任9、风险与应对措施91 技术风险911 实验结果不理想912 模拟计算误差较大92 政策风险921 环保政策的变化对研究的影响93 应对措施931 技术风险的解决途径932 政策风险的应对策略10、协议变更与终止101 协议变更的条件和程序102 协议终止的情形和处理方式11、争议解决111 协商解决争议的原则112 如协商不成，选择的法律途径和管辖机构12、其他条款121 未尽事宜的处理方式122 协议的生效条件和期限以上协议内容仅供参考，您可根据实际情况进行修改和完善。
科技成果——钢铁行业烟气多污染物超低排放智能化高效控制技术及成套装备
科技成果——钢铁行业烟气多污染物超低排放智能化高效控制技术及成套装备适用范围该技术成果研发的技术装备主要包括脱硫系统、脱硝系统和深度净化除尘系统，核心技术由烟气调质技术、喷氨与热风分布均布一体化技术、多相传质和静电凝聚强化的一体化污染物高效协同脱除技术以及智能化管控技术等，适用于钢铁40m2-600m2烧结烟气SO2、NOx、颗粒物、重金属、二噁英等污染物的综合治理，整套装备全流程多场均布、烟气调质与系统灵活调控可实现降阻增效，系统直接运行成本能够降低10%以上，多污染物协同脱除与系统灵活调控提高了全工况超低排放稳定性，催化剂抗中毒和防堵塞性能显著提升，具有催化剂量用量少、氨逃逸低、占地面积小等优点。
装备采用模块化设计、工厂化加工、定型预制、现场拼装模式，加工精度高，装备可实现标准化、系列化、成套化、智能化应用，突破现场施工装备加工精度低、加工环境差、场地受限等问题，具有可复制和可推广性。
成果简介烧结烟气依次通过SCR脱硝、石灰石-石膏湿法脱硫、湿式静电除尘处理从而达到超低排放要求。
主要技术内容包括：1、烟气温-质协同调控高效稳定脱硝技术，实现热风炉高温风NOx削减60%以上。
2、多相传质和静电凝聚强化的一体化污染物高效协同脱除技术，可实现SO2和PM的超低排放，SO3、重金属、二噁英等污染物高效协同脱除。
3、烟气多污染物高效协同脱除系统及灵活调控方法，可解决复杂矿质/工况/工艺下烧结烟气稳定超低排放难题。
技术效果本成果可实现钢铁烧结烟气的变工况、低温高效脱硝，颗粒物、SO2的深度脱除和多污染物超低排放智能化运行调控，适用于冷源介质交替的相变换热与多污染物协同处理。
可实现烧结烟气NOx<50mg/m3、SO2<35mg/m3、PM<10mg/m3、VOCs<5mg/m3、铅及其化合物<0.5mg/m3、二噁英类<0.1ng-TEQ/m3的多污染物超低排放指标（含氧量16%基准），排放指标优于《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》要求。
1项目名称钢铁行业烧结球团烟气半干法脱硫集成技术及应用
1项目名称：钢铁行业烧结/球团烟气半干法脱硫集成技术及应用2推荐单位：北京科技大学3项目简介：本项目成果属于大气污染防治工程科学技术领域，针对钢铁行业烧结、球团工序特点，研发了“半干法钢铁烧结/球团烟气治理集成技术”。
在满足国标、地标与特别排放限值的前提下，大幅降低能耗，提高系统稳定性，进一步实现了脱硫与除尘的集成。
半干法钢铁烧结/球团烟气治理集成技术包括“密相干塔烧结烟气脱硫技术”（第一代密相干塔技术）、“适用于球团工艺的烟气脱硫除尘一体化技术”（第二代密相干塔技术）、循环流化床技术和SDA旋转喷雾干燥脱硫工艺。
钢铁行业是国民经济发展的支柱性产业，钢铁材料迄今为止仍是人类社会最重要的基础性、功能性材料。
20XX年钢铁行业SO2排放总量降为180.7万t，烟（粉）尘排放达到101.5万t，分别占全国工业总排放量的10.38%与6.97%，减排形势十分严峻。
钢铁生产过程中，球团、烧结、焦化、炼铁、连铸、轧钢和锅炉等生产工序均会产生SO2，其中，烧结和球团工艺的SO2排放量约占钢铁行业排放总量的87%，是控制SO2排放的重点环节。
截至20XX年底，我国共拥有烧结机1191台、球团设备552套，已有脱硫设施995套，钢铁行业烧结/球团工序的烟气脱硫仍然任重道远。
20XX年，烧结和球团工艺的SO2排放量约占钢铁行业排放总量的79 %，烧结和球团工艺的SO2排放量约占钢铁行业排放总量的80 %，烧结机180m2以下采用半干法的占全国40%左右，180m2以上的约为30%。
烧结、球团工艺烟气成分复杂、烟气量大、SO2含量高、波动性强，在一定程度上增加了烟气脱硫的难度，同时烧结和球团由于工艺不同，产生的烟气在烟气量、SO2浓度、温度、含尘量、湿度上均存在差异，单一的脱硫技术很难同时满足烧结和球团烟气脱硫的需要。
以上烟气脱硫技术已在首钢、鞍钢、唐钢、邯钢、石钢等十余家大型钢铁企业成功应用，其中石钢烧结机烟气脱硫项目于20XX年开始施工，20XX年通过环保验收，是我国首套通过环保验收的烧结烟气脱硫装置，为国内同类技术的研发奠定了理论基础并提供有益的借鉴，有力的推动了我国钢铁行业烧结/球团烟气治理的技术研究及应用。
2018年中冶集团科学技术奖授奖项目名单(技术发明奖)
二等奖
19
二等奖
20
中冶建筑研究总院有限公司， 中冶建筑研究 中国京冶工程技术有限公司 总院有限公司 中国一冶集团有限公司， 南昌 中国一冶集团 永祺科技发展有限公司 有限公司 中国五冶集团有限公司， 西南 中国五冶集团 交通大学 有限公司 中冶天工集团有限公司， 中冶 天工（天津）装备制造有限公 司 上海宝冶工程技术有限公司， 上海同济检测技术有限公司， 上海宝冶集团有限公司 中冶天工集团 有限公司 上海宝冶集团 有限公司
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2018 年中冶集团科学技术奖授奖项目名单（科技进步奖）
序 号 1 项目名称 浸没燃烧侧吹熔炼处理 含铅多金属固废技术与 装置 主要完成人 主要完成单位 推荐单位 授奖等级
2
绿色洁净电弧炉炼钢关 键技术及装备
3
高牌号无取向硅钢冷轧 生产线关键装备及工艺 技术的开发与应用
4
基于精细化管理要求的 钢铁生产能效评估诊断 技术
2018 年中冶集团科学技术奖授奖项目名单（技术发明奖）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目名称 镍钴湿法冶金工艺中碱基活化 控制技术 焦炉烟气脱硫脱硝工艺与装备 技术的开发应用 绝热深冷双层球形储罐建造关 键技术 高性能结构钢焊接及应用关键 技术 新能源汽车电机控制器 铝电解槽阴极结构节能技术的 研发与应用 基于运营性能提升的轧钢主传 动系统关键建造技术 钢渣抗浮压重混凝土及配重制 品综合利用技术 主要完成人 推荐单位 授奖等级 一等奖 一等奖 一等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖
一等奖
一等奖
一等奖
一等奖
序 号 5
项目名称 活性炭法烟气多污染物 协同高效净化关键技术 与装备研究
主要完成人
科技成果——钢铁行业烧结、球团烟气半干法脱硫集成技术
科技成果——钢铁行业烧结、球团烟气半干法脱硫集成技术技术开发单位北京科技大学适用范围大气污染防治成果简介本项目成果属于大气污染防治工程科学技术领域，针对钢铁行业烧结、球团工序特点，研发了“半干法钢铁烧结/球团烟气治理集成技术”。
在满足国标、地标与特别排放限值的前提下，大幅降低能耗，提高系统稳定性，进一步实现了脱硫与除尘协同净化的技术集成、减排与节能的功能耦合。
半干法钢铁烧结/球团烟气治理集成技术包括脱硫剂与烟气同向的密相干塔烧结烟气脱硫技术、适用于烧结/球团工艺的烟气脱硫除尘一体化技术（第二代密相干塔技术）、脱硫剂与烟气逆向的内外双循环流化床技术和脱硫剂与烟气顺逆结合的SDA 旋转喷雾干燥脱硫技术。
技术特点1、适用烧结/球团烟气特性，突破干法脱硫效率偏低的瓶颈，优于目前环保排放标准，可进一步提升潜力；2、新建项目脱硫风机与生产风机合并，较常规配套增压风机的工艺节能40%，率先实现无旁路设置；3、专有设备保障工艺稳定运行，环保设施与生产设施100%同步运行；4、操作简便易于维护，相同排放指标条件下，投资与运行成本较低；5、无湿法烟气拖尾现象，无废水等二次污染物产生，有利于副产物资源化；6、拓展潜力大，系统温降小，易于与脱硝工艺模块组合，在原工艺基础上实现多污染物协同去除。
自2003年开始，团队在吸收国外电力脱硫的经验基础上，开发研制了密相干塔烟气脱硫技术，并完成国内首套通过环保验收的烧结烟气脱硫装置；2007年，开发了用于烧结烟气脱硫的循环流化床半干法脱硫工艺，实现成套化设备示范应用；2009年，SDA旋转喷雾干燥脱硫工艺投入使用，实现了烧结烟气中二氧化硫、二噁英、重金属及氟化氢等多种污染物的一体化脱除。
效益分析本技术适用于我国大多数钢铁企业的球团烟气的处理，具有占地面积小，脱硫除尘效率高、运行费用低和抗冲击负荷能力强等优点，满足我国球团烟气脱硫除尘的技术要求。
结合我国“十二五”规划对钢铁行业SO2减排的要求，该技术具有较大的市场发展空间和较广阔的应用前景，为钢铁企业的可持续发展提供强劲的动力。
包括烟气控温的烟气脱硫脱硝方法和装置[发明专利]
![包括烟气控温的烟气脱硫脱硝方法和装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b40787f9c5da50e2534d7f3c.png)
专利名称：包括烟气控温的烟气脱硫脱硝方法和装置专利类型：发明专利
发明人：魏进超,叶恒棣,张震,孙英,刘昌齐
申请号：CN201410710435.5
申请日：20141128
公开号：CN105688626A
公开日：
20160622
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：提供一种包括烟气控温的在活性炭吸附塔中烟气脱硫脱硝方法和装置，该方法包括以下步骤：I)烟气控温的步骤，它包括以下子步骤：(1)首先在向活性炭吸附塔输送高温烟气的烟道的上游位置(P1)的冷风入口处，通过向该烟道中通入冷空气来对烟气进行第一次降温，(2)然后在通入冷空气的位置(P1)的下游位置(P2)的工艺水喷嘴处向烟道内的烟气中喷入冷却水或冷水雾，调节进入吸附塔的烟气温度在设定的T3范围内，例如T3在105－150℃范围；和，II)脱硫、脱硝步骤。
采用兑冷风、喷水来控制进入吸附塔内的烟气温度。
申请人：中冶长天国际工程有限责任公司
地址：410007 湖南省长沙市劳动中路1号
国籍：CN
代理机构：北京卓恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
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铁厂90㎡烧结烟气脱硝主控工作总结
铁厂90㎡烧结烟气脱硝主控工作总结钢铁工业排放的典型污染物包括颗粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和二噁英等。
2015 年钢铁冶炼企业的SO2、NOX排放量分别为136.7 万t、55.1t，约占工业源总排放量的9.7%、5%。
在钢铁行业排放的污染物中，其中约78.8%SO2、52.8%NOX来自烧结工序，烧结工序为钢铁企业大气污染防治的一个最重要环节［1-2］。
可见，烧结烟气脱硝已成为钢铁企业烟气治理的重中之重，选择可行的脱硝工艺对钢铁企业稳定实现超低排放至关重要。
2019 年4 月28 日，生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部和交通运输部五部委联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气［2019］35 号）。
《意见》对末端治理后的超低排放指标提出明确要求：到2020 年底前，重点区域钢企超低排放改造取得明显进展，力争60% 左右产能完成改造。
环保标准的加严，成为钢铁企业烧结机头超低排放改造的源动力。
在烧结机头颗粒物治理上，对于执行超低排放的区域或位于大气污染传输通道区域的钢铁企业，普遍采用的治理方法为“机头四电场除尘+湿法脱硫+湿式电除尘”或“机头四电场除尘+旋转喷雾法/循环流化床法/密相干塔法脱硫+普通袋式除尘”。
通过对现有治理设施进行改造提升，控制合理的情况下，烧结机头SO2排放浓度可稳定控制在35 mg/m3以下。
而在烧结机头氮氧化物的达标治理上，建设或投运的脱硝系统相对较少，目前河北、山东、山西等地区钢铁企业建设的脱硝系统较多，其他地区烧结机头脱硝建设也已箭在弦上，其关键在于如何选择合适的脱硝工艺。
烧结过程产生的NOX主要包括NO 和NO2，90%以上为NO，5%～10% 为NO2，还有微量N2O。
NOx来源主要有两部分：一是烧结点火阶段；二是固体燃料燃烧和高温反应阶段。
NOX产生途径主要有3种：在燃烧条件下，空气中的N2和O2反应生成热力型NOX；燃烧过程中，空气中的N2和燃料中的碳氢基团反应生成的HCN、CN 等NOx前驱物又被进一步氧化成为NOX，为快速型NOX；燃料中的氮在燃烧过程中被氧化成为燃料型NOx。