铁矿烧结烟气循环工艺优缺点分析

铁矿烧结烟气循环工艺优缺点分析

发表时间：2019-04-11T09:22:51.000Z 来源：《建筑模拟》2019年第4期作者：张原星

[导读] 铁矿烧结是钢铁企业对原材料进行处理的必要工序，它能够使铁矿具有优质的冶金功能，提高高炉的生产效率。

张原星

安阳钢铁股份有限公司炼铁厂河南安阳 455004

摘要：铁矿烧结是钢铁企业对原材料进行处理的必要工序，它能够使铁矿具有优质的冶金功能，提高高炉的生产效率。但是在铁矿烧结过程中，产生的烟气含有大量的污染物质，其排放量对空气造成了严重的污染。所以在铁矿烧结过程中应用烟气排放工艺很有必要，其中烟气循环工艺是我国常用的方式。本文就几种典型的烟气循环工艺的优缺点进行了分析。

关键词：铁矿烧结烟气循环优缺点

钢铁行业是我国大气污染重点治理对象，其中铁矿烧结中产生的粉尘、SOx、NOx等的排放对我国大气产生了严重的影响。钢铁行业如何降低烟气污染物排放量、实现环保是我国目前需要解决的难题。现今钢铁行业铁矿烧结烟气超低减排技术多种多样，然而利用最多的还是铁矿烧结烟气循环工艺，对降低污染物排放量有着积极的作用。然而在实际应用中，它也存在着一些缺点需要我们去探讨。

一、铁矿烧结烟气循环工艺概述

铁矿烧结烟气循环工艺是在铁矿烧结过程中将烧结产生的一部分烟气再重新烧结，将烟气再进行循环利用。烟气循环工艺按烧结烟气的来源可以分为两种：内循环和外循环。内循环是从主抽风机前的风箱支管取风进行循环；外循环是从主抽风机后的烟道取风进行循环。铁矿烧结烟气循环工艺对烟气污染物进行减排，降低了烟气中有害物质的排出，是我国钢铁行业主要推行的手段。

二、铁矿烧结烟气循环工艺优点

烧结烟气循环工艺能够将烟气循环中产生的热量进行合理的利用，做到了节能；并能够降低烟气中有害物质的排放量，降低了对大气的污染程度，做到了减排。目前烧结烟气循环工艺比较典型的有：能量优化烧结工艺（ESO）、环境型优化烧结工艺（EPOSINT）、低排放能量优化烧结工艺（LEEP）、烧结烟气余热循环工艺。

2.1. 能量优化烧结工艺（ESO）

能量优化烧结工艺是将主抽风机排出烟气中的一部分重新引入到烧结工序中，通过吹入空气与循环利用的烟气相混合，剩余部分的烟气则直接排出的一种烟气循环工艺，属于外循环。这种工艺在荷兰克鲁斯埃莫伊登的工厂首次被使用。

能量优化烧结工艺的优点是工艺比较简单，只需要在烧结机的顶部安置一个热风罩，将空气引入热风罩中与循环烟气混合，就能将空气中二噁英的含量降低70%左右。而直接排出的剩余烟气，通过钢铁厂的净化处理，可以将粉尘、NOx的含量降低45%左右，起到了环保的作用。同时，由于烟气循环产生的高温余热可以再利用，节省了能源的消耗，起到了节能的作用。

能量优化烧结技术的缺点是对降低铁矿烧结烟气中其它污染物的作用不明显，只在降低二噁英含量上有明显的作用，只适用于二噁英含量高的烧结机上。目前来看，ESO工艺推广应用效果不明显。

2.2. 低排放能量优化烧结工艺（LEEP）

低排放能量优化烧结工艺是将烧结机的烟气管道分为两个部分，一部分与烧结机的前半段相连，一部分与烧结机的后半段相连，在进行烟气输送时，两部分烟气先在前半段进行换热交换，将前半段的低温烟气进行高温加热后排放出去，后半段烟气则在进行冷却至150度后除尘，随后循环再利用，属于内循环工艺。此工艺由德国HKM公司开发并首次使用。

低排放能量优化烧结工艺的优点是将含污染物高的烟气与含污染物低的烟气进行热量交换，从而将SO2和二噁英的排放量降低，并且在整个过程中不需要引进空气进行混合，起到了减排的效果。

低排放能量优化烧结工艺的缺点是在烧结机前半段与后半段热量交换过程中，高温烟气的热量全部发散，没有得到充分的利用，不利于节能。并且由于后半段烟气中的SO2含量较高，在烟气循环利用时容易影响烧结矿的质量，造成烧结矿中硫含量过高。目前来看，ESO工艺并没有得到推广应用。

2.3环境型优化烧结工艺（EPOSINT）

环境型优化烧结工艺放置了冷却机，将烧结机中一部分高温高硫烟气与冷却机中烟气混合，然后再进行循环利用，属于内循环工艺。该工艺由德国西门子奥钢联研究开发，并应用于其生产当中，然而在推广应用中的效果并不显著。

环境型优化烧结工艺的优点是在烟气循环过程中减少了硫化物和氮化物的排放量，而且在不增加烟气排放量的情况下，提高了铁矿产量。EPOSINT工艺不需要重新配置废气净化设备，所以降低了企业的成本费用，提高了企业的经济效益。

环境型优化烧结工艺的缺点是循环烟气是高硫烟气，使得烧结矿中硫含量升高，导致烟气排放率的降低；另外，由于加入了冷却机，高温烟气没有得到有效循环，二噁英的排放量明显减少，同时因为没有进行高温烟气循环，其热量也得不到有效来的利用，没有起到节能的效果。

2.4.烧结烟气余热循环工艺

烧结烟气余热循环工艺是宝钢集团宁波钢铁公司综合了以上各种工艺的优点，将冷却机与主烟道内烟气综合利用，并利用其余热节省固体燃料的一种工艺，属于内循环工艺，是我国首次在烧结机上利用烧结烟气循环工艺。

烧结烟气余热循环工艺的优点是：其一、可以自行选择需要循环的烟气，也可以不进行选择，让烟气自行循环，烟气循环方式自主；其二、可以将烧结机主烟道的烟气与冷却机中烟气综合利用起来，循环烟气热量不浪费；其三、通过烟气循环，烟气中的硫化物、氮化物以及粉尘排放量有明显的降低，另余热的利用，使烧结燃料的使用率降低，在节能减排上有着显著的效果。

烧结烟气余热循环工艺的缺点是需要使用变频抽风机，并且功率要求较大，而且在工程上需要改动的地方较多，投资多，成本高，比较适用于新建项目或是已经建有废气净化设备的改造项目。

三、我国铁矿烧结烟气循环工艺的发展趋势

钢铁行业是我国的主要产业，在我国工业中占比重较大，然而烧结烟气循环工艺应用却较晚。烟气循环系统能够降低企业成本，还可以在降低烟气有害物质排放量的同时利用余热节省能源，因此，在我国钢铁行业应用中有着一定的发展空间。钢铁企业要结合自身的实际