烧结工序是钢铁冶炼的前道工序,作为高炉炼铁的原料,烧结矿以其经济性成为高炉炼铁的最主要的原料来源。近年来随着我国钢铁生产规模的迅速膨胀,烧结矿的需求量和生产量也大幅增加,至2007年我国烧结矿的产量已达到5亿t。由于在烧结过程中,铁矿石、煤及焦粉等原料中的硫在高温条件下氧化生成二氧化硫并通过烟气排放至大气环境中,造成对大气环境的污染。2008年我国重点统计的钢铁工业排放二氧化硫110万t,其中烧结工序排放80万t,约占全国二氧化硫排放总量的5%。虽然烧结工序二氧化硫排放严重,但目前为止我国对烧结二氧化硫的治理工作才刚刚起步,据统计,我国90m2以上烧结机共有570余台,但已建成的脱硫设施才35套,实现脱硫的烧结机仅40台,占7%。烧结烟气脱硫建设进展缓慢,除了投资和运行维护成本高影响企业经济效益的原因外,烧结烟气自身固有的复杂性和特殊性使得脱硫技术路线的选择、脱硫副产品的综合利用等变得困难也是重要的原因之一。1烧结烟气的特性与电厂锅炉烟气产生过程不同的是,烧结烟气是在将置于烧结台车上的各种粉状含铁原料、燃料和熔剂点火熔化、高温烧结成型过程中所产生的含有多种污染成分的气体,它与电厂烟气相比具有许多自身的特点,其烟气成分更复杂,变化波动更大,处理更困难。

(1)烟气量大、变化大由于漏风率高(40%～50%)和固体料循环率高,有相当一部分空气没有通过烧结料层,使烧结烟气量大大增加,每产生一吨烧结矿大约产生4000～6000m3烟气,即使设备状况较好、漏风率较低的大型烧结机,其实际吨烧结矿产生的烟气量也要达到2800m3。此外,由于烧结料透气性的差异及铺料不均等原因,造成烧结烟气系统的阻力变化较大,最终导致烟气量变化大,变化幅度可高达40%以上。(2)二氧化硫浓度变化大随着原燃料供需矛盾的不断变化和钢铁企业追求成本的化,钢铁企业所使用的原燃料的产地、品种变化很大,由此造成其质量、成分(包括含硫率)等的差异波动很大,使得烧结生产最终产生的二氧化硫的浓度变化范围较大,从数百mg/Nm3到大于5000mg/Nm3。(3)烟气成分复杂由于使用铁矿石为原料,因此烧结烟气的成分相对比较复杂,除二氧化硫和烟尘外,还含有氮氧化物、、、多环芳烃(PAH)等气态污染物,同时还含有重金属、二恶英等危险污染物,烧结生产所排放的二恶英仅次于垃圾焚烧炉,排第二位。由于烧结通常配套的电除尘器对微细粉尘的捕集效果欠佳,因此烧结排放烟气中的粉尘粒径分布以微细粉尘为主。

(4)烟气温度变化范围大随着生产工艺的变化,烧结烟气的温度变化范围一般在120～180℃,但有些钢厂从节约能源消耗、降低运行成本考虑,采用低温烧结技术后,使烧结烟气的温度大幅下降,可低至80℃左右。(5)含氧量与含湿量高为了提高烧结混合料的透气性,混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,因此烧结烟气的含湿量较大,可达到7%～13%。含氧量一般为15%～18%。由于烧结烟气的特殊性,使得烧结烟气脱硫不能照搬电厂烟气脱硫的模式,必须针对自身的特点,开发适合自己的烟气脱硫技术路线。2脱硫技术路线及其比较自20世纪70年代起,烧结烟气脱硫技术开始逐渐进入工业化应用,直到今天,由于各国政府的环境政策和法律法规的差异,在世界各地已形成了具有各地区域特点的烧结脱硫技术路线。在日本,以石灰石—石膏法和氧化镁法为主。近年来建设的烧结烟气脱硫设施则是以活性炭法为主。欧洲则形成了以循环流化床为主的干法与半干法脱硫技术格局。我国自2005年12月包钢建成首套脱硫设施至今,全国已建成投运的烧结脱硫设施35套,所使用的脱硫技术形式多样,但主要还是以石灰(石)-石膏法、循环流化床法、氨-硫胺法为主。