浅谈降低烧结烟气中NOx含量的优化控制技术

张泉

摘 要：为响应国家的环保政策，邯钢新区2*360烧结机新增配套烟气脱硫系统。钢铁行业排放的污染物在全国的污染物排放总量中占有相当比重，如何降低氮氧化物也成为减排的重点。随着环保要求的不断提高，环保部对烧结烟气中NOx排放限值平均每小时不高于300mg/m3。根据我厂情况在改造设备的条件下优化煤、焦分仓按比例配加，同时优化烧结点火控，提高料层厚度，优化烧结终点位置和温度等在降低NOx方面取得了比较明显的效果。

关键词：烧结机；脱硫；氮氧化物

中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0010-02

1 前言

随着环保要求的不断提高，环保部对烧结烟气中NOx排放限值平均每小时不高于300mg/m3。目前邯钢西区烧结工序的污染物控制主要针对烟粉尘和SO2的末端治理，缺乏NOx末端控制措施。为降低NOx的排放量，我们采用减少综合上料量或者开冷风阀兑冷风稀释等极端方法，严重影响了烧结矿的产质量，NOx的排放量的有效控制一直以來是我们亟需解决的问题。

2 优化前状况

我们对2016.5月15日～2016.6月15日每天的NOx排放量进行统计结果见下图1所示。

从上图1我们发现，烧结生产过程的NOx排放浓度远大于公司要求的300mg/m3的上限值，为有效降低其排放量，我们往往采取减上料量降低机速的极端措施，没有有效的减排措施，使得烧结生产陷入被动局面。

3 烧结烟气NOx减排措施

3.1 优化烧结燃料结构

烧结工序中产生的NOx有90%以上是由燃料燃烧产生的。控制燃料中氮元素含量最直接有效的方法是选用含氮量较低的焦粉作为烧结燃料[1]。邯钢西区烧结用固体燃料氮含量表1所示。

西区烧结车间烧结用固体燃料长期由无烟煤、焦粉和焦化除尘灰组成。而焦化除尘灰含量较少并由料场配加，而之前煤粉与焦粉为单品种配加，若单配焦粉的情况下，一是烧结烟气中SO2的排放量过高，另外，焦粉的库存比较紧张，需要在条件允许的情况下，最大限度的配加煤粉；单配煤粉时烧结烟气中NOx排放浓度达不到要求；并且在破碎的过程中多有煤焦混合，这样造成NOx排放量长期偏高。为解决这个问题，我们采用了煤焦分仓各按比例配加。并且对破碎下料仓进行优化调整，实现了煤焦的有效分离，并且可以根据焦粉库存与NOx排放量情况，调整煤焦的配吃比例，这样有效的控制了含氮高的无烟煤的配入量，也解决了焦粉库存紧张的问题。

3.2 优化烧结点火控制

优化点火控制，一方面在满足表面点火质量的前提下，助燃空气经过保温炉预热，提高助燃空气的温度、优化空燃比及点火炉温度分布等措施，减少煤气消耗以降低点火阶段NOx的产生；另一方面改进点火炉下对应1#～4#风箱阀门的密封和风门开度，实现微负压或零压点火，避免点火炉内的NOx被抽至主排烟道内。

3.3 提高料层厚度，优化烧结终点位置和温度

烧结机台车栏板提高到800mm以后，料层厚度基本保持在825mm左右，实现厚料层压料操作，提高料层厚度以后，一方面料层的自动蓄热作用，降低固体燃料消耗，从而降低混合料的氮含量水平，达到减排NOx的目的；另一方面随料层增厚，料层内氧化性气氛会逐步减弱，烧结废气中氧气含量降低，对抑制烧结过程NOx的生成有积极作用。并且在实际生产过程中通过改善料层透气性，调整烧结过程中风箱风量的的分配，使烧结BTP位置前移在23#风箱左右，烧结终点温度不低于350℃。减少由于烧不透而增加主排烟道内NOx的浓度。

4 优化控制后效果

通过本次优化控制，正常生产过程烧结烟气中NOx排放量低于规定的每小时200mg/m3，不用再为了降低烟气中NOx浓度而采取降低综合上料量或开冷风阀来稀释，保证烧结生产的稳定性与连续性[2]。从而提高了烧结矿的产质量水平。优化控制前后NOx排放浓度对照图2所示。

从图2中，我们可以看出，正常生产过程中烟气中NOx排放量在规定限值以下波动，优化效果明显，只是在焦粉中混入煤粉或烧结过程出现异常波动时会超过限值。

5 经济效益及社会效益

5.1 经济效益

此项优化控制技术，不产生直接经济效益，但通过从以上几个方面的优化改良产生了如下间接效益：

（1）使得烧结过程控制连续稳定，不会为了控制NOx的排放浓度而去开冷风阀降低有效风量甚至降低综合上料量，降低烧结矿产量。实质上提高了烧结矿的产质量。正常上料量为780t/小时，为降低NOx排放浓度，平均降低综合上料量为770t/小时，每小时降低上料量为10t/小时，烧损与烧成率综合23.25%计算，每小时增加烧结矿产量为：（780-770）×（100%-23.25%）=7.68t/小时，按烧结机单月作业率为93.4%，月提高烧结矿产量：93.4%×24×7.68 =172.2t，每吨烧结矿单价：564元/t，月创效益：564×172.2 =9.71万元。（2）通过优化点火，控制点火炉下方风箱密封性与风量阀开度，实现微负压烧结，降低了有害漏风，降低焦炉煤气消耗，节约主抽风机电能消耗。（3）实现厚料层烧结控制，利用自动蓄热作用，降低了固体燃料的消耗量。

5.2 社会效益

通过优化控制，烧结烟气中NOx的排放浓度达到了排放要求，有效降低了烟气中NOx的排放量。另外，西区烧结缺乏对烟气中NOx的末端治理措施，当烧结原燃料含氮量过高或烧结过程出现异常波动，NOx排放量未能达标时，对烧结烟气的末端处理就尤为重要，只有对烧结烟中NOx采取末端处理才是保证NOx排放达标的最终保障。

参考文献

[1]刘大钧，魏有权，杨丽琴.我国钢铁生产企业氮氧化物减排形势研究[J].环境工程，2012，（5）：118-123.

[2]陈健.烧结烟气脱硫方式的分析探讨[J].世界钢铁，2010（3）：264-266.