基于添加尿素抑制剂的铁矿烧结烟气二恶英减排

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1、基于添加尿素抑制剂的铁矿烧结烟气二恶英减排基金项目：国家自然科学基金项目（50904001），安徽省优秀青年人才基金重点项目（2010SQRL032D），安徽工业大学创新团队建设计划资助（TD200909）作者简介：龙红明（1979-），男，博士，副教授；E-mail:yaflhm@126.com；修订日期：龙红明李家新王平高岗唐光武（安徽工业大学冶金与资源学院，安徽马鞍山，243002）摘要：二恶英是一种毒性极强的持久性有机污染物，烧结过程已成为二恶英最主要的非故意排放源之一。通过进行配加以尿素为抑制剂的烧结烟气二恶英减排实验，研究结果表明：配入0.05%、0.1%、0

2、.5%的尿素后，二恶英的排放量比未加时减少了63.26%、66.76%、71.98%，说明尿素对烧结过程二恶英的形成有显著的抑制作用。当尿素加入量为0.05%时，对烧结过程技术参数影响较小，而且烟气中没有氨气排放；而0.1%、0.5%的尿素配入后，烧结技术指标有所降低，烟气中氨气排放分别为0.07mg/m3、0.11mg/m3。因此综合考虑二恶英的减排效果、烧结技术指标的影响和是否产生二次污染认为，0.05%为尿素减排二恶英的最佳配比。关键词：烧结，二恶英，抑制剂，尿素，减排中图分类号：TF046.4文献标识码：A文章编号：Abstract：Dioxinsisakindo

3、fhighlytoxicPersistentOrganicPollutants(POPs),sinteringprocesshasbecomeoneofthemostimportantunintendedemissionsources.。。。。。。Keywords：sintering;dioxins;inhibitor;urea;reduceemissions1前言烧结厂是钢铁联合企业整个生产链的重要环节，它为高炉提供大量成本低廉、质量稳定的烧结矿。烧结厂还是钢铁厂重要的“垃圾回收站”，消化了大量来自炼铁、炼钢、轧钢等过程中产生的各种含铁、含碳固体废弃物，烧结厂同时又是钢

4、铁厂的能耗大户和污染大户。近年来，日益严格的政策法规要求和市场节能降本需求为烧结厂带来了双重压力。烧结厂的排放污染物主要有颗粒物、SO2、NOX、氟化物、二恶英类等。其中二恶英（Dioxins）类物质[1-5]是迄今发现的无意识合成的副产品中毒性最强的持久性有机化合物，它是由2个或1个氧原子联接2个被氯取代的苯环组成的三环芳香族有机化合物，包括多氯二苯并二恶英（PCDDs）和多氯二苯并呋喃（PCDFs），共有210种同类物，统称为二恶英（PCDD/Fs）。有研究指出，只要1盎司（28.35g）二恶英就能将100万人置于死地。与其他污染物相比，二恶英的检测要低几个数量级，为

5、超痕量水平。越来越多的研究显示，二恶英对人类的远期危害远比我们目前掌握的情况严重，因此必须高度重视其防治污染问题。目前的研究[6-11]表明烧结过程中二恶英的合成有三种主要途径：（1）原料中本身含有的二恶英在燃烧中未被破坏，存在于烧结后的烟气中；（2）烧结过程燃料不完全燃烧产生了一些与二恶英结构相似的环状前驱物（氯代芳香烃），这些前驱物通过分子的解构或重组生成恶英，即所谓的气相（均相）反应生成二恶英；（3）固体飞灰表面发生异相催化反应合成二恶英，即飞灰中残碳、氧、氢、氯等在飞灰表面催化合成中间产物或二恶英，或气相中的二恶英前驱物在飞灰表面催化生成二恶英。要想抑制烧结过程二

6、恶英的合成，必须采取减少前驱物、切断二恶英的相关合成条件、削弱催化剂的催化作用等有效措施。碱性氧化物[12]对二恶英的生成具有重要的抑制作用。在垃圾焚烧二恶英减排研究领域，添加石灰石和氧化钙可以通过对HCl的吸收来阻止HCl的进一步分解，从而有效地降低氯源。另外，垃圾循环流化床焚烧技术利用飞灰等碱性氧化物的再循环，也可以很大程度上抑制二恶英的形成。在烧结过程中也可以借鉴这种技术，在烧结配料中加入固体尿素就是一种不错的选择。在烧结过程的干燥预热带，尿素正好受热分解，产生氨气，抑制二恶英的合成。本研究通过烧结杯试验，确定最佳的尿素配比与二恶英减排效果，同时考察尿素的加入对烧结

7、矿产质量指标的影响以及查明是否存在二次污染等问题。2原料性能及实验方法2.1原料性能烧结原料采用某钢铁公司烧结厂的原料，主要的原料成分见表1。实验采用固定的原料配比，如表2所示。实验所用尿素为普通工业尿素，氮含量>=46.3%，粒度为0.85~2.80mm。尿素采用外配，实验时先将尿素溶于水，在原料混匀、制粒过程中随水加入，4组实验尿素的配比如表3所示。表1各种原料化学成分（%）原料TFeFeOSiO2CaOAl2O3MgOPSCPB60.960.254.060.062.150.040.0870.018-纽曼59.150.25