胡小扣，戚義龍，樊晶瑩，梁長賀

( 馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

摘 要: 對馬鋼 380 m²燒結機煙氣超細粉塵現狀、排放規律、影響因素及控制對策進行了闡述，并通過過程操作參數的控制調整，實現排放質量濃度的有效降低。

關鍵詞: 鐵礦石燒結；超細粉塵；排放

鋼鐵企業每年廢氣排放量高達 1． 2 萬億立方米，而燒結工序排放量約占其總量的 40% 左右，同時燒結煙氣攜帶大量的顆粒污染物，特別是超細顆粒物難以被現有的除塵設備捕獲而直接通過主排煙囪排放到大氣中，易引發較為嚴重的環境問題。

現在通過對馬鋼 380 m²燒結機主排煙系的粉塵排放濃度現狀及規律進行闡述，對正常生產時影響排放濃度的因素進行偏最小二乘法分析，依據分析結論通過相關參數在一定工藝范圍內的優化調整，實現主排粉塵的排放濃度的降低; 同時對燒結開停機的過程進行合理有效控制，實現排放質量濃度和排放時間的縮減。

1 馬鋼 380 m²燒結機主排粉塵濃度現狀

馬鋼 380 m²A、B 燒結機設計采用 3 電場機頭電除塵，脫硫為半脫硫式，1#、4#脫硫段煙氣進入脫硫系統，2#、3#非脫硫段煙氣不進行脫硫，直接經燒結煙囪排放。實際生產過程中，易出現間斷性粉塵質量濃度超排的現象。主要分兩種情形: 一是開停機時的超排現象，煙塵排放濃度值很高; 二為正常生產時的短暫超排，其與燒結過程溫度控制及形態有較大關聯。

1． 1 粉塵粒徑

機頭煙囪揚塵粒徑多為十至幾十 um 的超細顆粒。而幾百 um 粒級在正常工況條件下多為除塵器所脫除。

1． 2 燒結主排顆粒物濃度現狀

馬鋼 380 m²燒結礦抽風煙系分脫硫系和非脫硫系。脫硫煙系顆粒物排放濃度較非脫硫煙系高，且 A 機脫硫入口排放總量濃度達 80 mg /Nm³左右，相對較高( 見圖 2) 。

正常燒結過程中，煙氣中超細粉塵的質量濃度變化規律基本為: 燒結點火結束后煙氣中粉塵質量濃度下降，在總管廢氣溫度升溫前 4 分鐘左右開始顯著上升，在廢氣溫度開始上升至溫度達 300 ℃左右的區間內達到最大，在溫度 300 ℃至燒結終點段又顯著下降。燒結過程中過濕帶的作用是引發該現象的主要原因: 即在點火階段因過濕帶尚未形成，燒結過程中產生的顆粒物較大部分在抽風作用下進入到煙氣之中; 而點火結束后過濕帶開始逐漸形成，其對顆粒物的截留和吸附作用明顯加強，故進入煙氣中的顆粒物變少; 隨著燒結過程的進一步進行，燃燒帶逐漸下移過濕帶開始消失，當過濕帶完全消失之后，此時料層對顆粒物的吸收作用降至最弱，同時之前吸附在料層中的粉塵亦開始集中排放，因此此階段廢氣中顆粒物的質量濃度最大; 在廢氣溫度上升過程的后半段燃燒帶燃燒逐漸減弱，產生的顆粒物也逐漸趨少^［1］。燒結過程顆粒物濃度高段為 14#－ 20#風箱對應處。

2 燒結主排粉塵質量濃度影響因素及有效控制應對

2． 1 主排粉塵質量濃度影響因素分析

對 A 機脫硫系粉塵排放濃度進行分析，其數據為 A 機脫硫入口環境在線檢測數據，對應考察因素為: 燒結機速、燒結負壓、南側總管廢溫、燒結礦成分因素( 包括 SiO₂、MgO、R、FeO 水平) 、16#風箱( 燒結起升點位置) 溫度水平、22#風箱( 燒結終點位置) 溫度水平、16#－ 22#風箱段對應溫升的平均升速水平( ℃ /m) ，風速、以及燃料平均粒級等。

暫不考慮除塵器的效率問題，采用系統考慮的原則，對以上因素進行多元分析，其結果見表 1 所示。

結果顯示 16#風箱溫度水平是影響粉塵排放濃度的關鍵性因素，其他因素與粉塵排放濃度的關系與排放規律、燒結料層的阻力、高溫持續時間、成分對比電阻的影響等原理十分吻合^［2］。對低硫段的粉塵濃度影響因素進行分析，其結果與上表內容基本一致。上述分析僅為 900 mm 料層對應的數據，料層對粉塵的影響有兩方面: 一是隨著料層的增厚，料層自身對顆粒物的吸附作用會增強; 另一方面不同料層會影響到高濃度排放段的區間寬度和溫度水平，同時會影響風速水平。

2． 2 有效降低主排粉塵排放濃度的控制調整對策

根據上述分析結果，對影響主排粉塵排放濃度的關鍵因素在正常生產工藝范圍內進行合理控制和調整，具體原則見表 2 所示。按上述調整對策進行控制后，燒結終點溫度控制形態趨向陡峰形發展，可明顯縮減高排放濃度的機上滯留時間，大幅降低排放質量濃度，其由控制前的 95 mg /Nm³左右降低至 45 mg /Nm³左右( 見圖 3) 。

2． 3 燒結開停機過程粉塵排放控制對策

對開停機狀態下的冷態與正常熱態的過渡、排放濃度、以及過渡時長、開停機燒結礦質量等進行跟蹤，對具體操作進行進一步的細化，并以檢測數據作對應驗證，摸索形成最優操作標準，并加以固化。

燒結停機倒料時的操作控制。倒料期間機速按 1． 5 m /min 進行控制，通過調整泥輥和輔門使燒結層厚按每 4 個風箱降低料層 50 mm 逐級降低料層，直至料層降低至 700 mm 維持 3 個風箱長度，按料尾位置行進位置逐步關閉風箱蝶閥，主抽運行赫茲數根據終點溫度情況逐步遞降。

燒結開機操作控制。料層維持 900 mm，機速維持 1． 35 m /min，主抽赫茲數以 39Hz 為起點，風門開度以 20% 為起點，根據電流、負壓及燒結溫升情況，逐步分段上調控制，并依次開啟風箱蝶閥，直至料頭達到燒結機機尾。從圖 4 和圖 5 趨勢對比來看，通過對燒結機開停機相關操作控制的優化調整，停機時脫硫段粉塵排放濃度由峰值 480 mg /Nm³降低至峰值 210 mg /Nm³左右; 開機時脫硫段粉塵排放濃度由峰值 600 mg /Nm³降低至峰值 350mg /Nm³左右，且高濃度排放時間由 2． 5 小時縮減至 0． 5 小時左右。

3 結語

通過對 380 m²燒結機主排粉塵濃度的影響因素進行分析，較好地驗證了燒結過程超細粉塵排放規律。同時通過在工藝參數可控范圍內的優化調整控制，實現正常生產時粉塵排放濃度低于 50mg /Nm³，并且有效降低了開停機時的排放峰值及峰值的持續時間，起到明顯的減排效果。此控制方法可為燒結廠減排控制提供有效借鑒。

參 考 文 獻

［1］ 范曉慧，甘敏，等． 燒結煙氣超細顆粒物排放規律及其物化特性［J］． 燒結球團，2016，41( 3) : 42 － 45

［2］ 黎在時． 靜電除塵器［M］． 北京: 冶金工業出版社，1993