艾文兵

(馬鋼股份有限公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼原二鐵總廠現(xiàn)有三臺燒結(jié)機，1#、2#燒結(jié)機300 m2和3#燒結(jié)機360 m2，其中1#機1994年投產(chǎn)，2#機2003年投產(chǎn)，3#機于2016年投產(chǎn)，1#、2#機在2014年分別進行改造大修，提升產(chǎn)能。1#機風箱分布為脫硫和非脫硫系，1#主抽煙道為脫硫系，2#主抽煙道為非脫硫系，9-15#風箱進1#主抽煙道[1]，而2#、3#機風箱分布為交叉式，單號風箱對2#主抽煙道，雙號風箱對1#主抽煙道，這兩種風箱布置方式使燒結(jié)機都具備單風機生產(chǎn)能力。三臺燒結(jié)機都配套脫硫系統(tǒng)，其中1#機只有脫硫系煙道脫硫，非脫硫系煙道不脫硫，2#機是雙煙道都脫硫，分別于2009年和2015年投入運營。

1 環(huán)?，F(xiàn)狀

按照現(xiàn)階段省市對燒結(jié)機的環(huán)保排放要求，三臺燒結(jié)機都能符合要求。3#機設(shè)備較新，除塵設(shè)備可以保證粉塵排放濃度更低，1#、2#機建成較早，隨著燒結(jié)機改造和產(chǎn)能釋放，除塵效果和能力不匹配，狀況堪憂。正常生產(chǎn)時，從環(huán)保監(jiān)控儀器上看粉塵排放濃度，均能實現(xiàn)達標排放。但遇到系統(tǒng)停機或者生產(chǎn)大幅波動時，粉塵量會急劇增加，此時大煙囪會產(chǎn)生冒“黃煙”現(xiàn)象。

隨著環(huán)保形勢日益嚴峻，對煙氣排放有一定限制，1#、2#機都開始配套脫硫裝置，得益于脫硫系統(tǒng)配置的布袋除塵器，煙氣粉塵量進一步降低。但當燒結(jié)機空臺車投料或倒空燒結(jié)機料時，受制于脫硫的操作工藝，為保護脫硫布袋，此時脫硫系統(tǒng)處于停機保護狀態(tài)，燒結(jié)煙氣不經(jīng)過脫硫系統(tǒng)，直接經(jīng)由大煙囪排入大氣，產(chǎn)生冒“黃煙”現(xiàn)象。因此時主風機在運行，臺面上的燒結(jié)混合料沒有充分粘黏固結(jié)，通過風機抽風作用，直接經(jīng)由煙道進入機頭除塵器，其量遠超過電除塵器的除塵能力，不可避免的導致一定量的煙塵從大煙囪排出，造成冒“黃煙”，污染大氣環(huán)境，帶來很大的社會影響。根據(jù)新環(huán)保法要求，這種排放會受到環(huán)境保護部門的嚴厲處罰和生產(chǎn)約束。

2 煙氣粉塵排放達標生產(chǎn)實踐

針對1#、2#機空臺車投料或倒空燒結(jié)機料時煙塵排放超標問題，我們從工藝操作、工序服從、設(shè)備改善等多方面著手，在一定程度上改善了粉塵排放，但達不到解決目標任務(wù)，問題最終都導向到脫硫系統(tǒng)，如何優(yōu)化脫硫操作工藝，確保脫硫與燒結(jié)同步運行，是實現(xiàn)粉塵排放達標的關(guān)鍵。

2.1 2#燒結(jié)機脫硫工藝改善

起先脫硫系統(tǒng)啟動條件是：燒結(jié)機投料生產(chǎn)正常后，入口煙氣溫度要達到80 ℃；脫硫停運條件是煙氣溫度超過185 ℃。這種操作模式給燒結(jié)機空臺車投料和停機倒料帶來很大壓力，空臺車投料生產(chǎn)，煙氣溫度上升慢，一般要經(jīng)歷一個完整布料臺面才逐步恢復(fù)正常，具備脫硫啟動條件，在此期間只能依靠除塵設(shè)備自身能力；同樣的燒結(jié)機準備停機倒料時，因需停機抽透混合料，煙氣溫度能到200 ℃以上，在還沒有完全抽透時，脫硫就停止運行，粉塵也只能依靠除塵設(shè)施收集。該運行模式也指出了脫硫工藝操作改善的方向：在燒結(jié)機空臺車投料前，脫硫就要運轉(zhuǎn)起來；停機倒料時，當混合料抽透后，主抽風機風門關(guān)閉后，脫硫系統(tǒng)才能停止運轉(zhuǎn)。做好這兩點就能夠基本解決2#燒結(jié)機煙塵排放問題，后期需要解決的對象就圍繞著脫硫操作調(diào)整后帶來的新問題。

空臺車投料前煙氣溫度低解決方法

燒結(jié)煙氣中含水量大約10%，當煙溫低時，易凝結(jié)成水滴黏在除塵布袋上[2]，加之布袋上本來就有的脫硫副產(chǎn)物，會形成糊狀物，阻礙布袋的通過性，降低除塵能力。通過摸索試驗，獲得的解決措施：①提前運轉(zhuǎn)布袋除塵器的電加熱設(shè)備，以提高艙體內(nèi)整體溫度，盡量提升煙氣在露點溫度以上，減少煙氣中水分的凝結(jié)，保證布袋的除塵能力和使用壽命；②燒結(jié)操作上也要進行相應(yīng)調(diào)整配合，投料時混合料水分控制適宜，不能過大；起始布料層厚不能過高，450 mm-500 mm范圍，使燒結(jié)過程提前，以最快速度提高煙氣溫度。

停機倒料時煙氣溫度高解決方法

煙氣溫度過高，容易燒布袋，很危險。燒結(jié)機停機抽透生料時，隨著混合料的逐步抽透，煙氣溫度上升很快，整個抽透過程約20分鐘，最終能達到250 ℃，遠高于布袋的承受能力。找出的解決措施有：①通過布料層厚的逐步遞減，減少抽透生料的時間，延緩脫硫入口溫度到達185 ℃；②燒結(jié)機中后部升溫較快，提前控制風箱蝶閥開度，減少尾部風箱抽風量，使風量往燒結(jié)機前部遷移；③當采取前面的措施后，煙氣溫度仍上升較快，需要打開煙道的冷風閥，通過冷風的抽入，快速降低及延緩煙氣的升溫；④最有效的方法是降低燒結(jié)機的漏風率，不需要專門停機抽生料，按照正常生產(chǎn)程序，逐步大幅降低布料層厚，通過風箱蝶閥開度控制風量分配，保證燒結(jié)過程正常，達到燒結(jié)正常倒料效果，這樣煙氣溫度就能夠保證在正常范圍。

2.2 1#燒結(jié)機脫硫工藝改善

1#機的風箱煙道布置與2#機有明顯區(qū)別，不能完全借鑒2#機的操作模式，如因前后風箱進入非脫硫煙道，中間風箱進入脫硫煙道，1#機不能采用不停機抽生料倒料操作模式。同時1#燒結(jié)機的非脫硫系也就是2#主抽煙道沒有配套脫硫系統(tǒng)，空臺車投料時煙囪冒黃煙現(xiàn)象不可避免，所有的探索和試驗都不能杜絕粉塵超標問題，只是相對減弱。最終得出的結(jié)果是只要空臺車投料時風經(jīng)過2#煙道，煙囪就會冒煙。期間因一臺主抽風機的設(shè)備問題，為保證燒結(jié)礦不至于斷供，燒結(jié)機嘗試單風機生產(chǎn)，摸索出燒結(jié)主要操作參數(shù)的控制：正常上料量約550 t/h，布料層厚750 mm，單風機上料量控制在360 t/h-400 t/h，布料層厚降到400 mm-500 mm；正常終點溫度400 ℃以上，煙氣溫度150 ℃左右，單風機時對應(yīng)煙氣溫度只有100 ℃左右，燒結(jié)趨勢起頭較早，終點溫度只有320 ℃左右。

結(jié)合單風機的運行效果，提出解決措施：空臺車布料時，脫硫系統(tǒng)提前運行，開機時按照單風機生產(chǎn)模式，只調(diào)整脫硫系主抽風機，非脫硫系風機風門不開，待整個生產(chǎn)穩(wěn)定后，逐步開啟2#主抽風機風門，操作參數(shù)逐步回到雙風機生產(chǎn)模式，這樣就能保證開機時煙氣都經(jīng)過脫硫布袋，避免粉塵超標。單風機啟動運行后煙氣溫度較雙風機時還要低，需要加強布袋除塵器的電加熱能力，強化設(shè)備的跟蹤檢查和及時更換保障措施。

3 煙氣SO2和NOx排放達標生產(chǎn)實踐

在現(xiàn)有原燃料結(jié)構(gòu)條件下，燒結(jié)機脫硫系統(tǒng)入口SO2濃度在400 mg/m3-800 mg/m3(設(shè)計處理最高濃度1500 mg/m3)[3]，NOx濃度在190 mg/m3-320 mg/m3。經(jīng)過脫硫后，排口濃度分別100 mg/m3以下和200 mg/m3左右，滿足早期規(guī)定的SO2濃度200 mg/m3和NOx濃度300 mg/m3限值，但是難以滿足今后鋼鐵行業(yè)的排放要求：SO2濃度30 mg/m3和NOx濃度50 mg/m3限值，需要進一步優(yōu)化和改善脫硫運營和燒結(jié)操作。

3.1 SO2排放濃度達標改善

燒結(jié)機只要配套脫硫系統(tǒng)，SO2濃度要達到排放要求并不難，只需加大Ca(OH)2噴漿液量，同步燒結(jié)操作需要配合提高燒結(jié)煙氣溫度，以防止噴漿后煙氣溫度降低過多，低于水氣露點溫度。在2019年召開“長江大保護現(xiàn)場會”期間，通過控制所有的燒結(jié)機脫硫排口SO2濃度基本可以控制在30 mg/m3以下。目前唯一的難點是非脫硫系排口SO2濃度控制，好的時候能夠在30 mg/m3以內(nèi)，效果不好的時候在100 mg/m3以上，解決的途徑一是降低原燃料的硫含量，使用清潔原燃料，或者是非脫硫系煙道也配套脫硫設(shè)備，這是效果最好最長效的方法。

3.2 NOx排放濃度達標

目前公司的燒結(jié)機都沒有配套脫硝設(shè)備，NOx的排放濃度都能控制在300 mg/m3以下，1#、3#燒結(jié)機在250 mg/m3左右，2#燒結(jié)機在200 mg/m3左右，距50 mg/m3濃度限值要求很遠。在2019年召開“長江大保護現(xiàn)場會”期間，通過采取減產(chǎn)和臨時調(diào)整焦粉與煤粉使用配比等措施，NOx的排放濃度控制在180 mg/m3左右，依然難以完成限值要求。于是2020年1#和3#燒結(jié)機的脫硝工程已進入施工階段，相信等項目完工后，NOx的排放濃度會達到最新環(huán)保排放的標準。

4 總結(jié)

燒結(jié)煙氣主要污染物中SO2和NOx通過配套相應(yīng)的脫硫和脫硝設(shè)施能夠得到有效降低，達到排放標準。而因除塵設(shè)備能力導致的粉塵在啟機投料和停機倒料期間的超標問題，通過燒結(jié)生產(chǎn)操作調(diào)整和脫硫工藝改善，在一定程度上能彌補前者的不足。但這種方式只是臨時的，不能完全從根本上解決粉塵超標問題，不能解決產(chǎn)量與環(huán)保的平衡和人員操作失誤導致的短暫性超標現(xiàn)象，需要設(shè)備本身具備完成目標任務(wù)的能力，才可以做到百分百的放心，完全杜絕超標排放問題。