科创中国

        主要内容：研究烧结热烟气，旨在通过烟气循环技术将废气中有害成分分解转化，消减部分二噁英和NOX，烧结料层捕获部分粉尘和SOX，减少烟气排放量，降低脱硫脱硝系统负荷，同时烟气中CO作为燃料可以为烧结过程提供部分热量，减少烧结固体燃料消耗，达到节能减排、优化烧结矿产质量并进一步减少硫、氮氧化物生成的目的；降低烧结烟气硫、氮氧化物排放的同时，实现对烟气余热的回收利用，进而降低燃料消耗，减少硫、氮氧化物的生成，进一步实现硫、氮氧化物的减排目标；同时采用CSCR活性炭脱硫、脱硝一体化烧结烟气净化系统，对烧结烟气进行末端治理，将最终排放烟气中的硫、氮氧化物浓度降至超低排放标准之下。围绕烧结烟气循环技术，建立全流程，一体化，多功能耦合的污染物协同控制技术体系，可以在保证烧结矿产量及质量的提前下，用尽可能少的能耗和成本代价，实现对烧结过程烟气污染物的协同治理。

         效果：烧结矿转鼓指数达到78%以上，脱硫效率达到99.95%以上，脱硝效率稳定在82%以上。年可削减SO2排放800吨、NOX排放1920吨、颗粒物排放240吨；同时烧结固耗降低至42.54kg/t，烧结固体燃料消耗降低每年还可以削减CO2排放10.12万吨；减少了污染物和温室气体排放，促进大气污染防治技术升级，积极响应了国家提出的碳中和战略。

成果亮点：

1. 具有自主知识产权，研究成果已申请发明专利4项，授权1项，实质审查中3项：

2. 技术先进性：国际先进。项目实施后达到如下指标：在脱硫脱硝系统进口SO2≤1000mg/Nm3、NOX≤300mg/Nm3情况下，脱硫脱硝系统出口污染物排放浓度达到SO2≤5mg/Nm3、NOX≤40mg/Nm3、dust≤10mg/Nm3。脱硫效率达到99.95%以上，脱硝效率稳定在82%以上。与国内其它脱硫脱硝工艺相比，活性炭脱硫脱硫率高、占地面积小、故障率低、不产生任何固体废弃物，具备多污染物协同处理等优点。本项目采用烟气与活性炭逆流接触技术，与错流技术相比，具有脱硫效率高、系统压降小、系统运行稳定、烟气分布均匀的特点。喷氨系统为国内外首创，与邯钢脱硫脱硝相比较取消中间烟道，工艺设计上将一个模块分为脱硫层和脱硝层，模块脱硝层喷氨装置采用多通道设计，大大提高氨气与烟气的接触均匀性，延长了系统脱硝时间，稳定了脱硫效率。

3. 获奖情况：河北冶金科学技术三等奖。

技术优势：

1. 开发了源头污染物精准管控技术，根据原料燃料物理化学特性互补搭配，稳定原燃料结构，以高炉返焦量为平衡点，对固体燃料小于1mm粒级进行预筛除，燃料粒度2.5-3mm粒级控制在40%以上，促进燃料在料层下部自然偏析，增强局部还原性气氛，烧结烟气NOx排放减少8mg/Nm³。

2. 采用台车边缘布料自动补偿技术，布料厚度900mm条件下，台车宽度方向负压偏差控制到0.2kPa以内，实现了厚料层均匀烧结，确定了德龙钢铁生产SiO2含量5.0%、碱度2.0微孔高强度烧结矿的最佳工艺条件。配合循环烟气组分、温度多目标控制，实现点火温度、循环烟气、烧结料层热量互补操作，确保烧结机上部循环烟罩内各段氧含量稳定在18%以上，温度控制在235±25℃范围。过程污染物排放量降低33%以上。

3. 在引进烧结烟气活性炭脱硫脱硝工程背景下，创新性开发了逆流均化深度脱硝技术，将原脱除模块分为脱硫层和脱硝层，将原烟道喷氨改在模块内喷氨，喷氨装置采用多通道可拆卸设计，系统脱硝时间达到6-8s，减少了系统阻力，为提高烧结烟气脱硝的均匀性和稳定性奠定了坚实的技术基础，实现烟气流、活性炭流、氨气流三个关键要素均匀反应，脱硫效率达到99.95%以上，脱硝效率稳定在82%以上。

市场分析：

控制烧结厂污染物排放量，特别是机头烟气治理，对控制大气污染，改善环境具有积极意义。而现阶段烧结烟气的治理仍主要停留在脱硫除尘，脱硝等污染物治理工作还未全面展开。随着钢铁行业烟气排放污染问题的日益突出，实现对烧结烟气污染物的协同治理成为新的发展热潮。

因此该成果主要可应用于钢铁冶金行业烧结烟气治理领域，如进行烧结台车密封烟气循环改造、烧结烟气余热利用及烧结烟气活性炭脱硫脱硝技术研究。

        佘雪峰副教授，长期从事钢铁冶金相关工艺技术研究。近5年来主持包括国家自然科学基金面上项目等国家级项目3项，作为主要参加人承担973项目课题、国家自然基金重点项目、国家重点研发计划重点专项、科技支撑计划以及国家循环经济示范工程项目等重大科技项目各1项。企业重点技术开发项目4项。负责与参加的项目总计15项，本人直接负责项目到账经费300万元。主要成果有：合作发表论文近40篇，其中SCI和EI30篇，共申请发明专利10项，授权发明专利6项，其中两项发明专利转化到企业获得136万元。获省部级二等奖2项。

该项目于2020年1月已在德龙钢铁公司烧结厂得到应用，在环保形势严峻情况下，该项目的实施年可削减SO₂排放800吨、NO_X排放1920吨、颗粒物排放240吨，产生的累计净增效益达到1351.296万元。

合作方式：合作开发

推广应用情况：该课题为产学研合作项目，开发了烧结烟气循环协同活性炭脱硫脱硝降低硫、氮氧化物排放技术，属于钢铁冶金炼铁技术领域，此关键技术可以在国内外烧结烟气治理工作中得到推广和应用。