基于添加固体抑制剂的烧结过程二恶英减排研究

目前钢铁工业二恶英污染没有得到有效控制，而且排放比例还逐年攀升，其中烧结工序已成为二恶英的主要污染源，解决烧结工序二恶英污染问题对于钢铁行业环境保护具有重要意义。本项目在深入研究烧结过程二恶英产生机理的基础上，采用向烧结混合料中添加以工业尿素为主要原料的固体抑制剂的技术方法，通过抑制剂在烧结过程中的受热分解产物破坏二恶英的合成条件，从源头上抑制二恶英的产生；同时查明固体抑制剂的相关性质和配比与二恶英减排量的内在关系，阐明抑制剂对烧结矿产质量指标和环境负荷的影响，建立烧结过程低成本、高效率的二恶英减排技术原型。通过本项目的研究，可望从理论上揭示抑制烧结过程二恶英合成的有效途径，为我国钢铁工业清洁生产以及"十一五"期间的环境保护提供基础数据和技术支撑。

二噁英是一种毒性极强的持久性有机污染物，烧结过程已成为二噁英最主要的非故意排放源之一。该项目研究了添加尿素抑制剂对钢铁厂烧结烟气二噁英减排的影响，结果表明，加入0.05%, 0.1%, 0.5%尿素，二噁英的毒性当量排放浓度分别为0.287, 0.258, 0.217 ng-TEQ/m3，比未加尿素的排放浓度0.777 ng-TEQ/m3大幅度减少。烧结废气排放的 17种二噁英中，PCDFs的总浓度较PCDDs高，而在PCDDs中，以高氯代PCDDs为主。尿素对二噁英的抑制具有选择性，对2,3,4,7,8-P5CDF的形成具有十分显著的抑制效果，但2,3,7,8-T4CDD，1,2,3,7,8-P5CDD等排放浓度随尿素加入量增加呈现出先减少后增加的趋势。机理研究发现尿素在烧结料层中受热分解产生NH3，与HCl发生反应，减少了氯源，又由于尿素分子为含氮分子，带有孤对电子，与Cu形成了稳定的化合物，从而降低了这些过渡金属对形成二噁英的催化活性。烧结废气中的SO2浓度随尿素配比的增加而显著降低，粉尘中的硫酸根离子浓度相应增加，说明尿素的加入对烧结烟气SO2具有明显的减排作用。而废气中NOx浓度随尿素配比的提高呈上升趋势，尿素加入对O2、CO以及烧结技术指标的影响较小。综合考虑二噁英的减排效果、对烧结矿性能和废气化学成分的影响等因素，0.05%为最适宜的尿素加入配比。