二恶英,是迄今为止人类发现过的最具致癌潜力的物质,对环境和人类危害极大,必须高度重视其防治问题。冶金工业是排放持久性有机污染物的主要来源之一,其中钢铁工业的烧结工序是产生二恶英较多的生产单元之一。
防治烧结工序中产生二恶英的问题,可以从以下几方面着手:
1.烧结原料的选择:根据烧结二恶英的产生成因,氯元素的存在是烧结过程中二恶英形成的重要因素之一。因此,最好采用含氯元素低的原料。由于除尘灰和轧钢氧化铁皮的氯元素含量相对较高,通过改变除尘灰和轧钢氧化铁皮掺用比例,可改变烧结混合原料中氯元素含量。另外,原料中铜元素的存在对二恶英的生成可能有催化作用,特定种类的铁矿石有可能是铜元素的主要来源,选择合适的铁矿石非常重要。
采用较高含硫量的燃料和铁矿石可以使二恶英生成量明显减少。其原理一是降低铜的催化活性;二是消耗有效氯源,削弱了芳香族化合物的氯代作用。
2.工艺过程控制:烧结过程中的二恶英主要是在料层中生成的,为减少烧结过程二恶英的生成,应改进烧结料层的条件,尽可能减少气态HC1的形成,抑制生产过程中飞灰的生成,防止生成二恶英的再合成物和其他前驱化合物。
在烧结生产中采用废气循环,可明显减少废气排放的二恶英量,同时也可减少烧结过程排放的氮氧化物气体和粉尘量。将二恶英生成量较大部位几个风箱的排气回用作烧结助燃空气,不仅可以节约能源,同时还可以明显降低二恶英生成量,这种减排技术国外已有应用,如欧洲克鲁斯烧结机就全部采用了这一技术,50%的废气被循环利用,二恶英减排量达到了70%,颗粒物和氮氧化物气体减排放量近45%。
3.添加抑制剂:研究结果表明,向烧结床中添加固态抑制剂——尿素颗粒,可以明显降低烧结烟气中二恶英的排放浓度,对抑制二恶英的生成具有显著效果。英国康力斯公司(CorusUK)通过试验确定了最佳的尿素添加量,可以使二恶英排放量减少50%,同时不会显著增加排放烟气的颗粒物和氨浓度,增加的成本约合每吨烧结矿0.03英镑。这一技术被认为是抑制二恶英最为经济的技术。另外,采用活性炭吸附、气体清洗装置来处理烧结废气,可以降低废气中二恶英的排放浓度,同时还能减少硫、氮氧化物气体等其他污染物。
烧结料中加入适量的氨水也可使二恶英生成量明显降低。氨水可来自炼焦系统,成本低廉。可以在接近卸料端几个风箱喷入,但喷入的位置宜接近烧结料层的底部而不是喷入风管或其附近。
韩国浦项研究表明,向烧结料层喷入碳酸氢钠,可明显降低二恶英产生量,其原理可能是碳酸氢钠与烧结过程产生的气态氯化物反应,从而减少了可生成二恶英的有效氯源。此外,还可以向风箱内喷入氢氧化钠、氢氧化镁或氢氧化钙水雾,使烟气快速冷却至200℃以下,缩短烟气在二恶英易生成温度区间停留的时间,可以明显降低二恶英生成量,其喷入的部位是越接近烧结料层越好。(一员)
参考文献:
张传秀等.我国钢铁工业二恶英的减排.冶金动力.2008(2);吴铿等.钢铁工业中的二恶英和预防措施.钢铁.2000(8);舒型武.钢铁工业二恶英污染防治.冶金信息导刊.2007(4)等。
