摘要:钢铁烧结烟气组成复杂,容易导致 CO 催化活性下降,因此抑制催化剂失活、延长催化剂寿命是亟须解决的关键问题。本文就 CO 催化剂的失活机理及其改进工艺进行综述,介绍各种毒害物质的作用机制及其对 CO 催化反应的影响,探究催化剂的失活机理并提出相应预防或恢复措施。催化剂失活主要包括化学中毒、黏结物阻塞、高温失活、水中毒、气氛/反应失效以及机械磨损等原因。结果表明:积碳、结焦和水化反应易在催化剂表面中毒,形成惰性覆盖层阻塞反应活性;长时间高温反应容易导致催化剂表面烧结;气氛/反应中氧气或氯气和金属氧化性相应,形成挥发性氧化物或氯化物进入气相造成物质损耗。此外,采用气流吹降或催化床层堆叠挤压会降低孔隙结构强度,引发颗粒破碎和粉化,影响催化剂的寿命。将金、银贵金属分散支撑在氧化铝或其他非贵金属载体表面,可以降低贵金属消耗量。贵金属在高温热处理中保持稳定的高分散状态,会在催化剂表面形成纳米颗粒,并和过渡金属协同作用造成晶格畸变,构筑活性位点,从而提高催化剂的活性和稳定性。通过工艺设计来轮换参与反应的催化剂是其活性再生的主要手段。将置换下来的废催化剂送入再生系统中,通过洗涤吹拂等方式清洗堵塞孔道通道的沉积焦炭及侵占位点的毒素,可消除对 CO 催化氧化体系的阻碍。

摘要:针对钢铁冶金行业面临的碳减排挑战,研究者们提出利用钢渣等大宗冶金固废进行 CO₂ 捕集的技术路径,并在近些年得到越来越多的关注和研究。本文对钢渣的特性及其综合利用方式进行概述,重点围绕钢渣在碳捕集领域的领域理论与技术开展综述与分析:研究探讨钢渣矿化封存 CO₂、钢渣建材化养护固定 CO₂ 和钢渣制备 CO₂ 捕集材料的研究进度,并深入剖析钢渣制备 CO₂ 捕集材料领域所面临的难题与挑战。基于这些分析,本文提出未来基础研究的重点方向与技术攻关方向,旨在为钢铁企业废弃物的协同治理与资源化高效利用提供支持与借鉴。

摘要:钢铁工业作为国民经济的支柱产业，同时面临着高碳排放量的挑战。本文通过总结钢铁行业的碳排放现状，分析不同钢铁制造流程特点以及不同流程下的碳排放强度；介绍欧盟的ULCOS、日本的COURSE 50、韩国的POSCO等低碳冶金项目及其所开发应用的新技术，着重对比分析主要的CO₂捕集技术的原理、优缺点以及CO₂在钢铁冶炼全流程工序中的应用；证实CO₂在钢铁冶炼全流程中的应用效果和潜力；详细阐述CO₂在高炉、转炉、电炉、炉外精炼以及连铸等环节中的研究和应用进展，从热力学和动力学角度分析CO₂在炼钢温度下的性质，指出CO₂可以作为氧化剂参与炼钢过程，并具有降低铁损、提高钢水质量等优势。CO₂捕集及其资源化利用对于钢铁工业绿色低碳发展具有重要意义。未来应进一步研究CO₂的捕集和利用技术，推动其在钢铁冶炼全流程中应用，以实现钢铁行业的可持续发展。

摘要:工业化进程推进中钢铁材料被大量使用，以钢铁为代表的行业快速发展并产生了多污染物复合排放问题。其中，氮氧化物(NO_x)与二噁英(PCDD/Fs)是两种代表性污染物，而目前使用催化剂催化降解这两种污染物是最具潜力的方法。本文从多污染物锰基催化剂的制备、活性以及催化机理进行总结梳理，综述低温脱硝锰基催化剂、低温脱二噁英锰基催化剂、低温同时脱硝脱二噁英锰基催化剂的研究进展，阐述不同催化剂活性与制备条件的变化关系以及催化分解机理。锰基催化剂对NO_x、二噁英以及两种污染物的协同脱除具有很高的研究价值与应用前景。

摘要:为减少有机危废热解焚烧净化工艺中二噁英的毒害属性，实现钢铁有机危废与钢铁流程的高效协同处置功能，本文通过梳理二噁英的生成机理和有机固废热解过程中二噁英的释放规律，分析钢铁有机危废回转窑热解过程中二噁英的迁移规律，检测固相热解渣中二噁英含量，开展颗粒活性炭对二噁英的吸附-再生机理及循环吸附-再生性能的调研工作。结果表明：热解-焚烧处理工艺可提前对可燃性气体（HCl、SO₂、H₂S等）进行净化，并且整个工艺流程能保持还原性气氛，可以有效抑制前驱物合成及氯化反应的发生；在热解完成后固相热解渣中检测出的二噁英含量较低，远低于国家危险废物鉴别标准，因此证明控温缺氧热解环境能抑制二噁英的生成；焚烧烟气检测结果证明，活性炭对二噁英的循环吸附/热分解能力较强。基于活性炭移动床工艺开发的钢铁有机危废超控温热解焚烧全流程二噁英防控新技术，可以协同脱除多种污染物。

摘要:随着工业的快速发展和环保要求的提升，氮氧化物(NO_x)排放的控制成为大气污染治理的重要议题。传统的脱硝智能化模型(SCR)等脱硝工艺虽然已经较为成熟，但大多仍采用粗旷的人工控制或模糊化程度较低的自动、半自动自动控制方式，存在排放波动大、资源消耗大、劳动强度大等诸多缺陷。近年来，随着人工智能、机器学习及大数据分析等技术的飞速发展，智能化技术逐步被引入到工业烟气 SCR 脱硝过程控制中用以克服传统控制方式的不足，取得了一定的成效。本文综述了近年来烟气脱硝过程智能控制模型的研究进展，重点介绍了基于大数据、人工智能、机器学习等先进技术的烟气脱硝优化控制方法；对采用 BP 神经网络、深度学习(如 LSTM、CNN)等方法进行 NO_x 浓度预测和脱硝控制优化以及 BP 神经网络的优化算法(如结合免疫算法、粒子群算法等)的研究进行综述，并对比基于 PID 的模糊控制与二自由度策略等自适应控制模型的优劣与控制效果，探讨脱硝过程智能控制技术是工业中的应用现状及面临的挑战；最后，展望了脱硝过程智能控制技术的发展趋势与研究方向，以期为工业烟气污染物治理提供参考。

摘要:微波辐照活性炭脱硫脱硝技术能高效脱除烧结烟气中的 SO₂ 和 NO_x。该技术在实验阶段 SO₂ 和 NO_x 的脱除率可达到 95% 以上，且具有占地面积小、工艺流程少、节能环保的理想效果，在工业烟气处理中具有巨大的发展潜力。基于微波在烧结烟气中的传播加热特性和活性炭的吸附性能，二者协同促进氧化还原反应发生，形成一套高效的烧结烟气处理工艺。本文将微波辐照活性炭烟气硫硝脱除技术与传统烧结烟气处理技术进行对比，总结该工艺的优势和国内外现有研究成果，深入研究该工艺的技术细节和反应机理，找到该工艺在能源消耗、副产物处理、污染协同处理和研发成本中存在的现有不足，深入剖析该工艺应用于实践领域存在的基础和制约因素，展望其未来发展方向，为下一步研究指明道路。

摘要:以 CuO-CeO₂ 为活性组分、堇青石为载体，采用浸渍法制备 Cu-Ce 整体式催化剂用于实际烧结烟气的 CO 催化氧化。在不同制备方法及反应条件下对催化剂性能进行测试，当活性组分同时浸渍，浸渍液浓度为 2 mol/L，反应条件为 180 ℃，4 500 h^-1 时，CO 的转化率达 93%；经过 200 h 催化后，催化效率仍可超过 90%。在 180 ℃的反应温度下，催化剂在水汽和 H₂O 的条件下表现出不同的稳定性。H₂O 和 SO₂ 能够明显抑制催化剂的催化性能，且 SO₂ 的抑制效果更明显。通入 H₂O 会覆盖催化剂表面的活性位点，抑制 CO 和 O₂ 的吸附，导致催化效率降低。SO₂ 的引入导致催化剂表面累积了SO₄^2-物种，从而抑制 CO 催化氧化，导致催化剂不可逆失活。同时，批量制备 1 m³ 整体式催化剂用于烧结烟气 CO 净化中试试验，在持续 720 h 的中试试验中，进口烟气温度为 200 ~ 220 ℃，平均出口烟气温度约为 240 ℃，CO 去除率大于 70%（平均为 73%），出口 CO 质量浓度约为 1 700 mg/m³。

摘要:铁矿烧结烟气中 CO 排放尚未得到有效控制。本文针对烧结料层内低含量 CO 的氧化问题，通过石英管反应器模拟烧结料层内的气相条件，分别在程序升温和恒温条件下考察干基和湿基环境的 CO 的氧化行为。结果表明：引入蒸汽显著促进了 CO 氧化，并引发爆燃效应；在含有 8.0% 水蒸气的条件下，CO 氧化反应速率及程度均显著提高，起燃温度由干基的 826 ℃显著降低至 676 ℃，且在 700 ℃以上时，CO 氧化接近完全；料面喷吹蒸汽或蒸汽循环技术为 CO 燃烧营造了高温、含水、含氧的条件；推荐的料面气流介质水蒸气体积分数为 6.1% ~ 8.0%，以避免料层过湿或 CO 爆燃条件不足。本文研究结论为烧结过程中 CO 减排提供理论依据，对生产实践具有指导意义。

摘要:Pt/TiO₂ 催化剂已被用于环境中 CO 的催化氧化，其在工业烟气 CO 排放治理方面取得了许多进展。本文通过制备不同 Se 含量掺杂的 Pt/TiO₂ 催化剂，利用 SEM (EDS)、XRD 检测手段研究 Pt/TiO₂ 催化剂的结构构成和微观形貌，通过 XPS、CO-TPD 和 H₂-TPR 检测手段研究催化剂表面的元素价态，总结 Se 掺杂对 Pt/TiO₂ 催化剂性能的影响机制。结果表明：Se 的掺杂促进了金属—载体中的电子转移，增强了 Ti³⁺ 和氧空位，并有利于活性氧的流动；同时，Se 的掺杂增强了催化剂的强金属—载体相互作用 (strong metal-support interaction, SMSI) 效应，促进电子由 Pt 向 Se 移动，使 Pt 的价态升高，增加了活性位点中的 PtO_x 含量，使反应的活性氧增多。催化剂性能测试结果显示，掺杂 Se 1% Se 时，Pt/TiO₂ 催化剂的 CO 催化氧化性能最佳。

摘要:高炉煤气具有较高的 CO₂ 含量，其中的 CO₂ 捕集及资源化利用不仅有助于钢铁工业碳减排，还可以增加高炉煤气的热值。本文采用氨水作为吸收剂来捕集 CO₂（氨法），分别研究氨水浓度、气液比、反应温度和高炉煤气 CO₂ 体积分数等参数对 CO₂ 脱除率的影响。结果表明：提高氨水浓度能够显著增强氨水对 CO₂ 的化学吸附作用，提高氨水温度会加快 CO₂ 的吸收速率，提高气液比能够使喷淋塔中液体在喷洒装置的作用下与 CO₂ 的接触更加充分。氨水浓度、温度、气液比的提高均能导致 CO₂ 脱除率上升；随着 O₂ 的持续通入，NH₃ 和 CO₂ 的物质的量之比减小，反应驱动力随之降低，不利于 CO₂ 的吸收。当氨水浓度为 1.5 mol/L，气液比为 1.3 L/m³，反应温度为 20 ℃，高炉煤气中 CO₂ 体积分数为 15% 时，氨法 CO₂ 脱除率可达 90.73%。将吸收溶液进行蒸发，可得到白色晶体产物碳酸氢铵 (NH₄HCO₃)。

摘要:烧结机机头灰中 Fe 和 K 具有较高的回收价值，两种金属的回收是机头灰资源化的主要目标。本文采用化学分析、X 射线衍射和扫描电镜对机头灰的化学组成、物相组成及微观形貌等理化性质进行研究，通过烧结试验探究焙烧温度、焙烧时间和 n(C)/n(O)（物质的量之比）三因素对机头灰金属元素率和 K、Na、Zn 脱除率的影响规律。结果表明：机头灰中 Fe、K 和 Cl 主要组成元素质量分数为 55.72%，灰中 K、Na、Zn 分别以 KCl、NaCl 和 ZnFe₂O₄ 形式存在；含碳球团的金属元素率和 K、Na、Zn 脱除率随焙烧温度、焙烧时间和 n(C)/n(O) 的增加呈升高趋势；圆块中 Zn 的脱除比 K 容易，K、Na 的脱除相对困难；当焙烧温度为 1 150 ℃，焙烧时间为 10 min，n(C)/n(O) 为 0.9 时，团块的金属元素率和 Zn 脱除率分别为 93.97% 和 98.53%；当焙烧温度为 1 150 ℃，焙烧时间为 60 min，n(C)/n(O) 为 1.2 时，团块中 K、Na 的脱除率分别为 90.14% 和 81.37%。

摘要:为了开展矿山企业碳排放的工序核算分析，助力矿山低碳化建设，本文以程潮矿业为我国典型铁矿山案例，通过调研收集能源和设备现场实测资料，以矿业企业碳排放行业指南为基础，引入设备需要/利用系数来建立额定功率与实际功率的联系来核算过程，并调研单体设备实际运行时间来估算各个系统的用电量，利用碳排放因子法计算得到碳排放量，从而分析比采矿、选矿、球团各工序及其子系统的碳排放量。结果表明：2021 年程潮矿业碳排放量约为 179 604.15 t，吨铁精矿排放量约为 0.057 t CO₂，吨球团矿排放量约为 0.096 t CO₂，球团工序排放量约为 115 096.28 t CO₂，占比达到总排放量的 64.08%；从排放源角度考虑，购入电力为主要排放源，占比为 52.51%，其次是燃料燃烧产生的碳排放，占比为 44.77%，还有少量碳酸盐分解产生的碳排放；从工序子系统角度考虑，采矿工序中提升粗碎系统的碳排放量最大，占采矿工序排放量的 37.30%，选矿工序中磨选系统的碳排放量最大，占选矿工序排放量的 46.90%，球团工序中焙烧冷却系统的碳排放量最大，占球团工序排放量的 75.80%。

摘要:烟气循环烧结工艺具备节能减排功效，符合绿色低碳转型高质量发展要求。受限于影响因素多，有些烟气循环烧结生产过程依然存在烧结矿产量降低的实际问题，同时烟气中 CO 排放情况值得关注。本文通过研究循环烟气的含氧量、温度、含水量等因素对两率实际变化对烧结指标及 CO 平均质量浓度的影响，获得适宜的工艺参数，并提出行之有效的烟气循环烧结工艺优化措施。研究结果表明：在高温、含水状态下，对循环烟气进行全氧富氧或中前部稀氧模式（21%~23%）有利于提升烧结矿产量、质量与抑制 CO 生成，适宜的 O₂ 体积分数应不低于 20%，同时适宜的烟气温度不宜高于 180~200 ℃，水分体积分数应低于 5%；当 O₂ 体积分数由 17% 升至 21% 时，CO 平均质量浓度可降低 10%；针对宝山基地二烧焙烟气管道环工段，提出烟气参数优化与烟气混合优化两项优化措施，精准控制富相烟气 O₂ 体积分数约为 20%，烟气温度约 160 ℃，含水量约为 1%，从而实现现场烧结产能提升，突破烟气循环烧结技术瓶颈。

摘要:为减少铁矿烧结过程中 NO_x 等有害气体排放并解决某钢厂 SCR 反应器脱硝效率低的问题，本文采用 Fluent 软件对 SCR 反应器内流动和化学反应过程进行数值模拟，分析反应器内气流流动均匀性、脱硝氨气与 NO_x 的混合度和脱硝效率，找出该 SCR 反应器脱硝效率低的原因，随后依据数值分析结果设计优化方案，并对优化方案进行有限元模拟分析。结果表明：优化方案对烟气交叉摆布置整流作用，可改善烟气流速的均匀性，使催化剂上方和靠近反应腔内侧流动死区的范围有所降低，流速的相对标准偏差由 29.8% 降低至 7.14%，第一层催化剂上方氨气进入流道空间内的均匀度得到提升，氨氮浓度比的相对标准偏差由 22.3% 降低至 4.7%，进而使 NO 脱除率从 48% 提升至 73%，达到国家排放标准要求。

摘要:为解决大型钢铁企业焦炉脱硫灰与半干法脱硫灰的处置难题，本文将两者掺混作为脱硫剂替代部分石灰石用于“石灰石-石膏”湿法脱硫工艺，通过粒度检测以及SEM、XRF、XRD、TG-DTG等表征方法分析脱硫灰的理化特性，并进行不同脱硫灰掺混比例下烟气温度、入口SO₂浓度、烟气流量、液气比和浆液pH值对脱硫效率的影响试验，探究最优脱硫灰石膏品质下脱硫灰的最佳掺混比例。结果表明：焦炉脱硫灰的粒度分布均匀，孔隙结构疏松，主要成分碳酸钠矾中Na₂SO₄和Na₂CO₃都对湿法脱硫起促进作用；两种脱硫灰掺混使用可以提高脱硫浆液的均匀性和流动性，解决半干法脱硫灰直接用于湿法脱硫存在的脱硫效率低的问题；此外，脱硫效率随烟气温度、入口SO?浓度、烟气流量的升高而降低，随液气比、pH的升高而升高。掺混适当比例的焦炉脱硫灰可以提升脱硫性能，尤其在低温、高SO₂浓度和烟气流速较快时脱硫性能提升效果突出。综合而言，当焦炉脱硫灰掺混比为5%时，脱硫剂的脱硫效果和产生的石膏品质最好，平均脱硫效率可达96%以上，脱硫石膏品质仍可满足国家三级石膏标准和国家土壤污染风险管控标准。

摘要:为确保烧结烟气中 SO₂、NO_x 和粉尘达到超低排放标准，需在钢铁企业原有湿法脱硫系统基础上新建或改造脱硝系统。针对烟气处理工程中出现的问题，本文以湿法脱硫烧结烟气为研究对象，针对现有技术系统能源消耗高、设备腐蚀与堵塞等问题，分析影响烟气含湿量的因素，开发余热驱动脱硫塔浆液冷却、双加热 SCR 脱硝、分流列式模块化流场混合等烟气治理技术。结果表明：湿法脱硫后，烧结烟气为饱和湿烟气，含湿量为 10%~12%，露点温度为 65~80 ℃，烟气中存在较多雾滴，且溶融盐含量较高；降低烟气温度可以增加 SO₂ 分压力，有利于提高脱硫效率；当温度下降区间为 7~11 ℃ 时，系统运行成本最低，约为 0.3817 元/t（铁矿）；双加热 SCR 脱硝反应系统将带水湿烟气调质为微过热干烟气，使得加热过程无堵塞，并可实现在线高效清灰。混风装置的数值模拟结果表明：随着混风单元数量的增多，温度偏差逐渐变小；随着长宽比的增大，温度偏差逐渐变小，且切分数量对混合效果的影响减弱；采用 11 个混风单元的多点阵列混风装置具有十分优异的强化混合效果。本文开发的湿法脱硫烧结烟气治理成套技术，使得烟气中颗粒物、SO₂、NO_x 三项指标，由脱硫系统入口处的 250、754、219 mg/m³ 降低为烟囱排放口的 1.4、8、2.35 mg/m³，均实现超低排放。

摘要:链箅机—回转窑烟气中的气体污染物除 NO_x、SO₂ 外，还含有一定比例的 HCl，其对烟气净化系统会造成显著负面影响，影响球团生产作业率。本文通过分析链箅机—回转窑烟气中 HCl 的生成机理，研究 HCl 对烟气净化系统的影响，并提出相应改善措施。结果表明：95.85% 的氯元素来自各类铁精粉原料，此外，烟气中的 HCl 在喷氨区与 NH₃ 反应生成大量 NH₄Cl 结晶是导致活性炭焦硫硝脱除系统运行不畅的主要原因。在实际生产中，可采取的 HCl 减排措施：减少高氯原料的使用实现源头减排，采用消石灰作为钙质添加剂生产碱性球团抑制 HCl 的生成，在 HCl 集中生成的链箅机抽风干燥段喷洒碱液。在喷洒碱液措施下，当 n(Na)/n(Cl)（物质的量之比）为 2.6 时，HCl 的脱除率仅为 48.7%，其减排效率较低，不能满足生产需要。在添加钙质熔剂措施下，当消石灰配比为 1.5% 时，原料中氯元素转化为 HCl 的比例仅有 8.2%。在链箅机—回转窑生产线实施 SNCR 与嵌入式 SCR 耦合前置脱硝工艺可以在 HCl 生成之前将烟气中 NO_x 脱除，基本隔绝 HCl 与 NH₃ 的接触。对于新建链箅机—回转窑生产线，规划配置前置脱硝系统和活性炭脱硫系统的组合可以避免烟气中 HCl 的负面影响，实现球团烟气超低排放。

摘要:在钢铁行业推进超低排放的背景下，嵌入式 SCR 与 SNCR 耦合脱硝技术因脱硝效率高、性价比高等优势在球团烟气治理中得到推广应用。本文针对某工程项目安装嵌入式 SCR 脱硝装置达标排放后，NO_x 质量浓度经预热段再度升高的情况，系统分析 NO_x 质量浓度升高的原因，并提出对应解决措施。结果表明：SCR 脱硝后 NO_x 质量浓度升高的原因并非由烟气侧漏或者混风所致，而是球团组分中的巴西粗粉以及掺入其中的硝酸清洗液在干燥预热热过程中的热分解过程产生了 NO_x，两者的释放量占比分别为 28.7% 和 58.9%。通过物料的程序升温测试发现，在 460 ℃ 与 650 ℃ 附近存在两处属于不同 NO_x 来源的释放峰值，这与干燥Ⅱ段 370 ℃ 及预热Ⅰ段 650 ℃ 的两股烟气的温度接近，造成 NO_x 在该两处窗口温度附近快速释放。而嵌入式 SCR 脱硝技术是基于对各温度区间的余热进行充分利用而发展的高效脱硝工艺，故难以通过调整链箅机各段的温度区间来降低 NO_x 排放量。基于此，本文提出通过替换过滤机硝酸清洗液的优化措施，使得 NO_x 释放量显著降低，保障球团烟气达到超低排放标准。

摘要:分层错流活性炭法将吸附塔床层分为前、中、后三层，通过控制不同床层的下料速度减少 HCl 的富集，消除高浓度 SO₂ 的预热热效益，具备较好的稳定性，且烟气适应能力强。本文针对某钢铁企业 265 m² 烧结活性炭烟气净化系统，介绍高含硫量、高粉尘质量浓度烧结烟气超低排放运行情况，详细分析实际运行过程中采用新型单控循环输送模式的运行优势，并提出对风筛进行优化设计以及应用重力除尘器等改进措施。结果表明：新型单控循环模式在保证硫硝脱除效率的同时，还具有粉尘排放量更低、HCl 浓度降低、脱硝副反应减少、氨水消耗量降低、活性炭总体循环量减少等优点；优化设计后的风筛，使得内部流场的均匀性、鼓风风量的利用效率均提高，可防止堵料，并大幅减少超细活性炭粉数量；增设重力除尘器后，活性炭的损耗量降低 10%~20%。系统运行后，SO₂、NO_x 质量浓度均低于超低排放限值，计算得到 SO₂、NO_x 脱除率分别达到 99.7%~100.0%、82.5%~87.3%。