1国内外现状

1942年美国洛杉矶光化学烟雾事件，1971年日本东京发生化学污染事件，2013年引起北京空气质量及能见度下降的北京PM2。5事件，一次次的NOx排放过量给人类带来危难和困扰。我国NOx排放区域主要分布在东部沿海和中部地区，由于地区经济的快速增长以及工业的飞速发展，大量的能源被用于生活和工业生产。导致占全国国土总面积20%的地区消耗相当数量的能源和资源，NOx排放量占全国NOx总排放量的80%，导致东部沿海地区和中部地区NOx污染相当严重。1994年，美国实施了酸雨计划，控制工业酸性气体（NOx、SO2）的排放量[14]。并在第一阶段实现每年控制40万吨NOx的排放，第二阶段实现每年控制210万吨NOx的排放。目前，美国的火电厂实施重新修订的发电机组化石燃料燃烧的氮氧化物绩效排放标准。欧洲对新建、扩建火电厂采取更为严格的NOx排放标准，目前采用的标准是2001年颁布的2001/80/EC[15]。我国是以煤炭为主要消耗能源的能源消耗大国，在我国初级能源消耗中，煤炭占能源消耗总量的70%[16]。在我国火电能源消耗结构中，煤电占到总量的90%以上，同时，火电消耗的煤炭占煤炭消耗总量的40%以上，火电厂排放的大气污染物对生态环境造成严重的污染和危害，燃煤发电已经成为影响环境的一个重要因素[17]。我国大气污染物中，67%的NOx来自于煤炭的燃烧。据中国钢铁工业环境保护协会统计的部分钢铁企业排放数据显示，烧结（含球团）工序排放的NOx占钢铁行业总排放量的45~65%[18]。由此可见，钢铁行业氮氧化物的排放主要来自烧结过程，烧结过程中排放的氮氧化物占钢铁行业的氮氧化物排放量的一半以上。相关学者指出：如果不采取措施控制NOx的排放，预计到2020年，我国NOx的排放量将达3000万t[19]。而钢铁工业NOx排放的重点是烧结工序，因此，控制烧结工序NOx排放量对控制钢铁工业NOx排放量具有重要作用[20]。84436

2NOx的主要控制技术

NOx控制技术主要包括低NOx燃烧和烟气脱硝。低NOx燃烧控制技术主要通过对锅炉运行方式或对过量空气系数、停留时间等影响燃烧的因素进行调整来控制NOx的排放。其基本思路是：（1）燃烧空气分级，形成富燃区/贫燃区，使燃料氮转化为氮气；（2）将燃料进行分级使得在早期火焰中生成的NO通过与碳氢基燃料的反应被还原为N2；（3）将气体燃料与烟气或蒸汽进行混合降低火焰峰值温度，对反应物浓度进行稀释[21]。由NOx在烧结过程中的形成机理可知，烧结产生的NOx主要由烧结混合料中的氮氧化物与烧结烟气中的氧气生成NOx，占烧结烟气总量的75~95%，因此，可以通过控制烧结原料的和控制烧结过程的来控制NOx的生成量。由于烧结过程有大量NOx生成，因此采用含氮量较少的煤粉、铁矿石和溶剂，可以减少烧结过程中NOx的生成。但同时也增加了选煤和选矿的难度。尤其是在烧结工艺过程中，煤粉和铁矿石的需求量很大，在实际应用中往往并不适用。烧结温度、料层高度、原料配比、含水量、燃料成分、粒度和碱度等参数对烧结过程中氮氧化物的排放有影响。研究表明，增加料层高度能够延长烧结烟气通过料层的时间，从而减少NOx的生成量。同时，在烧结原料中添加Ca-Fe化合物或碳氢化合物，可减少NOx的生成。在烧结过程中，将部分烧结烟气返回烧结层，烧结层的高温会对烟气中的污染物进行吸附、分解和转化，从而实现减少NOx排放的目的。

烟气脱硝主要有单独脱硝和同时脱硫脱硝两大类。单独脱硝主要是选择性催化还原（SCR）、非选择性催化还原（SNCR）、SNCR-SCR联合脱硝和光催化氧化等。同时脱硫脱硝主要是非平衡等离子体法、干法低温脱硫脱硝和循环流化床联合脱硫脱氮等[22]。