钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，同时也是高能耗和环境污染严重的工业部门之一，钢铁生产过程的环境污染问题已经成为制约其可持续发展的重要因素。钢铁生产中烧结、高炉等都会产生大量高盐除尘灰，这些除尘灰富含铁元素，理论上可收集后配入烧结原料使用；但其中含有较高的碱金属（>15%）和氯元素（>20%），直接返回烧结会由于钾、钠、氯的富集而造成设备腐蚀或结疤、除尘灰吸湿板结以及烟气脱硫脱硝系统净化效率下降等问题。因此，开发能够实现钢铁厂高盐固废有价资源高效回收和综合利用的技术，已经成为国内大中型钢铁企业生产重要的节能减排研究课题。 除了固体废物之外，钢铁烧结工序还会产生湿法脱硫废水或酸性洗涤废水（SRG洗涤除杂产生的废水）。这些废水通常呈酸性，含有大量的悬浮物、氯离子、硫酸根、氨氮，以及一定量的钙镁和少量的重金属离子，其成分复杂、处置难度大。通常在预处理后返回钢铁生产工序使用，其中的盐分未有适宜的出口，导致盐分不断富集，造成设备腐蚀，轻则生产停机，重则造成生产事故。 目前，针对钢铁厂产生的高盐固废，常采用水洗的方式去除碱金属和氯元素，再返回烧结工序配料矿化；但在此过程中会产生大量的高盐废水，如果不经处理直接排放将会导致厂内水处理系统氯失衡，造成严重污染。而钢铁烧结过程中所产生的酸性废水也具有高盐特性，同样需要经过处理后方可排放。因此，采用高盐固废和酸性废水协同处置，能够实现同质废水协同消纳，统一处理，最终实现两者的资源回收和循环利用。

烧结作为炼铁的主要工序，其污染物排放量占钢铁行业污染物排放总量的20%。我国现有烧结机约1100台，2025年底重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争80%以上产能完成超低排放改造，时间紧，任务重。 烧结机头烟气具有烟气量大、高温、高腐蚀、易结露、高负压、烟气工况波动等特征，治理难度甚大，传统上国内外烧结机头烟气净化均采用电除尘器，由于其除尘效率不稳定，出口颗粒物浓度超标（50mg/m3～150mg/m3不等），严重影响后续脱硫脱硝系统稳定达标，已成为制约烧结工序超低排放的卡脖子问题，亟待解决。 袋式除尘能够高效去除细颗粒物，出口颗粒物浓度＜10mg/m3，除尘效率不受烟气工况波动影响，可保障稳定超低排放，能够解决电除尘存在的疑难问题。但是，袋式除尘因无法解决烟气结露、滤袋板结、腐蚀等瓶颈问题，同时还存在烟气高温、火星、烟气超过负压等诸多问题，历来被业内视为“禁区”，成为一个世界性难题。 综上所述，开展烧结机头烟气袋式除尘技术研发意义重大。预计今后五年间每年市场容量35亿元，已构成重大市场需求。

针对现有技术系统能耗高、设备腐蚀堵塞的问题，开展了烧结烟气含湿量影响分析，烟气调质研究、催化剂理化性质研究，并采用数值模拟分析了流场多相混合强化方法，形成了余热驱动脱硫塔浆液冷却脱湿技术和双加热SCR脱硝技术，并自主开发了自清洁凝渣布风盘和多点阵列高效混风装置等专利设备，完成了烧结烟气湿法脱硫脱硝长效稳定关键技术开发，并最终实现工程应用。

首钢从资源、环境、技术和经济多方面综合衡量，将炼铁工艺流程配置创新升级为“3座5500m3高炉+3台504m2带式焙烧机+2台500m2烧结机”（简称“3+3+2”），传统三元炉料结构调整为“熔剂性球团矿+酸性球团矿+高碱度烧结矿+块矿”四元炉料结构，是一项可填补国内空白兼具行业特色示范性工程，被列为国家“十三五”钢铁流程绿色化关键技术中的重大突破性技术之一。 该项目创新点有： 创新点一： 从低碳清洁和经济性出发，创新配置了“3座5500m3高炉+3台504m2带焙机+2台500m2烧结机”（简称“3+3+2”）的炼铁工艺流程，通过球团矿质量和综合炉料冶金性能的融合研究，确定了“35%碱性球+20%酸性球+40%烧结矿+5%块矿”的差异化炉料结构，填补了国内行业的空白。 创新点二： 研究了不同炉料及装料顺序对炉料分布和透气性、膨胀性能的影响，提出并设计了适用于高比例球团冶炼的并罐布料装置、炉身角度及合适的高径比，有效解决高比例球团冶炼时布料偏析、炉料膨胀影响等难题，为超大型高炉高比例球团稳定冶炼创造了有利条件。 创新点三： 提出了与高比例球团冶炼相匹配的煤气控制技术，形成了以压差为目标、以炉腹煤气指数为纽带、以高富氧高顶压高风温鼓风加湿为路径的超大型高炉高比例球团冶炼技术体系，实现了低碳高效稳定运行。 创新点四： 开发了原料工序通过单拱全球最大跨度的料场封闭技术、高炉炉顶煤气全量回收系统、烧结烟气循环工艺，烧结球团工序实施半干法+SCR脱硫脱硝技术，实现了京唐铁前工序的清洁生产，CO2排放降低10%，SO2、NOx等污染物排放降低15%以上。 项目共取得专利9项、论文4篇。 自2019年6月全面实施50%以上高球团比例的冶炼，实现了3座5500m3高炉50%球团比例的高效稳定运行，平均利用系数达到2.3t/（m3•d）以上，月均日产量最高达到39000t，其中3高炉连续五个月平均日产12820t，平均渣比降低到213kg/THM，平均燃料比达到468kg/THM。最高月均日产量达到13198t，最低月均燃料比463kg/t、最低月均渣比206kg/t。工序能耗最低实现了440kgce，较基准期降低了20 kgce/t以上，取得了良好的效果。项目经济效益约1.5亿元。CO2减排10% ；颗粒物、SO2和NOx污染物减排24%，CO减排33%；高炉渣减排30%。

近些年来，我国高度重视大气污染治理，烟气排放标准更加严苛，废气治理力度不断加大，脱硫脱硝等废气治理设施逐渐普及，使得全国二氧化硫和氮氧化物排放量逐年下降，但与此同时工业废气的排放量却在不断增加，废气排放量的快速增长抵消了废气治理的成果。因此，在关注污染物浓度减排的同时加强烟气排放量削减对改善大气环境减轻大气污染意义重大。对于钢铁企业，削减烧结工序烟气排放量将会对行业减排、改善大气环境产生重大意义。在烟气减排的同时将烧结工序余热最大化的利用，节约能源，降低能耗，为企业生产创造效益，同样产生重大意义。

氧化球团是现代大型高炉炼铁必不可少的炉料，2016-2018年我国球团占炼铁炉料结构比例约13%，但与美国、瑞典等发达国家（80-90%球团入炉）相比，我国因球团矿产量严重不足，入炉比偏低。中国球团品种长期以酸性球团为主，缺乏生产碱性球团技术。此外，因回转窑生产碱性球团对原料条件要求苛刻，市场上低硅、低碱金属的优质精粉资源非常匮乏，且磁铁精矿严重短缺、价格高。因此，以来源广泛、价格低、传统球团企业难利用的镜铁精矿、粗粒赤铁粉矿为原料，开发资源宽口径的多元化配矿技术就成为解决上述难题的必然选择。但镜铁精矿和赤铁粉矿存在粒度粗、成球性差、生球强度低、预热和焙烧温度高、能耗高等技术特点，同时存在生产过程控制难度大，回转窑易结圈，产品存在还原膨胀率偏高等技术难题。 本项目开发了资源宽口径配矿及矿石表面改性技术。制定了粗粒烧结粉和镜铁矿组合磨矿、高压辊磨表面改性的技术标准，开发了载体沉降及强化过滤技术，打破了粗粒烧结粉用于球团的“技术壁垒”。使镜铁精矿的磨矿能耗下降30%，强亲水性的细磨赤铁粉矿沉降速度提高24.4%，过滤脱水效率提高10.6%，解决了微细颗粒对水体污染问题。非传统球团用烧结粉矿和镜铁矿配比达到80-85%，实现了资源多元化，显著提高了资源利用率，大幅度降低了原料成本。开发了链篦机-回转窑多元化球团制备技术，在高赤铁矿配比(80%～90%)下，生产镁质熔剂性球团，突破了国外镁质球团以带式焙烧机为主的工艺限制，及国内以磁铁矿为主的原料类型限制，具备在线切换生产碱性、镁质、酸性球团能力。开发了窑体精确定位与红外连续三维测定技术，建立了回转窑内结圈物厚度及分布的数学模型，研制了窑内结圈物三维分布可视化系统，通过及时测量和预测、精准调控、预防回转窑结圈，停机时间降低95.4%，作业率提高5%。开发了低温烟气高效脱硫脱硝技术，球团烟气脱硫已运行四年，实现球团绿色清洁生产。 获授权发明专利4项，企业技术秘密6项，发表学术论文49篇。项目成果已成功应用于宝钢湛江、武钢、安钢3家国内钢铁企业，优质球团产品长期供宝钢、武钢、安钢、日本制铁、韩国浦项、台湾中钢等国内外企业大型高炉使用，经济效益和社会效益显著。

FOSS脱硫脱硝除尘一体化烟气治理技术是中晶环境独立开发的具有多项自主知识产权的脱硫脱硝技术，是由离子气态选择氧化NO、碱性吸收剂脱硫并完成NO2脱除、高效率布袋除尘及除氟脱汞等多种污染物同时去除的复合功能型一体化协同脱除技术组成。以离子发生器、碱性吸收剂、专利技术改进的CFB一体化脱除反应塔为关键核心，配套布袋除尘器实现烟气超低排放。烟气进入离子发生器气态选择性氧化脱硝区域，在此区域完成NO向NO2的转变；然后进入强效脱除反应塔，在高效湍流与碱性吸收剂作用下，SO2、NO2等酸性气体与碱性吸收剂发生气固反应和一系列的化合反应，生成硫酸盐、硝酸盐；烟气进一步由改进型脱除反应塔塔顶进入袋式除尘器，除尘后烟气达到超低排放指标后经烟囱排至大气中。

在焦炉地下烟道翻板阀和烟囱之间新建脱硫脱硝设施，对烟气进行脱硫、除尘、脱硝治理。 技术原理与工艺路线：采用SCR脱硝+半干法脱硫工艺，脱硫采用生石灰或消石灰作为脱硫剂，在脱硫塔内流态化的脱硫剂吸收SO2，实现脱硫；脱硝是通过SCR反应器内的催化剂催化作用，将NOx转化成N2。工艺流程依次为：地下烟道→加热装置（备用）→SCR反应器→余热锅炉→脱硫塔（含除尘器）→引风机→烟囱。 技术特点：SCR脱硝置于系统最前端，可充分利用焦炉原烟气的高温进行脱硝反应，减少烟气升温能耗；脱硝后的高温烟气，通过余热锅炉生产0.4~0.5MPa的蒸汽回用；经过余热回收后的烟气温度非常适合半干法脱硫工艺，脱硫的同时，烟气的粉尘得到控制；脱硫后的烟气温度在110~120℃，送回烟囱满足烟囱热备功能。

活性焦烟气协同净化工艺以其特有的同步实现脱硫、脱硝、除尘、脱重金属、脱二噁英等污染物的技术特点，已经得到环境治理业内的广泛认可，是目前国内钢铁烧结、球团烟气治理领域大力推广的技术。该法属于干法烟气净化技术，利用活性焦吸附原理，回收烟气中的SO2并用于制酸。制备工业硫酸过程中，需要用3%~5%的稀硫酸洗涤高温SO2解析气，由于含有一定的杂质，洗涤后的稀硫酸经固液分离后部分作为制酸废水外排。由于活性焦烟气协同净化工艺是通过向吸附塔内喷氨气来实现脱硝，因而过量NH3在洗涤过程中通过气液两相接触进入到稀硫酸中，并随制酸废水外排。该类废水存在色度大，氟化物、氨氮、氯离子含量高，对设备腐蚀严重等问题，常规脱硫废水处理后水质指标不达标，严重影响区域的环境质量，该废水处理技术解决脱硫废水排放指标不达标的问题，实现脱硫废水的循环利用。

烧结机漏风是烧结厂普遍存在的老大难问题，烧结机整体漏风率一般在60％左右。漏风主要集中在台车滑道、台车本体、台车头尾部、风箱转角处、卸灰阀、膨胀节等处。 烧结机漏风严重，会大幅度地增加烧结外排烟气量，增加整个烧结过程工艺电耗，造成巨大的能源浪费，直接影响经济效益。对烧结生产、质量、消耗指标、环境指标及成本影响较大，特别是造成烧结产量提升困难、质量波动较大，对炼铁生产有直接影响。烧结机漏风治理改造完成后，烧结机本体漏风率可降低到35%以下。 在相同原料条件下，每吨烧结矿可降低电耗2kwh/t；每吨烧结矿可降低固体燃料消耗2kg/t；可提高烧结矿产量10%。 烧结主抽风机排出的烟气量减少20%以上，减轻了烟气脱硫脱硝系统运行负荷，改善烧结烟气处理效果，废气处理费用降低，环境效果十分显著。