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。

目前，烧结除尘在稳定性、经济性、高效性、环保性方面仍有待提升，主要体现在： 1、焙烧冷却过程含尘废气排放量大，工序间耦合循环利用率低，除尘治理成本高，作业环境差：焙烧冷却过程，吨烧结矿生产需风量达4600m3以上，烧结需要风量，而冷却含尘热废气又直接外排，不仅浪费了能源，还导致无组织排放，大量细颗粒粉尘散落在环冷机作业区，以一台600m2烧结机为例，对环冷机含尘废气全部收集后通过布袋除尘治理，需增加投资5000万元，成本高。 2、混匀制粒过程易产生高湿高黏含尘废气，治理难度大，属世界性难题：烧结工序中添加生石灰可以改善混合料制粒效果，而生石灰消化会形成大量的含矿粉、石灰颗粒和蒸气的高湿高黏含尘废气，除尘过程极易结硬并堵塞管道，作业率低，管理要求高，检修工作量大，很难长期稳定达标排放。 3、原料输送过程转运距离长、落差高，易扬尘，运输皮带黏料严重，易散落：烧结系统皮带运输距离达3000m以上，粉料处理量达千万吨，转运落差达4-8m，下落冲击过程易产生碎裂和扬尘，且多为含水细颗粒物料，容易黏结在皮带表面上造成卸料不彻底，在皮带回程时跌落至各个不确定地点后形成扬尘。 4、散落粉尘磨琢性强，点源多，清扫工作量大，负压清扫与输送技术应用受限：厂区多点散料清扫与洁净作业是维护环境的重要工作，冶金粉尘磨琢性强，高负压气力清扫与输送过程中容易磨穿除尘装置，除尘点多，各支路工况变化对风速匹配度要求高。 因此，本项目围绕烧结工序不同生产环节粉尘减排的难题，针对性地开发烧结粉尘无组织排放控制技术，以期实现烧结清洁化生产。

主要研究内容包括：①气-固-液多相高效上升管换热器的研制与换热强化；②导热油负压脱苯工艺及其传热传质强化；③导热油回收上升管系统网络建模；④能量流网络智能化控制优化设计。 本项目通过低碳洁净能源流网络的构建，变革现有上升管余热的回收方式与焦化余热的利用方式，大幅降低焦化系统能耗、减少焦化过程CO2排放、推动焦化工艺技术进步；为焦化企业创造更好的经济效益和社会效益，加速实现焦化企业可持续发展、绿色转型升级和“双碳”奋斗目标。

针对烧结余热回收及发电项目存在的主要问题及技术难点，依靠深厚的热能工程学理论知识及多年积累的烧结工艺与余热回收技术工程经验，本项目利用能量系统工程理论，对烧结工序烟气全余热回收集成研究，提高烟气余热回收率和系统稳定性。首次开发了烧结烟气恒温复合循环余热回收系统，提高余热回收率和系统安全稳定性；研发了烧结恒温复合循环余热锅炉，整合冷却机和烧结机两处余热资源，实现同步回收利用； 突破传统，研发冷却机随动密封组，采用随动密封原理，提高冷却机密封效果；针对烧结机烟气特点，研发了大负压自平衡启闭装置，确保生产安全。

为了提高烧结机的效率，在产学研合作下，开发了基于调控烧结料层收缩的低负压低风量点火技术。提出了料面收缩(y，mm)和风箱(x，个)的曲线关系公式：y=k1*ln（x）+ k2，揭示了烧结负压与烧结时间对曲线参数(k1和k2)的影响，发现了烧结机点火段是料层收缩的核心区域，开发了低热值煤气的低风量低负压点火技术，显著降低了煤气消耗。研发和集成了系列风量优化技术。通过实施风箱开度差异化调配、料面无动力打孔、双水分烧结、高效侧密封等一系列风量优化的关键技术，实现了烧结机长度方向和宽度方向有效风量的合理分配。最终，成功开发并实施了国内首台套返矿分流工艺。改变了传统烧结返矿全部参与制粒甚至提前润湿的理念，率先开发和应用了基于粒级精准控制的烧结返矿靶向投加技术，优化了制粒过程原料粒度和制粒水分的分布，突破了过湿带恶化料层透气性的瓶颈，实现了高效烧结生产。

该项目针对焦化企业传统蒸汽共沸汽提脱苯工艺的粗苯收率低、能耗高、废水废渣废气污染环境、运行成本高等问题，依据炼焦化学工业流程学 “三流一态”（物质流、能源流、信息流及其对应的过程状态）的理论，提出以“负压实沸点蒸馏”取代传统蒸汽共沸蒸馏，开发了负压脱苯工艺流程和装备。在国内首次进行了双塔双炉负压脱苯的工业实践，升级优化了单炉单塔脱苯工艺，实现了“脱苯和再生高效集成”、“脱苯再生差压操作集成化与大型化”等塔器高效集成技术的创新和突破。该项技术已获得专利4 件（其中发明专利2件），成功应用于11家焦化企业（共12套，焦炭产量1600万t/年），累计为用户新增经济效益4.85亿元，累计减排CO2 6.78万t，减排废水155万t，减排VOCs 22万t，经济效益和社会效益显著。

针对目前焦化废水处理成本高的不足，利用烟道气余热加热废水，实现了蒸氨过程蒸汽、煤气等能源介质的零消耗。主要用于钢铁联合企业焦化厂或独立焦化厂含氨废水的处理，同样适用于其他工业过程的含氨废水的处理。

项目针对焦油蒸馏过程能耗高、工艺复杂及沥青烟污染问题，研究开发了焦油高效蒸馏技术，项目引入减压蒸馏原理，通过降低蒸馏压力和温度，实现焦油无蒸汽蒸馏，并降低煤气消耗；项目通过研究应用沥青水下成型技术，消除了沥青烟的污染。项目开发过程中形成了焦油负压蒸馏工艺、焦油负压蒸馏塔、沥青水下成型等核心技术，实现了焦油蒸馏一塔内采出酚油、蒽油、萘洗油和沥青，使焦油蒸馏不再使用蒸汽，降低了煤气消耗，消除了沥青烟的污染，改善了环境。

项目针对剩余氨水蒸氨过程中存在的系统能耗高的问题，研究开发了负压蒸氨技术，是在原在原导热油常压蒸氨基础上，引入减压蒸馏原理，通过降低蒸馏压力和温度，实现降低蒸馏能耗的目标。项目开发过程中形成了负压蒸氨工艺、负压蒸氨加碱和负压蒸氨塔等核心技术，降低了蒸氨耗热量，节约了煤气消耗，减排了二氧化碳，实现了尾气回收利用，改善了环境。

该技术适用于焦化厂富油粗苯蒸馏工段，富油含苯约2%，经过该工艺技术处理后贫油含苯低于0.3%。 为解决目前常压脱苯工艺中脱苯效率低及产生废水的问题，该项目对焦化厂富油采取负压蒸馏的方式将其中的苯族烃蒸馏出来，脱苯效果好，采用塔釜循环热贫油加热蒸馏不利用常规的蒸汽蒸馏，从而使粗苯分离废水大为减少。