本项目属于冶金节能减排领域。 我国钢铁产量大，污染物排放高，颗粒物、SO2、NOX分别占工业的30.1%、13.7%、15.7%。现有排放标准已无法满足“打赢蓝天保卫战”要求。2017年政府工作报告提出：推动钢铁行业超低排放改造。结合目前钢铁行业环保水平，钢铁行业实现超低排放还存在以下难点：（1）无组织排放点位多、排放量大，排放底数不清，缺乏治理有效路径；（2）高炉煤气用户SO2排放末端治理难度大、缺乏源头控制技术；（3）转炉一次除尘、高炉料罐均压煤气等重点工序颗粒物治理技术不完善；（4）球团烧结稳定达标排放难度大。（5）污染物一体化管控难度大。针对上述难点，首钢股份公司开展了无组织排放管控治一体化技术研究，有组织达标排放成套技术研究。项目取得了以下创新成果： （1）首次建立了迁钢钢铁生产全流程超低排放技术体系，研究了钢铁生产全流程污染物排放特征及规律，开发了有组织排放稳定达标的成套技术，搭建了全流程污染物管控治一体化智慧环保平台，使首钢股份公司吨钢颗粒物、SO2、NOx排放绩效指标分别达到了0.17kg、0.21kg、0.4kg。 （2）开发了有组织排放长期稳定达标的成套技术，在综合分析高炉煤气有害成分的基础上，首创了高炉煤气喷碱控硫技术；在系统研究了煤气防爆技术和污水处理技术后，首次将湿式电除尘器技术与转炉煤气OG除尘有机结合；对料罐煤气放散特征系统分析技术上，首创了全量回收料罐均压煤气技术；在系统性地研究了球团烟气特点后，创造性地将SCR脱硝技术引入到球团烟气治理领域；通过上述技术的应用使迁钢公司有组织排放远低于超低排放要求。 （3）建立了无组织排放综合除尘控制技术体系，首次研究了无组织排放产尘机理和扩散规律，开发了卸料行为图像智能识别技术、超细雾炮抑尘技术、双流体干雾抑尘技术、生物纳膜抑尘技术、Y型双层密闭导料装置等，实现对无组织排放污染物管控与治理。 （4）首次建立钢铁企业超低排放智能管控平台，开发了以网格化综合管控模块为核心，以大数据技术及机器学习自适应算法为驱动，以机器管理代替人员管理，实现污染源点精准化、治理技术智能化、治理过程信息化、决策反馈一体化、污染应对数据化、操控管理无人化的“黑灯工厂”。 项目环境效益显著：2019年比2017年颗粒物减排3122吨，SO2减排1531吨，NOX减排2344吨，减排比分别达69%、47%、42%。

钢铁行业是我国节能减排重点关注的领域，其冶炼过程中排放大量的低热值燃气，其中高炉煤气量最大。因低热值燃气热值低、压力与成分波动性大、燃烧性差以及煤气发电机组单机容量小等特点，冶金低热值燃气利用存在利用效率低，制约了我国钢铁工业的绿色发展。 中冶南方都市环保自成立以来一直致力于低热值燃气的清洁高效利用，历经近10年产学研合作研究，研发了冶金低热值燃气高效清洁智能发电技术，实现了超高压/亚临界参数应用于低热值燃气发电工程中，并形成了相关技术规范。 项目成果已实现系列化应用，在日照钢铁集团有限公司、印尼青山钢铁等海内外40余家钢铁厂的79个机组中得到了大范围推广，共装机容量6190MW，合同额超100亿元，国内低热值燃气发电市场占有率超50%。项目成果每年节约1486万吨标准煤，当量减排SO2 28.5万吨、CO2 4950万吨、NOx 26万吨；在项目成果引领下，我国钢铁工业的低热值燃气利用效率大幅提升，减少了吨钢能耗，促进钢铁行业高质量发展。 项目成功研发后彻底改变了低热值煤气利用格局，因该技术性价比极高，该技术的实施基本取代了低热值煤气燃气联合循环发电技术，引领了低热值燃气利用领域的技术发展，对本行业的发展意义重大。本技术的开发迅速在150MW容量以下其他行业小型发电机组中取得应用，有效提升化工、印染、冶金等行业的能源利用效率，并在光热发电中取得了应用，全面提升了我国小型发电机组的能源利用效率，意义深远。

低氮燃烧技术一直是控制锅炉NOx应用最广泛且经济实用的措施。它是通过改变燃烧设备的燃烧条件来降低NOx的形成，具体来说，是通过调节燃烧温度、烟气中的氧的浓度、烟气在高温区的停留时间等方法来抑制NOx的生成或破坏已生成的NOx。 本技术可应用于燃烧高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气的锅炉烟气处理，处理之后烟气达到超净排放标准。

北大先锋变压吸附提纯CO工程技术适用于从高N2含量的各种工业混合气中分离CO，北大先锋已为用户建设了数十套工业装置，广泛应用于从水煤气、半水煤气、合成气等各种工业混合气中制取高纯CO，装置的数量、生产规模和性能指标均处于国际领先地位，为化工行业用户创造了显著的经济效益和社会效益。在北大先锋已有的项目中，很多装置的原料气N2含量比较高，例如半水煤气的N2含量达到15～20%，CO产品气的收率和纯度依然较高，这是因为，北大先锋的变压吸附分离CO技术采用了对CO有优异选择吸附性能的PU-1吸附剂。采用PU-1吸附剂的变压吸附提纯CO工程技术对原料气的适应性很强，因而适宜于从任何富含N2的CO原料气中分离制取高纯度CO，也完全适用于从高炉煤气分离CO。在此基础上，根据高炉煤气的组成特点，北大先锋公司开发了针对性的分离回收CO工艺流程，并已申请了国家发明专利。

高炉煤气一塔式多级除氯工艺满足了高炉煤气干法除尘技术发展所需，配套开发出的一塔式多级除氯设备实现了塔内三级功能，依次为喷水脱氯、喷碱液脱氯并调节pH值、以及脱水除氯。处理后，煤气中酸性易溶介质基本能有效脱除，减少了烟气排入到大气中的酸性介质，降低了对大气的破坏作用和对环境的污染；调节煤气管网中冷凝液的pH值，使其精准控制在7±0.5范围内，解决了管网及设备腐蚀问题；同时脱除处理过程中混入到煤气的大量机械水，使煤气中机械水含量小于3g/Nm3，保证高炉煤气燃烧品质。

近些年来，高炉煤气管网及设备腐蚀问题突出，经检测，主要是由煤气管道内冷凝液含氯离子等酸性介质偏高所导致。分析其原因，与入炉炉料相关，更与高炉煤气净化工艺相关。 高炉煤气一塔式多级除氯工艺及装备即是在保留干法除尘工艺多发电的经济效益的前提下，对并入管网的煤气进行除氯处理，从而减少煤气中Cl-的排放、并解决管网及设备的腐蚀问题，是对干法除尘工艺有效的补充与完善。该装置规模与处理煤气量密切相关，系统喷淋水大部分循环利用，少量排放至高炉冲渣水系统或进入已有的污水处理系统，不产生二次污染。

高炉冶炼过程产生的高炉煤气经导出管、上升管、下降管进入重力除尘器，经过重力除尘后的荒煤气经荒煤气总管、支管进入各个布袋除尘器。经布袋除尘器净化处理后的净煤气，经净煤气支管进入到净煤气总管，再通过余压发电装置（TRT）或减压阀组减压后进入煤气管网，供钢铁厂作为二次能源利用。首钢京唐1号高炉全干法布袋除尘器的净煤气含尘量≤ 5mg/m3，由投产后运行实绩可见，净煤气的含尘量长期仅为2 mg/m3~4mg/m3，甚至低于2 mg/m3。TRT的月平均发电量已稳定达到40kWh/t铁以上，全年平均发电量达到52.1 kWh/t铁，最高月平均达到64.9kWh/t铁。

各种以气体燃料为热源的高温炉窑，尤其是低热值煤气为燃料的冶金炉窑，如钢铁企业以低热值高炉煤气为燃料的轧钢加热炉等。

本技术适用范围为： 1）适用于缺少高热值煤气，或高炉煤气热值较低的钢铁企业，而仅需用低热值煤气满足高炉高风温的要求，从而达到降本增效和节能减排的目的。 2）本成果中的顶燃式热风炉技术可以适用不同的燃烧介质条件（有或者没有高热值煤气），可以适用不同容积的高炉要求，可以适用不同等级的风温要求。

现有的高炉炉顶料罐均压放散过程中，均压时，采用净煤气或半净煤气一次均压，当一次均压不能满足压力要求时，采用氮气进行二次均压；放散时，直接将料罐内的煤气放散入大气中。以年产1000万吨钢铁厂为例，每年放散的高炉煤气达7000万Nm3，碳排放高达6.2万吨，造成极大的环境污染和资源浪费。因此，通过合理的途径，减少或杜绝该部分煤气排放，可起到节能减排，降低碳排放的良好效果，具有良好的经济和社会效益。提出的优化方案（引入法和填充法），解决了煤气放散的问题，适用于现有高炉或新建高炉，操作简单可靠。