PAGEPAGE9级工程硕士学位研究生选题报告学院化学工程与技术学院工程领域煤化工研究生姓名杨希学号指导教师姓名(学校)颜家保指导教师姓名(企业)2014年9月27日一、简表课题名称中文焦炉烟囱污染物控制探索及应用英文Researchandapplicationofthecokeovenchimneypollutantscontrol课题来源√A.来源于企业B.其他课题类型A.研究课题√B.技术改造C.工程设计D.工程管理开题时间2014年9月27日选题考评小组成员姓名职称签名注：选题考评小组由3~5名具有高级职称的人员组成，其中至少有1人来自企业。二、课题立论依据(包括研究意义、国内外研究现状分析、参考文献综述)研究意义：焦炭主要用于冶金、机械、化工行业，是这些行业的主要原料和燃料，其中70%的焦炭用于冶金行业，而在冶金行业中，又有90%的焦炭消耗于高炉炼铁。在目前铁矿还原法的高炉炼铁工艺仍占据主导地位，焦炭作为还原剂，提供还原铁矿石所需的碳和热，并在高炉中作为支撑料柱，为气体穿过料层提供通道。高炉炼铁的较比平均为435kg/t，即每产生1吨生铁需要焦炭435kg。因此，焦炭是高炉炼铁的重要原料，炼焦也是钢铁工业的一个重要组成部分。然而，炼焦的又是产生污染及其严重的产业。焦炭在给人类社会带来巨大经济利益的同时，也使当地环境遭受到极大的破坏。因此，炼焦生产环节中产生污染的控制显得尤为重要。国家环保法规的日益严格及人们环保意识的不断加强，作为化工生产行业的焦化企业，在炼焦过程中产生的氮氧化物（NOX）引起极大关注，国家对此也相应出台了严厉的控制指标。GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》已经于2012年10月1日实施。标准中规定：现有企业自2012年12月31日止，排放焦炉废气中的NOX浓度要求小于800mg/Nm3。2015年1月1日起，现有企业和建设企业排放焦炉废气中的NOX浓度要求小于500mg/Nm3。如何减少焦炉的NOX排放量，是炼焦企业刻不容缓的任务。随着我国经济的快速发展，对焦炉排放氮氧化物的危害也日益重视，并准备制订排放控制标准。本文将对氮氧化物在焦炉燃烧过程中的形成机理及控制措施进行论述。国内外研究现状：1、我国氮氧化物排放的现状炼焦炉在生产焦炭的过程中会产生许多对环境有害的污染物，NOX便是其中的一类。NOX中所含的NO和NO2因子，是造成大气污染的主要污染源之一，它们能在大气中形成酸雨或酸雾，与碳氢化合物形成光学烟雾，破坏臭氧层等，对人体、职务均有致毒损坏作用。焦炉由于其市场工艺的特殊性，气烟囱排放废气所含的NOX浓度较高，一般可达到500—700mg/Nm3，有的甚至高达1300mg/Nm3，其中NO占90%—95%，NO2占5%—10%。减少或抑制NOX排放量，已经引起世界各国的管饭关注。近二十年来，我国钢铁工业的飞速发展拉动了炼焦技术的进步，焦炉大型化的同时，淘汰装备落后的炭化室高4.3m顶装小焦炉。我国几乎囊括了世界所有的先进焦炉，冰开发了炭化室高7m的顶装焦炉，形成了炭化室高6m的捣固系类焦炉。2012念我国焦炭产量达到4.43亿吨，成为世界焦炭生产大国，同时焦炉的环保装备水平也跃入世界炼焦技术强国。从20世纪50年代开始，我国炼焦炉就采用废气循环加热技术，即在燃烧室内掺入燃烧后的废气，稀释煤气中可燃成分，一拉长火焰，促使完全燃烧。目前，我国采用废气循环加热技术的焦炉，燃料燃烧后从烟囱排出废气的NOX一般在600—900mg/Nm3。当炼焦炉采用废气循环加多段加热的组技术时，如果采用高炉煤气加热，可控制燃烧废气中NOX≤500mg/Nm3，当采用焦炉煤气加热时，可控制燃烧废气中NOX≤700mg/Nm3。可以看出，当焦炉用高炉煤气掺混焦炉煤气加热时，焦炉废气中的NOX基本能满足国家排放标准的要求；而当用焦炉煤气加热的焦炉烟道废气中的NOX不能达到国家对NOX排放的要求。2、我国氮氧化物控制现状近年来，我国不断增加和修订各行业氮氧化物排放限值，新修订的《环境空气质量标准》也收紧了二氧化氮的浓度限值。为了进一步扼制氮氧化物不断增长的趋势，我国《国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》已明确在“十二五”期间将氮氧化物排放量减少10%作为主要目标之一。氮氧化物具有多重的环境效应。我国的氮氧化物排放近年来增长迅猛，导致区域臭氧和PM2.5污染加重，大范围的灰霾现象时有发生。我国酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸复合型过渡，氮氧化物排放增加引起的氮沉降成为我国水体富营养化的重要原因之一，氮氧化物中的二氧化氮更对人体健康也有着直接的危害，这些都对人民群众的身体健康和生态环境造成了严重影响。随着我国经济的发