铁矿烧结技术是钢铁冶炼“长流程”中必不可少的工序。通过铁矿烧结技术对铁矿粉进行人为造块对保持高炉冶炼的稳定运行、减少铁水质量波动、提高贫矿利用率具有重要的实际意义。在中国，烧结矿年产量超过10亿吨。铁矿石烧结过程是能源密集型流程，对化石燃料高度依赖。据统计，烧结行业每年消耗超过6000万吨的化石燃料，导致挥发性有机化合物（VOCs）的大量排放。由于稳定的烧结生产需要较大的风量，使VOCs浓度被稀释，导致这一过程的VOCs排放一直被忽视。可以预见的是，烧结源排放的VOCs总量巨大，对大气和人类健康造成了持久的“隐性风险”。在中国的河北、天津和其他地区，当地政府机构通过立法来规范铁矿石烧结厂挥发性有机化合物的排放。然而，截至目前，仍然缺乏对铁矿石烧结过程中VOCs排放特征和规律明确的认识和探索，尤其是铁矿石烧结过程中VOCs的控制技术仍处于起步阶段。
安徽工业大学龙红明教授课题组、王毅璠博士生和Western University Chunbao Charles Xu院士课题组在《Chemical Engineering Journal》期刊上联合发表了题为“
Volatile Organic Compounds (VOC) Emissions Control in Iron Ore Sintering Process: Recent Progress and Future Development
”的综述文章（DOI：
10.1016/j.cej.2022.137601
）。文章探讨了烧结过程中VOCs排放的机理。研究表明，烧结机头点火气体的不完全燃烧是VOCs排放的主要原因之一。此外，来自化石燃料的碳氢化合物在预热层(150-900 C)热解生成VOCs。同时，在致密的“烧结原料球团”内部，燃料周围存在微还原气氛，导致部分燃料在烧结过程中的燃烧不完全，加剧了VOCs的排放。文章结合目前工业应用的烧结烟气处理技术，探索了VOCs控制的可行途径。采用烧结烟气循环技术、活性焦烟气净化技术和选择性催化还原技术有利于烧结烟气VOCs的排放控制。同时，文章概述了控制工业烟气VOCs排放的一系列主要技术、方法、工艺和材料，重点介绍了催化燃烧处理VOCs的方法，特别是钙钛矿型催化剂的选择、设计、改性、负载等方面的发展。多年来，应用钙钛矿催化剂去除烟气中的VOCs已显示出巨大的前景。然而，铁矿石烧结烟气VOCs的减排在政策实施、研发资金投入、基础材料研究和工业应用途径等方面仍然面临着诸多挑战。
（1）需要对大量钢铁企业烧结烟气VOCs排放水平和特征进行监测，收集大量数据，计算和估算烧结源VOCs的排放总量。
（2）需要制定相关政策来规范和限制烧结源VOCs的排放，有必要加大研发力度，以鼓励研究人员开发烧结烟气VOCs排放控制技术。
（3）采用更先进的检测技术(如GC-MS/FID/MS)，分析烧结源VOCs的化学成分，开展针对性的减排技术研究。
（4）烧结烟气再循环技术有利于烧结烟气VOCs的减排，但该技术对烧结产质量指标的影响不容忽视。
（5）活性炭烟气净化技术是同时去除铁矿石烧结烟气中VOCs等污染物的可行途径之一。有必要根据烧结烟气中VOCs的种类，开发新的活性炭改性方法，提高吸附适应性。此外，VOCs与SO2/NOx/NH3在活性炭表面的竞争吸附反应有待进一步研究。
（6）催化剂材料的突破是必然的途径。开发高效、抗中毒、稳定、经济的催化剂至关重要。通过控制纳米结构、微结构、负载载体、金属掺杂和钙钛矿氧化物的表面缺陷来调节材料性能，将有助于改善烧结烟气中VOCs的去除。
（7）利用固定床设备模拟烧结烟气气氛(低氧、高水、SO2、NOx、CO、CO2)，探索VOCs的转化效率和稳定性，有助于解决以下几个方面的问题：
·阐明由于水蒸气和SO2在催化剂表面协同作用导致催化剂失活的机理；
·阐明NO, N2O, CO和VOCs之间的竞争氧化机制；
（9）利用钙钛矿材料的高氧化特性探索VOCs、NOx和PCDD/Fs协同氧化的可能性。
图3
(a)烧结风箱支管中TVOCs和NMHC浓度(b)烧结杯实验中TVOCs浓度曲线
原文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722030881
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