钢铁工业是国民经济发展的基础产业和支撑产业,也是资源能源密集型产业和高污染产业,高能耗、高资源消耗、高环境负荷已成为钢铁产业升级和可持续发展的制约因素。而铁矿粉烧结产生的烟气污染物排放种类多比重大,是钢铁工业大气污染治理的重中之重。面对日益严格的环保政策,单一的烧结烟气污染物末端治理很难满足烟气污染物排放要求。本文对烧结烟气污染物采取全过程协同治理,开展生物质燃料源头控制污染物研究和循环烟气烧结污染物过程控制研究,匹配现有的烧结烟气污染物末端治理技术,实现污染物协同治理。（1）生物质燃料替代焦粉烧结研究:生物质燃料分别选取锯末、花生壳和玉米秸秆,分别对比3种生物质燃料与煤和焦粉的工业分析、热值和孔隙结构等特性,针对生物质燃料的固定碳含量低、热值低、内部疏松多孔、比表面积大和燃料反应性能好等特点,对生物质燃料进行了成型和炭化实验。经过成型和炭化处理的生物质燃料固定碳含量和热值显著升高,与矿石燃料相当。通过利用Fluent软件对铁矿粉烧结进行数值模拟,并构建烧结矿性能评价体系,得到烧结过程生物质燃料适宜添加量为30%,生物质燃料反应速率过快,料层温度低是限制生物质燃料烧结应用的主要因素。针对生物质燃料燃烧反应过快的特点,对锯末炭进行CaO粉末和尿素改性实验和烧结原料包裹制粒实验,改性后燃料反应性大幅降低,开始反应温度Te升高到422℃,经原料包裹制粒后开始反应温度Te进一步提高到462℃。针对生物质燃料烧结料层温度低进行合理配矿研究,通过调整烧结混合料碱度、MgO含量和Al2O3含量,分别开展热力学计算、熔化性能测定实验和差热实验,得到低温烧结条件下烧结混合料适宜的碱度为2.0、MgO含量为1.0%和Al2O3含量为1.8%。基于低温烧结合理配矿的烧结原料条件下,利用改性锯末炭进行烧结杯实验,在保证烧结指标和成矿性能的前提下,生物质燃料替代焦粉烧结适宜添加量升高到40%。（2）烟气污染物在不同烧结料层的生成机理和排放规律研究:分别在常规烧结条件和烟气循环条件下,研究烧结烟气污染物中SO2和NOx在烧结各个料层中的生成机理和排放规律。实验结果表明:烧结矿层经过高温后含硫含氮物质已经反应完全,因此对烧结污染物中SO2和NOx生成基本无影响,但在循环烧结烟气中一氧化碳和铁酸钙的作用下,烟气中部分NOx能够被还原成N2,同时烧结矿层内残留的熔剂会吸附部分SO2,降低烧结烟气污染物的排放量;烧结燃烧层中燃料开始剧烈燃烧,料层温度升高,料层中含硫氮原料开始分解氧化,大量SO2和NOx开始生成,导致烟气中SO2和NOx浓度开始大幅度升高;预热干燥层内随着温度的升高燃料含氮含硫物质随挥发分与氧结合生成部分SO2和NOx,但是在预热干燥层内熔剂会吸收部分SO2,并以SO42-的形式固存在预热干燥层内,但对烟气中NOx无吸附作用;在过湿层由于温度较低,料层基本不产生SO2和NOx,由于循环烟气中污染物浓度较常规烧结污染物浓度高,料层中熔剂会吸附烟气中更多的SO2,减少烟气中SO2的排放,对烟气中NOx排放无影响。通过比较不同烧结条件下烟气污染物排放曲线,由于循环条件下烟气污染物含量高,因此烟气污染物排放量较高,但是被料层吸附及还原的烟气污染物含量也随之升高;当利用锯末炭做烧结燃料时,锯末炭中的硫和氮含量较低,因此在烧结过程中锯末炭产生的烟气污染物SO2和NOx均低于焦粉,能够实现烧结烟气污染物源头管控。（3）基于生物质燃料烟气循环烧结污染物协同控制污染物研究:基于优化烧结配料条件,选用改性锯末炭替代部分焦粉进行烟气循环烧结杯实验,分别研究循环烟气含氧量、温度、SO2含量和NOx含量对生物质燃料烧结成矿性能和烟气污染物排放规律的影响,同时对烟气循环条件下改性锯末炭的适宜替代量进行了研究。实验结果表明:基于改性锯末炭替代焦粉进行烟气循环烧结,适宜烟气含氧量为14.9%,循环烟气中SO2浓度不应高于500ppm,NOx对烧结性能指标影响较小,烟气含NOx浓度越高,烟气中NOx减排量越大。在烟气温度为200℃和CO含量为0.85%的条件下进行循环烧结,在保证烧结成矿性能的前提下,改性锯末炭替代焦粉含量由40%提高到50%,烧结烟气污染物SO2和NOx分别相对减排42.6%和65.8%以上,减少烧结烟气末端处理量,实现烧结烟气余热利用和烟气污染物协同控制目标。