烧结机风箱中烟气排放规律及分析

 为了研究烧结机各个风箱中烟气的变化规律，选择某400 m2烧结机为研究对象，通过使用不同的烟气分析仪器对烧结机48个风箱中的烟气进行检测，得出了大型烧结机不同风箱中烟气温度、负压、流速、烟气成分(包括氧气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物)等的变化规律；将烧结过程的料层分为6个状态，结合料层状态和风箱烟气参数分析了不同风箱对应的料层状态，解析了各个风箱烟气参数变化与料层状态的关联性和各个参数之间的相关性。可以得出，烟气的负压与流速的变化正相关；烟气温度与二氧化硫质量浓度变化趋势一致；氧气体积分数与一氧化碳、氮氧化物质量浓度变化呈现负相关趋势；一氧化碳和氮氧化物质量浓度变化一致；不同风箱烟气参数变化与风箱对应的烧结料层状态密切相关。     

烟气循环烧结过程料层温度及NOx排放模拟模型

 为了研究烟气循环条件影响料层的热状态及减排机理,依据烟气循环烧结过程主要反应的热力学和动力学、气-固传热规律以及气体流体力学,建立了烟气循环烧结料层温度及NO_x排放的数值模拟模型。试验验证结果表明,模型计算的料层温度、气体组分(O₂、CO、NO)等与试验检测值吻合较好,料层温度及NO排放浓度相对误差在±5%以内;根据模拟模型分析可知,烟气循环烧结中影响NO排放的主要因素是烟气循环中O₂和CO浓度,随着O₂浓度的降低和CO浓度的上升,燃料氮氧化反应速率明显下降,NO-CO还原反应速率升高,烟气中NO平均排放浓度降低。     

中天钢铁550 m~2烧结机降低CO排放研究及实践

在中天钢铁550 m~2烧结机实现烟气NO_x、SO_2、颗粒物超低排放的背景下,通过现场工业试验研究了烧结混匀料粒度、烧结终点温度、抽风负压、料面蒸汽喷吹量对烟气CO质量浓度的影响。研究结果表明:在现有烧结配料结构下,通过适当提升混匀料粒度,适当提升终点温度在400～425℃范围,可使烧结过程反应更加充分;在保证烧结矿强度的前提下,把抽风负压控制在(14.0±0.8) kPa范围;对烧结机料面喷吹蒸汽,均能够一定程度降低烟气CO质量浓度。通过降低CO排放的研究与实践,烧结机烟气CO质量浓度最终控制在4 800 mg/Nm~3以下。     

铁矿烧结过程温室气体COx排放规律的研究

详细地对铁矿烧结过程温室气体COx排放规律进行了研究,结果表明:烧结过程温室气体COx排放变化情况能够很好地反映烧结过程固体燃料焦粉的燃烧状况,证明焦粉的燃烧是以生成CO2的完全燃烧反应为主,但仍有部分生成CO的未完全燃烧反应存在.烧结烟气中CO2浓度值降为零值时所对应的点与烧结废气温度为最大值有很好的对应关系,能很好地用于确定烧结终点.焦粉配比和碱度对烧结过程焦粉燃烧的影响也能明确地从温室气体COx的排放情况表现出来,而且,通过判断焦粉的燃烧状况,可以推测出烧结矿质量的优劣,用于指导烧结生产.     

配碳量对烧结烟气排放规律的影响

为了更好地对烧结烟气进行协同治理,建立一体化控制技术,对不同配碳量混合料进行烧结实验。通过德国testo350烟气分析仪实时在线测得烧结烟气中CO、SO_2、NO_x、O_2等成分数据,分析烧结过程中CO、SO_2、NO_x形成的机理及主要影响因素。结果表明:烧结过程中,烟气CO平均质量浓度随配碳量增加而上升;SO_2的排放在烧结终点前始终存在一个排放质量浓度峰值区间,并且配碳过高造成的还原性气氛不利于脱硫;烟气中的NO_x主要来自于燃料燃烧产生的燃料型NO_x,应使烧结燃料引入的N最小化;建议分级治理烟气,将SO_2质量浓度高的区域烟气引入点火区域实现热风烧结,并且利用自反应、自催化作用协同富集降低其污染物的质量浓度。     

影响烧结工艺过程NOx排放质量浓度的主要因素解析

在烧结烟气脱硫治理取得成效之后，烟气脱硝迅即摆上钢铁企业的环保治理议程.在尚无经济有效的末端治理脱硝工艺的前提下，有必要在烧结生产中进行工序过程控制，从而保持烧结烟气NO_x排放质量浓度处于较低水平.本文通过统计解析的研究方法，系统分析了2013至2014年宝钢实际烧结过程中原燃料条件参数、工艺条件参数对烟气中NO_x排放质量浓度的影响规律.研究结果表明:适当降低赤铁矿的使用比例，提高烧结粉、返矿的配比，提高钙质熔剂中石灰石的使用比例，降低镁质熔剂使用比例，保持烧结矿较高的碱度水平，强化制粒提高料层透气性，坚持厚料层烧结等措施均有利于抑制烧结烟气NO_x的排放质量浓度水平.      

烧结矿燃料对烟气排放浓度的影响

为控制烟气污染物排放浓度,保证烧结生产的顺利进行,分析了NO_x、SO_2在烧结过程的形成机理,研究了不同燃料在生产中对烟气排放浓度的影响以及两者之间的对应关系。指出使用低氮煤的氮氧化物排放量明显低于其他燃料,是控制氮氧化物排放浓度的有效措施。     

全氧高炉风口喷吹烧结烟气的冶炼特征

摘要：建立了高炉或氧气高炉喷吹烧结烟气的数学模型,实现对烧结烟气利用与处理的目的。模拟结果显示：当烧结烟气喷吹温度为1250℃,全氧高炉的炉缸与炉身处各循环200m3/t炉顶煤气时,烧结烟气喷吹量每增加100m3/t,高炉理论燃烧温度降低约134℃,直接还原度增大0.02。随着烧结烟气喷吹量的增加,煤比逐渐增大,炉顶煤气中氮气含量逐渐增大,SO2浓度逐渐降低。当烧结烟气喷吹量达到894m3/t时,炉顶煤气中的SO2质量浓度为214.28mg/m3,与普通高炉相比,降低约1.48mg/m3;氮氧化物质量浓度为45.42mg/m3,低于普通高炉约6.36mg/m3。     

高炉处理烧结烟气脱硫脱硝理论分析

对利用高炉处理烧结烟气同时脱硫脱硝脱二噁英技术的可行性进行了理论探讨,分析高炉内部还原二氧化硫和氮氧化物,以及分解二噁英的热力学条件,探讨烧结烟气代替空气鼓风对理论燃烧温度、风量、炉缸煤气、炉顶煤气和铁水硫含量的影响.结果表明:二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮的最低平衡体积分数分别为1.84×10-13%、3.08×10-11%和3.72×10-21%,高炉内部还原二氧化硫和氮氧化物是可行的;高炉具有分解二噁英的有利热力学条件;烟气中二氧化硫和一氧化碳对理论燃烧温度的影响可忽略,氮氧化物能略微提高理论燃烧温度,二氧化碳体积分数增加1%,理论燃烧温度降低大约40.5℃,但通过降低鼓风湿度和提高富氧率等措施,能达到高炉正常生产时的炉缸热状态水平;随着烟气中二氧化碳含量的增加,风量、炉缸和炉顶煤气量都逐渐降低,炉缸煤气一氧化碳和氢气含量增加,炉顶煤气中一氧化碳、氢气、二氧化碳和水含量都增加,氮气含量显著降低;铁水硫含量与烟气二氧化硫含量成正比,但当二氧化硫质量浓度达到2000 mg·m-3,铁水中硫质量分数仅为0.025%,铁水质量仍合格.通过综合调节高炉操作参数,也可以实现烧结烟气代替空气鼓风进行高炉炼铁生产,达到脱硫脱硝脱二恶英的目的.      

烧结烟气CO_x的生成机理及减排措施

铁矿烧结烟气是钢铁领域污染负荷最为严重的环节。目前,研究者在颗粒物、SO_x、NO_x治理方面已取得了很大的成效,但烧结烟气中还含有一定的CO_x(7%～10%的CO_2、0.4%～1%的CO),其对人类健康和社会环境具有严重的影响,也是未来烧结烟气治理的关注点。本研究在分析烧结烟气CO_x生成机理的基础上,从源头减量、过程控制、末端治理全方位出发,提出烧结烟气CO_x的减排策略和待研究的问题,包括厚料层烧结、氢系燃气喷吹、生物质燃料烧结、燃料粒度控制、涂层制粒烧结、添加剂预处理燃料、烟气循环、富氧烧结、蒸汽喷吹、CO催化氧化及CO_2的分离吸附等。     

Analysis of flue gas emission law in sintering process of iron mine

In order to study the emission law of COx in the sintering flue gas, firstly, the fuel combustion behavior in the sintering process was studied and the generation mechanism of COx was analyzed. Then, the sintering process in the production site was simulated. Sintering flue gas was detected by the flue gas analyzer. Flue gas temperature, negative pressure, and flue gas composition were analyzed. The correlation between the change of flue gas parameters and the state of sinter bed was analyzed. The experimental results can be concluded that the main factor affecting the mass concentration of CO in the sintered flue gas is temperature. The changes of CO, CO2 and NOx mass concentrations are consistent and negatively correlated with the changes of O2 gas volume fraction.CO, SO2 and NOx concentrations have the same extreme time, and the flue gas temperature reaches the fastest rising period. The golden stage of staged treatment of CO in flue gas is from the end of sintering ignition to the rise of flue gas temperature.     

废脱硫剂在铁矿烧结中的应用

钢厂煤气脱硫工序排放的废脱硫剂是一种难以利用的有害固体废弃物，含一定量的铁及较高的钙和硫等元素。对废脱硫剂配入铁矿粉中进行了烧结杯的试验研究，结果表明，当废脱硫剂配比超过01%后，随着废脱硫剂配比的升高，烧结矿转鼓强度下降，利用系数下降，烧结烟气中SO2与NOx浓度增加，烧结矿的还原度有所下降，但烧结矿的低温还原粉化性能有所改善。烧结矿的矿相研究发现，废脱硫剂配比偏大时，磁铁矿体积分数增大，铁酸钙体积分数减少，并由针状结构向柱状、板状演变，烧结矿的气孔率上升。主要原因在于其粒度偏粗，含硫高，不利于成矿。当废脱硫剂粒度为-63mm及其配比控制在01%时，烧结矿的产量和质量有所改善，烟气中SO2、NOx较基准试验变化不大。工业试验表明，在烧结混匀矿中配入废脱硫剂配比小于012%时，烧结矿产量和质量没有明显变化，烧结烟气脱硫脱硝效果也没有受到影响。废脱硫剂掺入铁矿中进行烧结是一种资源化利用的有效方法，不仅解决了有害固体废弃物对环境的影响，而且使二次资源得到综合利用。     

基于测试的烟气循环烧结工艺

在正常生产情况下,以新钢8号360m2烧结机为研究对象,提出基于测试的烟气循环烧结工艺思路。采用风箱支管开孔取样的测试方法,通过选择合理的测定位置和测点,测试烧结烟气温度、O2体积分数以及SO2和NOx体积分数,探索其变化规律并制定适宜的内、外循环工艺方案。研究结果表明,烧结机前段风箱烟气中O2体积分数较低,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升;烧结烟气密度随温度升高而变小,流速相应增大,但其标况流量相当;烧结循环烟气O2体积分数越高,烧结机漏风率越低,烟气循环率越高;内、外循环工艺都能降低固体燃料消耗,清洁烧结生产,前者兼顾增产功效,适合新建项目,后者兼顾减排功效,适合改造项目。     

烧结烟气臭氧氧化 半干法吸收脱硫脱硝实践

以梅钢7×105 m3/h烧结机烟气的脱硫脱硝为背景，研究了实际工程应用中臭氧对烟气的氧化和半干法对氧化产物(NOx和SO2)的吸收等问题。结果表明，臭氧喷入点位置对烟道内NOx氧化影响不大，喷射格栅保证了臭氧和烟气的均匀混合。吸收塔出口烟气温度对脱硝影响显著，NOx的吸收效率会随着温度的升高而降低，当温度高于95 ℃时，脱硝效率为0；而脱硫塔出口烟气温度变化对SO2吸收几乎没有影响。优化后的烧结烟气脱硫脱硝系统连续运行数据表明，出口SO2质量浓度均值为16.83 mg/m3，出口NOx质量浓度均值为72.33 mg/m3，均达到了系统设计要求。系统运行成本为10～11元/t，与活性炭烟气净化技术、循环流化床＋SCR工艺技术相比，臭氧氧化 半干法吸收协同脱硫脱硝工艺具有明显的优势。     

低温氧化法用于烧结烟气脱硝的可行性探析

烧结烟气中氮氧化物（NOx）是危害人体健康和生态环境的主要污染物之一。鉴于大部分钢铁厂烧结生产线都还没配置烟气脱硝设施，烧结烟气NOx治理迫在眉睫。然而，烧结烟气具有温度低、SO2含量高、NOx含量低等特点，不适宜采用燃煤电厂常用的选择性催化还原（SCR）或非催化还原（SNCR）脱硝方法。介绍了几种低温氧化脱硝技术，分别采用氯酸、亚氯酸钠、高锰酸钾、过氧化氢和臭氧等氧化剂，并详细阐述其氧化原理及技术特点。还对低温脱硝技术应用于烧结烟气NOx治理进行可行性分析，认为过氧化氢法、臭氧法和和黄磷乳浊液法等氧化脱硝技术具有一定的市场前景。     

烧结矿催化还原NO的实验研究

摘要：《钢铁企业超低排放改造工作方案（征求意见稿）》中，计划将烧结烟气中NOx排放质量浓度控制在50mg/m3以内，烧结烟气NOx减排势在必行。因此，旨在利用烧结矿本身作为脱硝催化剂，以烧结过程产生的还原性气体CO为还原剂，系统地研究了烧结矿粒径、焙烧温度、空速比、CO/NO物质的量之比和O2体积分数对烧结矿催化脱硝效果的影响。结果表明，O2体积分数对烧结矿催化还原NO的转化率影响较大，当CO体积分数为3%、O2体积分数为1.04%时，NO的转化率为68.83%；O2体积分数降低至0.90%以下时，NO的转化率可达95%以上。无O2条件下，烧结矿粒径为0.2～1.0mm、焙烧温度为500℃、空速比为3000h-1、CO/NO物质的量之比为6时，NO的转化率可达99.58%。以烧结矿为催化剂能有效地促进CO对NO的还原，具有十分重要的环保意义和经济应用前景。     

活性焦法烧结烟气脱硝率影响因素解析

 为了明确活性焦在烧结烟气净化系统循环使用过程中脱硝性能变化及影响烧结烟气脱硝率的主要工艺参数,提高活性焦法烧结烟气净化效率,通过红外光谱分析和模拟试验研究循环使用中活性焦性能变化及其对脱硝率的影响,并通过生产数据统计分析明确影响活性焦法烧结烟气脱硝率的主要工艺参数及其影响规律。结果表明,经循环使用,活性焦表面酚基和醌基数量增加,对NO吸附量降低,导致活性焦前期脱硝率下降,而氨气预吸附处理可大幅提高其前期脱硝率;随脱硝段高度位置下降,脱硝率经历100%、迅速降低、缓慢升高直至平衡等阶段。其次,脱硝率与氨氮比、O₂体积分数、NO_x质量浓度、解析温度呈正相关,与H₂O体积分数、SO₂质量浓度、烟气流量、活性炭床温度呈负相关,其中,氨氮比、O₂体积分数和NO_x质量浓度对脱硝率影响最大,工艺参数优化过程中应着重关注。     

铁矿烧结烟气氧化- 氨法协同脱硫脱硝

铁矿烧结是钢铁行业SO2和NOx的主要排放源,采用氧化- 氨法工艺对铁矿烧结烟气进行协同脱硫脱硝研究。结果表明,预先氧化烧结烟气、提高吸收液中SO2-3初始质量浓度、pH值和增大液气比均有利于提高脱硫率和脱硝率,而烟气温度及烟气中NO质量浓度和SO2质量浓度的升高,均不利于烟气同时脱硫脱硝。在适宜的条件下,脱硫率和脱硝率分别达到97.95%和47.54%,烟气被氧化后进行氨法脱硫脱硝,最终脱硝产物为N2和NO-3。