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。     

炉膛长度对烟气自循环工业炉燃烧的影响

高温空气燃烧技术中炉膛长度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响.针对不同炉膛长度对烟气自循环工业炉进行了模拟研究,得到随着炉膛长度的增加温度分布及NOx排放的规律,并对其产生原因进行分析.最终发现实验炉膛长度为1.0 m时炉膛内燃烧比较稳定,温度分布均匀,NOx排放量较少.     

烧结烟气循环工艺含氧量控制及烟气成分变化研究

本文基于德龙钢铁公司230 m²烧结机配备的烟气循环系统,分析了烟气循环技术应用前后各风箱支管烟气中O₂体积分数以及CO、SO₂与NO_x质量浓度的差异,并对这4种烟气成分质量浓度变化的原因及可能对烧结矿产、质量产生的影响进行了分析。结果表明：烟气循环后,风箱支管烟气中O₂平均体积分数较常规烧结下降了13.26%,CO平均质量浓度较常规烧结上升了34.98%,烟气循环对SO₂和NO_x的减排效果明显,分别达到了33.5%和20.7%;在实际应用过程中,通过对循环烟气组分、温度等参数的协同控制,并利用混风装置,将取自不同风箱的循环烟气和环冷热烟气有效混匀,确保烧结机上部循环烟罩内含氧量稳定在18%以上,温度达到(235±25)℃范围。     

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。     

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.     

铜精炼阳极炉还原过程炉膛烟气温度动态模型

基于能量平衡原理,建立了铜精炼还原过程炉膛烟气温度动态模型.由此动态模型及应用可知,当液化气质量流量、助燃空气质量流量在其静态值上扰动幅度相等时,液化气质量流量扰动对炉膛内烟气温度变化影响较小,而助燃空气质量流量扰动相对前者来说,影响要大得多.且铜精炼还原过程炉膛具有很大的热惯性,这直接导致炉膛烟气温度动态响应速度很慢,动态过程时间很长的现象出现.此动态模型有利于铜精炼阳极炉的在线优化控制.     

连续式换热高温低氧燃烧炉内烟气组分研究

本文对连续式换热高温低氧燃烧系统进行了实验研究和数值模拟,并对比分析了空气预热温度对炉膛尾部烟气组分的影响。实验结果表明:空气预热温度越高,炉内的温度水平越高,燃烧越充分,炉膛尾部烟气中CO、C_xH_y、H₂的含量先快速升高到最大值然后逐渐降低,NO_x的排放量先增加后略有下降,再继续上升。由于实验条件的限制和数值模拟的简化,实验数据和模拟结果存在数值上的差异,但烟气组分的变化趋势是基本吻合的。     

烧结烟气循环风氧平衡模型

 在全面掌握烧结烟气特性的基础上,建立烟气循环系统风氧平衡模型,分析烧结废气中O2体积分数、富氧气体中O2体积分数及漏风率等因素对烧结废气循环率的影响规律,提出了适宜的内外循环方案。研究结果表明：烧结机前段风箱废气中O2体积分数较低,为10%～13%,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升。烧结废气温度升高,气体密度变小,流速增大,但各风箱支管内废气标况流量波动幅度不大。烧结循环废气和富氧气体中O2体积分数越高、烧结机漏风率越低,则烟气循环率越高。以环冷机热风为富氧气体,烟气内外循环率可达30%;以工业纯氧为富氧气体,烟气内循环率达40.70%;烟气外循环率达59.93%。内循环工艺在风箱支管取风,操作灵活,需外配大功率变频抽风机,工程改动量多,固定投资高,更适于新建项目;外循环工艺在主抽风机后烟道取风,无法避免烟气一次循环后的再生效应对烧结生产的影响,只需外配小功率引风机即可,更适用于改造项目。     

烟气自循环加热炉内预热空气温度对燃烧过程的影响

高温空气燃烧技术中预热空气温度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响。就不同预热空气温度对烟气自循环加热炉的影响进行了模拟研究。结果发现：预热空气温度一般加热到900～1100K为最佳。NOx浓度随着预热空气温度的升高而增大,一旦预热空气温度超过1500K,NOx的生成量将急剧升高。     

锅炉燃料燃烧对空气量和烟气量的影响

在燃料燃烧计算及相关原理基础上,应用Visual Basic 6.0对常规燃烧、富氧燃烧、完全燃烧及不完全燃烧情况进行了程序设计,以简化繁琐的计算过程。同时对不同燃烧环境下,分析了燃料种类、空气过剩系数、完全燃烧程度、氧气浓度等对空气量和烟气量的影响。结果显示,理论烟气量及理论空气量随燃料发热量的增加而增加,随空气富氧程度的增加而减少;完全燃烧时,烟气量随过剩空气系数的增加而增加;一般,在有过剩空气存在的情况下,发生不完全燃烧时,烟气量将比完全燃烧时增加。当空气供给不足发生不完全燃烧时,烟气量比完全燃烧时有所减少。     

低温烟气余热ORC系统工质选择及热经济性分析

以烧结余热锅炉出口烟气余热为有机朗肯循环(ORC)热源，建立亚临界ORC系统热力学模型和经济模型，研究不同循环工质下烟气进口温度、蒸发器节点温差和工质蒸发温度对系统热经济性能的影响。研究结果表明：烟气进口温度越高，蒸发器节点温差越小，系统净输出功越大。随着工质蒸发温度的增加，系统净输出功出现先增加后减小的情况。系统单位换热面积净输出功随蒸发器节点温差和工质蒸发温度的增加而增加，而随烟气进口温度的增加先增加后减小。当工质蒸发温度大于95℃时，工质R600a的热力性能最好，能获得最大的净输出功，反之工质R236ea的净输出功最大；当系统热力循环参数一定时，工质R601a的经济性能最好，能获得最大的单位换热面积净输出功，但其净输出功最小。     

活性焦法烧结烟气脱硫率影响因素统计解析

为明确影响活性焦烧结烟气脱硫的主要因素,通过模拟试验和生产数据统计分析探究脱硫塔自上至下脱硫率变化趋势和各运行参数对脱硫率的影响。模拟试验表明,循环使用后的活性焦孔隙结构更加发达,表面含氧官能团含量增加,进而其初期脱硫性能低于新鲜活性焦,后期优于新鲜活性焦。错流式脱硫塔自上至下脱硫率先后经历100%、快速降低、缓慢降低等过程。生产数据统计分析表明,脱硫率与SO_2质量浓度、O_2体积分数、H_2O体积分数、NH_3与NO_x物质的量之比、解析温度呈正相关,与活性焦床温度、体积空速呈负相关。其中,SO_2质量浓度、体积空速、活性焦床温度对脱硫率影响最大。运行参数之间存在多重共线性现象,烧结漏风率升高或空气补加量增加将引起诸多运行参数的变化,但总体上有利于脱硫率的提高。     

活性焦法烧结烟气脱硫率影响因素统计解析

为明确影响活性焦烧结烟气脱硫的主要因素,通过模拟试验和生产数据统计分析探究脱硫塔自上至下脱硫率变化趋势和各运行参数对脱硫率的影响。模拟试验表明,循环使用后的活性焦孔隙结构更加发达,表面含氧官能团含量增加,进而其初期脱硫性能低于新鲜活性焦,后期优于新鲜活性焦。错流式脱硫塔自上至下脱硫率先后经历100%、快速降低、缓慢降低等过程。生产数据统计分析表明,脱硫率与SO₂质量浓度、O₂体积分数、H₂O体积分数、NH₃与NO_x物质的量之比、解析温度呈正相关,与活性焦床温度、体积空速呈负相关。其中,SO₂质量浓度、体积空速、活性焦床温度对脱硫率影响最大。运行参数之间存在多重共线性现象,烧结漏风率升高或空气补加量增加将引起诸多运行参数的变化,但总体上有利于脱硫率的提高。     

铁矿烧结过程烟气排放规律分析

摘要：为了研究烧结烟气中COx的排放规律,首先对烧结工序中燃料燃烧行为进行研究,分析COx的生成机制。然后模拟生产现场烧结过程,使用烟气分析仪对烧结烟气进行检测,分析烟气温度、负压、烟气成分等数据,并结合烧结料层状态解析了烟气参数变化与料层状态之间的相关联性。实验结果得出,影响烧结烟气中CO质量浓度的主要因素是温度;CO、CO2和氮氧化物质量浓度变化一致,与O2气体积分数变化负相关;CO、SO2和氮氧化物浓度有相同的极值时间,此时烟气温度达到最快上升期;烧结点火结束之后至烟气温度上升之前是分段处理烟气中CO的黄金阶段。     

热废气循环条件下的烧结过程反应解析

基于铁矿烧结过程中的物理化学反应,研究其传热与传质过程。通过建立模型对料层内气流平均速度、压力分布、料层温度以及烟气成分和体积分数进行模拟计算,分析热废气循环条件下的各烧结反应行为,并结合烧结现场工艺状况,对模型进行验证。结果表明:烟气中的CO₂受焦粉燃烧和熔剂热分解影响,体积分数由最初的9.93%上升至13.10%,烟气中CO体积分数随着燃烧反应的进行略有增加。在靠近点火端的料层高温区域,料层中的水分开始蒸发,循环烟气中H₂O体积分数为5.2%;烟气经过湿料,水分发生冷凝,料层中含水量由初始时刻的6.0%升高到10.5%,产生过湿现象。同时,对现场工艺进行测试,气体流速的波动范围在0.10～1.00 m/s之间时,烧结过程中O₂、CO和CO₂体积分数变化的模拟结果与现场测试结果相吻合。     

新型燃气燃烧器的数值模拟研究

采用数值模拟方法对自行设计的可调自吸式烟气再循环燃气燃烧器的燃烧性能进行了研究,探讨了预燃室和引射器喉部结构尺寸参数对燃烧器燃烧特性的影响。结果表明:预燃室尺寸参数对烟气的自循环量影响作用显著,当预燃室过大或者过小时,均不利于烟气自循环;引射器喉部尺寸适当地增大,有利于增加自循环的烟气量;随着自循环烟气量增大,火焰温度峰值位置前移,火焰长度变短。     

含锌冶金尘泥还原烟气沉积特性

 含锌烟气沉积堵塞是制约转底炉处理冶金尘泥生产的关键所在。采用高温管式炉模拟冶金尘泥球团还原产生的含锌烟气沉积试验,对沉积物的质量分布、形貌及主要组分等沉积特性进行分析,研究了温度、碱金属及烟气气氛对烟气沉积的影响。研究结果表明,温度对烟气沉积特性影响显著,烟气沉积过程从950～1 000 ℃开始,在600～750 ℃达到最大沉积量,温度低于600 ℃后沉积逐渐结束,并且沉积物晶粒尺寸随温度降低逐渐减小,析出物混乱度逐渐增大;沉积富集区域烟尘锌质量分数为58.50%～65.23%,沉积物主要物相为ZnO、NaCl、KCl和Zn5(OH)8Cl2H2O,碱金属氯化物在沉积富集区的物态变化促进了烟尘颗粒的相互聚集、团聚;烟气的氧化性不足,使布袋除尘灰中还存在大量单质锌。     

旋流对烟气自循环燃烧室影响的数值分析

在烟气自循环燃烧器的环形空气通道中添加了旋流叶片,分析了旋流对炉内速度、温度和组分浓度及污染物生成的影响。研究表明:旋流叶片可以起到良好的导流作用,能有效地组织燃烧室内的流场,使空气射流外翻卷吸大量高温烟气回流,增强了反应物的混合和燃烧,提高了炉内的温度水平。由于烟气回流反推燃料,使燃料一进入炉膛就剧烈反应,形成了局部高温区域,导致NO的大量生成,但是烟气自循环燃烧器的稀释作用,使NO的排放仍在较低范围内。     

富氧空气对锅炉燃烧特性的影响

富氧燃烧方式以其节能效果显著广泛应用于工业加热过程中,基于此,对此技术进行了研究。采用计算流体动力学软件,对富氧天然气锅炉的燃烧过程进行了数值计算,分析了空气中氧气体积分数对炉内燃烧特性的影响,同时借助实验数据对数值计算结果进行了验证。研究结果显示:随着空气中氧气体积分数的增加,炉膛内高温区域变窄,炉膛内温度分布不均匀性增强;在氧气体积分数低于40%时,随着氧气体积分数的增加,火焰理论燃烧温度、实际最高燃烧温度均显著升高,排烟温度急剧下降,但当氧气体积分数超过40%时,影响相对减弱;相反,氧气体积分数对炉膛平均温度的影响很微弱,几乎无关。     

铁矿石烟气循环烧结工艺静态模型的开发及应用

基于物料平衡-热平衡,开发了铁矿石烟气循环新工艺的静态数学模型,详细阐述了模型中各个子模块的建立和求解过程.根据铁矿石烟气循环工艺操作过程对其参数进行界面输入,利用该模型不仅可以获得固体物料(含铁原料、熔剂、炉尘和焦粉等)消耗量,以及对应的气体物料(空气、点火煤气和保温煤气等)消耗量,同时还可以获得烧结烟气的成分和成品烧结矿的成分.通过模型计算研究了操作参数和原料化学成分、配比、温度、烟气循环比及烟罩面积覆盖比对铁矿石烟气循环烧结工艺物质流和能量流的影响.