带式焙烧机球团控制NOx和含氧量探索研究与应用

带式焙烧机球团生产工艺排放尾气中NO_x质量浓度实测为135～343 mg/Nm³,含氧量实测为18.23%～19.32%,难以满足现有排放标准。本文通过分析NO_x和氧的来源、生成机理和各工艺段的分布,探索研究控制排放尾气中NO_x质量浓度和含氧量的措施和途径。分析发现,带式焙烧机NO_x主要来源为热力型NO_x,其中焙烧段NO_x产生量约占总产生量的68%,预热段NO_x产生量约占总产生量的32%,实测风箱下NO_x质量浓度最高为777 mg/Nm³。控制NO_x的重点应集中在燃烧室：采用低氮燃烧器、控制球团焙烧温度、控制烧嘴燃气消耗等方式可有效控制尾气中NO_x的质量浓度。通过在抽干段风箱增加密封风箱、增设回热风循环冷却风机、降低冷却空气引入量等措施可降低球团生产工艺排放尾气中的含氧量。     

钒钛磁铁矿带式焙烧机球团质量提升工艺研究及实践

攀钢西昌带式焙烧机生产线是国内第一条钒钛矿带式焙烧机球团生产线,投产后成品球平均抗压强度偏低,单个成品球团矿平均抗压强度≥1 950 N。本文从原料结构、造球工序、带式焙烧机工艺操作等方面分析原因,采取的优化措施包括：控制原料中TiO₂质量分数≤12%、V₂O₅质量分数≤1%、Al₂O₃质量分数<2.0%、MgO质量分数<1.8%,精矿粒度-200目占比75%～80%,碱度应控制0.6倍左右,膨润土配比应适当降低至1.2%～1.4%,生球粒度10～12.5 mm占比≥60%;重力除尘灰配比>1.5%,或者烧结机头除尘灰配比>1.5%;焙烧机工艺操作制度为鼓干段温度300～330℃、抽干段温度370～390℃、预热温度梯度500℃→1 200℃、焙烧段温度1 230～1 240℃、大烟罩内氧质量分数17.3%～18.0%。工艺优化后,单个球团平均抗压强度约2 348 N,达到了考核指标;排放烟气中烟尘含量2.54 mg/Nm³、SO<...     

脱硫剂喷吹耦合活性焦技术降低烧结烟气SO2

烧结生产作业过程中会产生大量二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)和粉尘等大气污染物，是钢铁污染物排放的主要来源。某钢厂435 m²烧结机采用逆流式活性焦一体化脱除工艺进行污染物减排，减排设备长期运行出现老化，造成SO₂浓度超过减排系统所能承受的最大值，减排后烟气中SO₂浓度超标，且对活性焦脱硝能力产生了不利影响。为减轻活性焦减排压力，在烧结大烟道处设置脱硫剂喷吹减排系统，形成了“过程减排”和“末端治理”相结合的烟气污染物减排技术。实际应用结果表明，喷吹脱硫剂后活性焦入口烟气SO₂浓度由853.78 mg/m³降低至668.76 mg/m³,达到了活性焦脱硫脱硝工艺正常运行的工艺条件，有效解决了SO₂浓度超负荷的问题。活性焦入口处粉尘浓度由25.48 mg/m³上升至31.39 mg/m³,烟气中粉尘增加量的不明显，减排工艺的脱硫脱硝效果未受到负面...     

铜冶炼环集烟气和制酸尾气脱硫工艺优化改造与实践

某冶炼厂环集烟气脱硫采用钠碱法工艺，制酸尾气脱硫采用活性焦工艺，脱硫装置存在脱硫后尾气无法满足特别排放限值要求(SO₂≤100 mg/m³,NO_x≤100μg/m³,颗粒物≤10 mg/m³)的问题。本文在论述现有装置运行现状基础上提出优化改造方案。重点论述了离子液脱硫原理、工艺流程、设备选型和系统性能，并针对试生产时出现烟气SO₂浓度波动大、尾气排放SO₂浓度不稳定、离子液消耗量过大、离子液中硫代硫酸根浓度过高的问题，提出了相应的处理措施。经过优化改造，烟气尾排中SO₂浓度低于100 mg/m³,大部分时间低于30 mg/m³。实践证明，此次改造脱硫工艺选择正确，设计参数设定合理，装置运行平稳，脱硫达到理想效果。     

不同蒸汽喷吹条件下烧结烟气的NOx和SO2排放规律

为降低烟气中NO_x和SO₂的排放质量浓度，提高固体燃料的燃烧效率，本文基于某钢铁厂的烧结原料开展50 kg级烧结杯试验，研究向烧结料面喷吹蒸汽条件下喷吹总量、喷吹流量及开始喷吹时间等因素对烧结过程NO_x和SO₂排放的影响。结果表明：点火8 min后向料面连续喷吹蒸汽15 min,当喷吹流量为0.02 m³/min时，烧结烟气中NO_x和SO₂排放质量浓度分别降低11.75%、13.25%,并且烧结矿的产、质量指标亦有优化。蒸汽的加入有利于固体燃料分子键的断裂，加速固体燃料挥发分中HCN和NH₃的析出进程，同时增强了烧结料层的局部还原性气氛，进而促进烧结过程NO的异相还原反应，降低了NO_x的排放质量浓度；向料面喷吹蒸汽会使过湿层增厚，使SO₂在过湿层中逐渐被吸收，当过湿层消失时，SO₂瞬间释放不充分，从而降低其排放质量浓度，并且延迟其排放峰值。本文研究...     

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。     

高硫烧结烟气超低排放工艺技术选择及应用

本文通过对烧结烟气脱硫脱硝技术用于高硫烟气(SO₂质量浓度高)条件实现超低排放的可行性进行分析，筛选出用于高硫烧结烟气脱硫脱硝超低排放技术：石灰石-石膏脱硫+SCR脱硝。结合高硫烧结烟气特点，提出了一种适合的技术路线：电除尘+石灰石-石膏脱硫+非湿电式深度净化+一级烟气补热+GGH+二级烟气补热+中温SCR脱硝。基于该技术路线的超低排放工艺在高硫烧结烟气治理上进行了应用，处理后烟气中颗粒物、SO₂、NO_x的质量浓度分别为7.01、8.25、35.31 mg/Nm³,能够连续稳定实现超低排放。     

火电厂锅炉炉内低氮燃烧运行优化试验研究

为提高火电厂锅炉炉内的燃烧效率,同时降低NO_x排放浓度,采用正交试验和极差分析法,对锅炉低氮燃烧运行进行试验研究。结果表明：煤质对锅炉燃烧效率的影响最大,低硫煤比高硫煤的平均燃烧效率提升了0.44%;第3/4层SOFA开度对炉膛出口NO_x浓度的影响最大,当第3/4层SOFA开度由60%增至100%时,NO_x浓度将减小15.35 mg/m³;在最优运行方案下,锅炉平均燃烧效率将提升0.39%,可节约供电标煤耗约1.38 g/(kW·h),炉膛出口NO_x浓度平均可降低14.49 mg/m³。     

熔剂性球团成矿过程抗压强度及微观结构分析

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO₂含量时球团微观结构及矿物分布形态,揭示低硅熔剂性球团抗压强度的变化规律。研究结果表明,提高焙烧温度和碱度可有效提高球团抗压强度;在SiO₂含量较低时,球团矿主要靠赤铁矿连晶固结,强度变化并不明显;SiO₂质量分数升高至3.5%和4.0%时,赤铁矿结晶逐渐互联成片,连晶逐渐变得粗大且紧密,结构力较强,球团抗压强度提高。随着碱度的提高,赤铁矿再结晶较好,单独颗粒状少并且结晶互联成块状,磁铁矿减少,低硅熔剂性球团在焙烧过程中液相量增加,出现铁酸钙体系液相使球团强度提高;随着MgO含量的提高,更多的Mg²⁺进入磁铁矿相,弥补了晶格缺陷,铁酸镁含量升高并呈现针状或片状分布在赤铁矿中,抑制了焙烧过程中液相生成,在冷却过程中使得球团矿内部的气孔变小从而提升球团致密度,增强球团强度。MgO含量继续增加,磁铁矿、玻...     

焙烧温度对熔剂性球团性能及微观结构的影响

为掌握焙烧温度对熔剂性球团性能的影响,本文依托624 m²带式焙烧机分别对1 225℃和1 255℃两种焙烧温度下的球团性能进行研究。结果表明：当焙烧温度由1 225℃提高至1 255℃时,球团抗压强度由2 504 N/P提高至3 653 N/P,1 h还原度由70.0%下降至60.2%,还原膨胀指数由10.7%降低至9.1%,低温还原粉化性能RDI_{+6.3 mm}由79.7%降低至60.5%,RDI_{+3.15 mm}由90.8%降低至84.9%,RDI_{-0.5 mm}变化不大;球团真密度略有提高,视密度明显提高(由3.69 g/cm³提高至3.90 g/cm³),总气孔率由23.20%下降至18.86%。因此,生产过程中通过调整合适的焙烧温度,控制适宜的液相量,有利于赤铁矿的再结晶和液相的均匀分布,从而改善熔剂性球团性能。     

球团烟气脱硫除尘改造关键技术研发与应用

竖炉球团烟气以其成分复杂、温度低、SO₂质量浓度高、流量波动大等特点，对循环流化床脱硫工艺的流场分布提出了更高的要求。本文通过分析循环流化床的脱硫机理以及影响脱硫效率的因素，采用Fluent数值模拟方法，重点研究文氏管布置、塔内扰流环、除尘器导流板对循环流化床流场的影响；并结合某钢厂球团烟气改造实例，进行对比分析，验证仿真分析的可靠性。仿真结果表明：在脱硫塔烟气入口对称布置文氏管后，气流的速度偏差减小到5.70%;在塔内增加扰流环后，速度突变增加到9.80 m/s;在布袋除尘器入口增设导流板后，各分室的速度偏差减小到7.53%,上述改进均满足设计要求。项目投产后，球团烟气中SO₂、颗粒物质量浓度分别小于20、5 mg/Nm³,优于钢铁行业超低排放标准，并能长期稳定运行。     

取向硅钢高温环形退火炉用低NOx天然气烧嘴的试验与数值模拟

确定了一种低NO_x天然气烧嘴结构参数,采用CFD数值模拟方法建立了该烧嘴的燃烧传热模型,并通过试验验证了模型的准确性;研究了烧嘴多级空气配比(一、二级风量之和与总风量之比)、空气过量系数、空气预热温度、烟气再循环量等参数对NO_x生成的影响.研究结果表明：热力型NO_x的生成主要与燃烧温度和高温区的氧浓度有关;可以通过改变烧嘴的多级空气配比和烟气再循环量控制燃烧区域的温度和氧浓度,进而抑制热力型NO_x的生成;增大空气过量系数会增加高温区的氧浓度,提高空气预热温度会提高燃烧温度,两者均会增加NO_x的生成浓度.对不同参数进行正交数值模拟优化分析,发现在炉内温度为1 623.15 K时,低NO_x天然气烧嘴燃烧烟气中NO_x浓度可达到低于150 mg/m³的指标,满足我国钢铁行业对NO_x排放的要求.在天然气中掺入再循环烟气可以降低燃烧烟气中的NO_x浓度,当空气预热温度为723.15 ...     

硫铁矿制酸尾气处理工艺改进实践

川西某化工企业硫铁矿制酸尾气中SO₂浓度达不到《硫酸工业污染物排放标准》(GB26132-2010)的排放要求，生产厂区随时面临被关停的风险。采用氨-亚硫酸铵脱硫新工艺，最大限度利用原有脱硫装置对原有工艺进行系统化改进。实践表明，改进后的脱硫系统稳定运行，尾气中SO₂浓度小于200mg/m³，氨浓度小于80mg/m³，排放指标优于原有脱硫工艺，达到国家大气污染物排放标准。     

菱铁矿自磁化反应行为及调控机理

中国菱铁矿资源丰富，但矿石品位低禀赋差，受到传统分选技术和成本限制，整体利用率低。菱铁矿分解后的产物氧化亚铁不稳定，容易被产物CO₂氧化为磁铁矿，发生“自磁化”反应。以菱铁矿为研究对象，系统地开展了空气、N₂及CO₂气氛体系下自磁化反应行为及调控机理研究，考察了焙烧温度、焙烧时间和焙烧气氛对反应行为及分选指标的影响规律，利用XRD、VSM和SEM-EDS等检测手段探究了菱铁矿自磁化焙烧过程中物相、磁性和微观结构演变规律，阐明了菱铁矿自磁化矿相转化反应机理。结果表明，菱铁矿在空气气氛下由颗粒边缘和裂缝处开始转化为赤铁矿，焙烧后颗粒内部产生大量裂纹，焙烧产物最大比磁化系数为1.90×10^-5 m³/kg;菱铁矿在N₂气氛下优先生成氧化亚铁，新生氧化亚铁与CO₂反应转变为磁铁矿，最终呈现出氧化亚铁、磁铁矿和菱铁矿相互夹杂的形态，颗粒疏松多孔，焙烧产物最大比磁化系数为47.98×10^-5 m³/kg...     

烧结烟气中脱硫无人智慧化控制系统研究

为满足环保排放标准,降低冶炼机组脱硫成本,针对冶炼企业存在的烧结烟气污染问题,对传统石灰石—石膏湿法脱硫工艺,设计了自动喷氨和燃烧加热技术,对脱硫反应环节和热风炉燃烧供热过程进行建模,预测并控制烟气出口SO;的浓度和反应器温度,将干扰因素的扰动降至最低水平。国内多个冶炼企业改造后的实际运行结果表明,所提出的基于模型预测的智慧化控制系统的应用,使得每年氨水节约成本10万元,煤气节省120万元,生产效率提高25%,当设备入口烟气中SO₂的平均浓度为422.43 mg/m³(标准状态)时,出口烟气中污染物的浓度分别低于28 mg/m³,能够满足预期的排放要求,喷氨系统的控制效果得到了改善。     

高湿高腐蚀球团烟气袋式除尘试验

 为了打通高湿高腐蚀性球团烟气袋式除尘工艺路线,开展了为期两年的球团烟气袋式除尘热态试验系统研究。为国内首次针对球团烟气袋式除尘开展的专项系统研究,试验系统工况烟气量为10 000 m3/h,研制了4种新型滤料用于试验,并开展了结露腐蚀特征分析。试验结果表明,所采用的“顶部垂直进风袋式除尘器”适用于高湿高腐蚀球团烟气净化,颗粒物排放质量浓度小于10 mg/m3,达到超低排放要求,设备阻力为700~1 000 Pa;滤料分析结果表明,有两种滤料的强度和透气性等性能可满足使用要求;结露腐蚀分析结果表明,在高湿高SO₂浓度烟气条件下,设备腐蚀主要最终产物不仅含有γ-Fe₂O₃、Fe₃O₄、δ-FeOOH和γ-FeOOH,还包含白色粉末状物质X。为今后实施球团烟气袋式除尘工程化奠定了技术基础。     

基于高炉炉料结构优化的源头减排技术及应用

 为了更进一步降低污染物排放总量,河钢集团在实现污染物超低排放的同时积极开展源头和过程硫硝减排技术研发。针对国内矿粉资源特点和球团、烧结过程污染物生成规律,以减少污染物生成总量为出发点,开发出适于高比例球团冶炼的低排放、低能耗熔剂性球团制备技术,阐明了熔剂性球团焙烧过程吸放热规律,克服了生球爆裂、回转窑结圈等技术难题,成功生产出SiO₂质量分数在4.5%以上,MgO质量分数为1.8%左右,二元碱度(R₂)为1.0左右的镁质熔剂性球团,并且具备长期连续生产的能力。开发了焙烧温度与球团矿质量调控、燃烧温度与硫硝生成控制技术,使得熔剂性球团抗压强度大于2 200 N/个,SO₂生成量比酸性球团降低了20%,比烧结矿产生的SO₂、NO_x分别降低75%、53%。研发了高比例球团高炉冶炼集成技术,高炉球团质量分数由20%增加到80%,燃料比降低11 kg/t,吨铁SO₂、NO_x分别减排50%、26%。提出了炼铁流程全生命周期节能减排定量分析方法和持续改进方向,成功实现污染物在源头和过程上的削减。已成功推广至河钢集团2 000 m3级、3 000 m3级高炉和河钢乐亭沿海基地3 000 m3级高炉在建项目上,为国内钢铁工业减少污染物排放总量开辟了新的方向。     

旋切顶燃式热风炉技术特点及应用效果

本文介绍了河钢乐亭3座2922m³高炉工程第二代旋切顶燃式热风炉的工艺设计情况,阐述了其技术特点和应用效果。该热风炉集成了第二代旋切顶燃式热风炉燃烧器、四段式顶燃热风炉结构、热风管道分段式结构、高效格子砖、设置有多种孔型的炉箅子等多项关键技术,满足了2922m³高炉需要的送风温度,热风炉废烟气中NO_x排放浓度达到100mg/m³。高炉投产后生产实践表明,采用第二代旋风式顶燃热风炉技术是高炉生产中实现高热风温度、热风炉长寿命、节能环保的有效途径。     

不同碱度与配矿结构对球团矿性能的影响

根据攀钢资源状况,进行了烧结矿部分碱度向球团矿转移,采用不同配矿结构与提高球团碱度的试验研究.球团碱度为0.4,0.6,0.8,"钒钛精矿+普通精矿"与"全钒钛精矿"两种方案分别做平行试验.试验结果表明钒钛精矿+普通精矿,不用膨润土,用消石灰为添加剂能生产满意的碱性球团.为目前单一酸性球团的生产方式开辟了新途径,而全钒钛矿精矿只适合于添加膨润土生产酸性球团.试验表明碱度为0.4、0.6的碱性球团生球性能可满足焙烧要求,在优化焙烧制度下成品球抗压强度、还原膨胀指数、冶金性能良好,均能满足高炉冶炼需要.生产碱性球团为降低烧结矿碱度,改善炉料结构创造了条件.     

低速循环流化床锅炉超净排放改造工艺应用研究

针对低速循环流化床锅炉超净排放改造工艺要求,基于锅炉结构特点和运行情况,分析了改造前该炉型锅炉运行中存在的问题。在锅炉性能优化的基础上,提出更换省煤器和管式空预器,留出空间将SCR反应器布置在锅炉尾部受热面,利用SNCR过量分解的氨作为脱硝还原剂;除尘采用“布袋除尘器+管式除雾器+湿式电除尘”工艺确保全负荷工况下颗粒物稳定达标排放;脱硫系统基于提高液气比,对原有脱硫塔本体和基础进行改造。运行后表明,锅炉最大出力提升20%,颗粒物排放质量浓度在3 mg/m³附近,SO₂质量浓度在10 mg/m³以内,NOx质量浓度在15 mg/m³以内。