响应曲面法优化红土镍矿富集镍

摘要：为了从源头实现铁矿烧结NOx减排，采用燃料燃烧及烧结杯实验，使用烧结用生石灰改性燃料，研究生石灰改性用量（生石灰与燃料质量比）对燃料燃烧过程N转化率和NOx排放量（每克燃料燃烧排放NOx的质量）的影响。结果表明，在0～3.0%（质量分数）的范围内，随着生石灰改性用量提高，燃料燃烧N转化率及NOx排放量降低，烧结过程NOx平均浓度降低。当生石灰改性用量超过3.0%(质量分数)时，NOx减排效率有所降低。结合烧结指标综合考虑，适宜生石灰改性用量为1.0%～3.0%。     

生石灰改性燃料对其燃烧及烧结过程NOx排放的影响

摘要：为了从源头实现铁矿烧结NOx减排,采用燃料燃烧及烧结杯实验,使用烧结用生石灰改性燃料,研究生石灰改性用量（生石灰与燃料质量比）对燃料燃烧过程N转化率和NOx排放量（每克燃料燃烧排放NOx的质量）的影响。结果表明,在0～3.0%（质量分数）的范围内,随着生石灰改性用量提高,燃料燃烧N转化率及NOx排放量降低,烧结过程NOx平均浓度降低。当生石灰改性用量超过3.0%(质量分数)时,NOx减排效率有所降低。结合烧结指标综合考虑,适宜生石灰改性用量为1.0%～3.0%。     

碱土元素改性燃料对其燃烧NO_x减排研究

烧结过程中的NO_x主要来自燃料,有限的低N燃料储量限制了源头减排技术的应用。采用含钙、镁等碱土元素物质改性燃料,降低燃料燃烧过程中N的转化率,从而实现NO_x的源头减排。研究结果表明:含钙、镁物质均能有效地降低燃料燃烧过程中N的转化率。其中,含钙物质中铁酸钙催化效果最好,含镁物质中硫酸镁催化效果最好;与基准相比:CaO·Fe_2O_3添加量为3.0%时,NO_x排放量和N转化率分别降低41.92%和42.02%;MgSO_4添加量为1.0%时,NO_x排放量和N转化率分别降低28.89%和29.01%。     

分流制粒降低烧结NO_x技术研究

目前钢铁企业的烧结工序大气污染问题日益突出,烧结过程NO_x减排是一个难题,从源头对NO_x进行治理是一种可行且经济的方法。通过对梅钢所用烧结原燃料进行分流制粒研究,探索不同的混料方式和混料时间对NO_x排放浓度的影响;同时考察生石灰单独包裹焦粉对NO_x排放的影响,结果表明:采用分流制粒和生石灰包裹工艺可以显著降低烧结烟气NO_x排放总量,分流制粒的两部分原料在二混一同加入后烧结烟气中NO_x排放量减少20.17%,按生石灰质量/焦粉质量=10%进行包裹时,烧结烟气中NO_x排放量减少14.24%,两种制粒方式对烧结矿的质量影响较小。     

燃料特性对铁矿烧结过程NO排放行为的影响

由于烧结烟气中的NO_x主要为NO,因此从铁矿烧结源头减排NO_x思想出发,用烧结杯实验研究了燃料中N和H元素质量分数、粒度组成及焦粉和无烟煤质量比等燃料特性对铁矿烧结过程中NO排放行为的影响。结果表明,燃料中N和H质量分数越低,烧结过程NO排放质量浓度越低;燃料中小于3mm质量分数越高,NO排放质量浓度越低;燃料中焦粉质量分数越高,NO排放质量浓度越低。在不影响烧结指标的前提下,选择低N低H的燃料,适当提高燃料中粒径小于3mm的质量分数,同时提高焦粉在燃料中的质量分数,可实现铁矿烧结NO的源头减排。     

固体燃料类型及其燃烧行为对烧结过程NO_x排放的影响

采用微型烧结燃烧装置考察了3种固体燃料的燃烧行为对烧结过程NO_x排放浓度、N元素转化率的影响规律,并通过烧结杯试验研究了NO_x排放和烧结矿质量指标的变化规律。研究结果表明:使用N含量低的无烟煤能有效降低烧结工序NO_x排放浓度和总量,但其N元素转化率却升高,且烧结矿质量指标受其低位热值的影响。因此,在选择固体燃料时,除了其N元素含量外,N元素转化率和低位热值等参数也应作为重要参考指标。     

烧结配加高炉瓦斯灰替代燃料降低NOx排放实践

NO_x治理是烧结超低排放攻关的重点,从源头上削减NO_x有助于减轻烧结后续末端处理的压力和提升治理水平。高炉瓦斯灰通常作为固废返回烧结使用,其具有含N量为0.15%～0.35%、粒度基本均小于0.5 mm的特征。针对源头控制NO_x排放,开展了烧结配加高炉瓦斯灰对NO_x排放影响的研究。结果表明:烧结配加2.0%～2.5%的瓦斯灰替代约0.7%～1.0%的燃料,有助于降低NO_x排放质量浓度(脱硝入口数据)约20～70 mg/Nm~3;NO_x降低幅度的大小受瓦斯灰中含N量、催化剂,以及瓦斯灰形成P形球团颗粒质量分数等因素的影响。     

烧结矿催化还原NO的实验研究

《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NO_x排放质量浓度控制在50 mg/m~3以内,烧结烟气NO_x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O_2体积分数对烧结矿催化脱硝效果的影响。结果表明,O_2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%、O_2体积分数为1.04%时,NO的转化率为68.83%;O_2体积分数降低至0.90%以下时,NO的转化率可达95%以上。无O_2条件下,烧结矿粒径为0.2～1.0 mm、焙烧温度为500℃、空速比为3 000 h~(-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。     

基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NOx减排

铁矿烧结工序作为钢铁行业NO_x排放的主要来源,在当前高压环保态势下减少其NO_x排放迫在眉睫。烧结过程NO_x主要产生于固体燃料燃烧过程,而粗粒级燃料的赋存形态会影响其NO_x排放。基于此,本研究采用可视化微型烧结燃烧装置研究裸露型和被覆型粗粒级焦粉的燃烧行为,以及优化其配加模式对NO_x排放和烧结固结强度的影响规律,并烧结杯实验研究兼顾NO_x减排和烧结产质量指标的适宜粗粒级燃料赋存形态。结果表明,相比裸露型粗粒级焦粉,表面被覆铁酸钙细粉时其NO_x排放降低约56%;分加粗粒级焦粉以调控其为裸露型时,NO_x排放增加约10%,且烧结矿强度降低,而控制粒度为0.5～3.15 mm以调控其为被覆型时,NO_x最大体积分数和N元素转化率分别降低约8%和27%,且烧结各项产质量指标均得到改善。      

固定床内半焦燃烧释放HCN和NO_x的规律

采用立管炉及傅里叶红外光谱烟气分析仪研究反应温度、活性炭和添加剂对固定床内半焦燃烧时HCN和NO_x的排放特性的影响。实验结果表明,850~950℃范围内,温度升高,半焦燃料型N向HCN和NO_x的转化率降低,最大降幅分别为1.43%和8.67%;850~900℃和900~950℃范围内,半焦燃料型N向HCN和NO_x的转化率存在线性关系;活性炭促进半焦燃料型N向HCN和NO_x的转化,添加剂CaO和Al2O3减弱活性炭对半焦HCN和NO_x的释放,但对HCN向NO_x的转化没有太大影响。     

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。     

添加剂预处理燃料降低烧结过程NOX排放的研究

烧结过程中产生的氮氧化物(NO_X)主要来源于燃料燃烧,文章使用尿素、CaO和淀粉作为添加剂预处理烧结用焦粉,通过烧结杯试验研究其对NO_X排放和对烧结矿指标的影响,同时研究了不同含量尿素、Ca O和淀粉对烧结过程NO_X排放和烧结指标的影响。结果表明:添加剂用量从0%～1. 0%,添加尿素量越多则降低NO_X排放效果越明显,添加Ca O量变化对抑制NO_X生成程度影响不大,添加淀粉造成NO_X排放量增加,且增加量受淀粉添加量的多少影响不大;在此范围内添加剂用量对烧结指标改变不大。     

固体燃料类型及其燃烧行为对烧结过程NOx排放的影响

摘要：采用微型烧结燃烧装置考察了3种固体燃料的燃烧行为对烧结过程NOx排放浓度、N元素转化率的影响规律,并通过烧结杯试验研究了NOx排放和烧结矿质量指标的变化规律。研究结果表明：使用N含量低的无烟煤能有效降低烧结工序NOx排放浓度和总量,但其N元素转化率却升高,且烧结矿质量指标受其低位热值的影响。因此,在选择固体燃料时,除了其N元素含量外,N元素转化率和低位热值等参数也应作为重要参考指标。     

工艺参数对烧结燃料NO_x排放浓度的影响

研究了工艺参数对烧结燃料NO_x排放浓度的影响规律。研究结果表明:随着烧结温度的升高,烧结燃料NO_x的平均浓度先升高后降低,当烧结温度在1 100℃左右时,氮氧化物的平均浓度达到最大值。随着高温恒温时间的延长和升温速率的增大,烧结燃料NO_x的平均浓度均出现降低趋势,分别由87 mg/m~3和91 mg/m~3降低到77 mg/m~3和80 mg/m~3。在氧含量低于21%时,NO_x的平均浓度随着氧含量的升高而升高。NO_x的排放浓度主要取决于烧结生产中氮氧化物的生成及被还原程度。因此,烧结生产中可通过控制烧结温度、增大升温速率、延长高温时间或降低含氧量等方式抑制NO_x的生成或促进其还原,进而降低烧结烟气中NO_x的排放量。     

燃料粒度对铁矿烧结的影响研究

烧结混合料中燃料粒度组成及配加量对烧结矿冶金性能及烧结生产技术经济指标具有重要影响。通过烧结杯实验研究了燃料粒度组成对烧结过程料层温度变化的影响。结果表明:燃料中1 mm粒级占比由40%降低到20%后,烧结料层的升温速率加快,降温速率减缓,有利于烧结过程液相的充分发展与冷凝固结过程烧结矿热应力的降低,并降低了烧结矿中FeO质量分数;减小燃料中1 mm粒级占比,能够提高燃料燃烧热的利用率,使燃烧带变宽,改善烧结指标,提高烧结矿质量;适当提高3～5 mm粒级占比可提高烧结矿转鼓强度,但会造成返矿率上升、固体燃料消耗增加等不利影响;最适宜烧结使用的燃料粒级为1～3 mm。     

烧结过程中燃料对NO_x排放的影响

为了降低烧结工艺氮氧化物(NO_X)排放量,作者通过卧式炉研究了烧结燃料种类和燃料结构对烧结工艺NO_X排放的影响规律。研究结果表明:不同燃料烧结过程中排放的NO_X的质量浓度差异较大,燃料在烧结过程中NO_X的质量浓度由小到大的顺序为:低氮无烟煤焦粉高氮无烟煤.混合燃料烧结过程中NO_X的实际平均质量浓度随着低氮无烟煤替代焦粉比例的升高而降低,随着高氮无烟煤替代焦粉比例的升高而升高,但均低于计算得出的NO_X加和平均值,且随着替代比例的增加,NO_X的实际排放质量浓度与加和平均值间的差值增大.烧结生产中应减少高氮无燃煤的使用比例,采用焦粉加低氮燃料相配合的燃料结构,充分利用燃料分段燃烧强化NO_X同相和异相还原,降低烧结工艺中NO_X的排放量.     

生物质燃料用于铁矿烧结的研究进展

生物质燃料由于来源广泛、储量巨大且具有高发热值、高纯度、低成本的优势而具有良好的应用前景,其应用于烧结生产也是钢铁行业低碳绿色高质量发展的重要途径之一。本文从原料制粒、烧结过程、烟气减排三个方面对生物质燃料在铁矿烧结工艺中的应用进行系统性的归纳与分析。在原料制粒方面,生物质燃料相较于焦粉和无烟煤,在烧结生产时需要配入更大的水分,根据生物质燃料的种类该水分配比可能需要增加1%～5%。在烧结过程方面,受限于燃烧特性,生物质燃料替代焦粉的比例不宜过高,一般为10%～40%,进一步提高该配比则会出现烧结矿成品率和转鼓指数、烧结机利用系数的显著降低。在烟气减排方面,生物质燃料在降低烧结烟气中CO、NO_x、SO_x、粉尘和二■英等有害污染物排放量方面作用显著。对于大规模工业化应用,仍需继续加深理论与试验探索,进一步提高生物质燃料的可获得性,统筹生物质燃料回收加工处理的配套产业,并加大包括投资鼓励等政策支持。     

石灰石粉代替生石灰的烧结生产试验

从优化烧结熔剂结构入手,进行了配加不同比例的石灰石粉替代生石灰的烧结工业试验,总结出石灰石不同配加量对烧结燃料消耗、质量指标的影响,得出石灰石粉最佳配比为3.0%,生石灰消耗量每年降低11万t,燃料熔剂单位成本降低3.16元/t。     

烧结料面喷吹蒸汽技术的应用效果

为了提高烧结矿产质量,降低烧结消耗和缓解环保压力,某公司在烧结生产中应用喷吹高温蒸汽的空气加湿技术,向烧结料面喷吹高温蒸汽,可以有效改善烧结料层燃烧速率及烧结过程。生产实践表明:烧结矿成品率提高2%,转鼓指数提高1.39%～2.19%,燃耗降低4.58～5.05 kg/t,烧结烟气NO_x含量降低17.73～47.98 mg/Nm~3,取得了提高烧结矿产质量、降低成本及污染物排放的良好效果,满足了高炉冶炼需求。     

燃料特性对其燃烧过程NO排放行为的影响

以3种无烟煤和3种焦粉为研究对象,采用小型管式加热炉对其进行燃烧实验,系统研究了燃料N含量、H含量、粒度大小及粒度组成等特性对其燃烧过程中NO排放行为的影响。结果表明,燃料N含量对其燃烧过程中N转化成NO的转化率影响不大,燃料H含量、粒度大小、粒度组成及焦粉和无烟煤配比等因素对N转化率影响很大。燃料中H含量越高,在0～5 mm范围内燃料粒度越粗,无烟煤配比越高,燃料燃烧过程N的转化率越高。