基于化学团聚铁矿烧结过程PM_(10/2.5/1.0)脱除研究

铁矿烧结工序是钢铁工业最大的PM_(10/2.5/1.0)排放源。提出基于化学团聚铁矿烧结过程PM_(10/2.5/1.0)脱除技术,研究了不同团聚剂种类及用量对其团聚效果的影响。结果表明,CMC(羧甲基纤维素钠)质量分数为0.05%,喷洒时间12 min(720～1 440 s区间)时,PM_(10)、PM_(2.5)、PM_(1.0)颗粒数脱除效率分别为39.87%、29.88%、22.85%。微细颗粒物团聚后,质量浓度峰值向PM_(10)粒级偏移,PM_(1.0)颗粒数大幅度降低。微细颗粒物团聚主要表现小颗粒被粘附在大颗粒表面以及多个小颗粒团聚在一起形成团聚体。     

铁矿烧结过程微细颗粒物（PM10/PM2.5）排放特性及研究进展

铁矿烧结工序是现代钢铁生产流程中必不可少的环节,但又是钢铁工业最大的微细颗粒物(PM10和PM2.5)排放源,占总排放量的40％左右.阐述了铁矿烧结过程PM10和PM2.5的排放特性,颗粒形貌及其物理化学性质;综述了国内外关于烧结过程微细颗粒物减排的最新研究进展,提出了烧结过程微细颗粒物减排研究的发展方向.     

铁矿烧结过程烟气中微细颗粒污染物的特性

铁矿烧结过程分为点火段、中间段(点火结束至烟气温度升温前)和升温段(烟气温度开始上升至达到最高温)3个阶段,通过烧结杯模拟实验研究了各阶段烟气中微细颗粒污染物的排放浓度及其特性.研究结果发现,点火段、中间段微细颗粒污染物的质量浓度较低,在升温段则显著上升;各阶段切割粒径d50=0.7μm粒级颗粒表面形貌也存在着差异,其中点火段和中间段的颗粒主要是由球形颗粒组成,颗粒轮廓清晰没有明显的聚结现象,而升温段d50=0.7μm粒级颗粒主要为不规则的絮状体,颗粒之间易聚结形成团聚状;升温段d50=0.7μm粒级颗粒中F、S、K、As、Pb元素的含量明显高于点火段和中间段的含量,而Fe元素则在点火段和中间段的含量较高,在升温段含量相对较低.     

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。     

基于化学团聚铁矿烧结过程PM10/2.5/1.0脱除研究

铁矿烧结工序是钢铁工业最大的PM10/2.5/1.0排放源.提出基于化学团聚铁矿烧结过程PM10/2.5/1.0 脱除技术,研究了不同团聚剂种类及用量对其团聚效果的影响.结果表明,CMC(羧甲基纤维素钠)质量分数为0.05％,喷洒时间12min(720～1440 s区间)时,PM10、PM2.5、PM1.0颗粒数脱除效...     

铁矿粉烧结液相流动性特征数的影响因素

为探究铁矿粉烧结液相的流动性规律,采用流动性特征数表征烧结液相的流动性能。该特征数综合了液相流动过程的各种重要过程信息,包括实际烧结生产中的烧结温度信息,从而能够更客观、更准确地区分出不同矿粉流动性能的差异。通过改变铁矿粉中的化学成分,研究不同成分非铁氧化物对液相流动性特征数的影响。结果表明,随着铁矿粉中SiO_2、Al_2O_3、MgO质量分数的增加,液相流动温度逐渐升高,流动速率逐渐降低,流动性特征数下降,但影响的程度不同,因此,三者的质量分数应控制在一定范围内;碳质量分数对铁矿粉流动性特征数的影响与铁矿粉中铁氧化物的组成有关。     

除尘灰水洗对烟气颗粒物组成和二噁英的影响

为研究除尘灰配入烧结对烟气颗粒物组成和二噁英的影响,利用水洗方式对烧结除尘灰进行除杂改性,然后采用烧结杯测定改性前后配入对烧结矿性能的影响,并通过撞击式颗粒物采样器和二噁英采样器对烟气污染物进行采样分析,研究改性前后配入烧结对颗粒物组成碱金属和重金属含量以及烟气二噁英和前驱体物质排放量的影响.结果表明:烧结除尘灰中的K和Cl在水洗除杂改性过程中被有效去除,除杂后的除尘灰配加烧结有助于改善烧结矿粒度组成、减少烟气颗粒物和二噁英排放浓度;K组成在烧结颗粒物排放中占有较高比例,远高于金属Na、Pb和Zn的含量,且在粒度较细的细颗粒物中占比更高,水洗除杂后配入烧结可显著降低烧结配料中的K组成,使得烟气排放的K组成显著降低,进一步降低颗粒物的排放浓度,其中又以1.10~2.10 μm粒度范围的颗粒物和K组成的减排比例最高;烧结原料Cl组成和烧结过程中的有机前驱体氯苯、多氯联苯是烟气二噁英生成的重要诱因,除尘灰水洗在降低Cl组成的同时也显著降低烟气前驱体多氯联苯排放量达40%,有利于降低烟气中二噁英的排放浓度.      

基于“同化性特征数”分析影响铁矿粉同化性的因素

试验采用“同化性特征数”表征铁矿粉的同化性能的方法,综合考虑了同化过程的全部参数,并结合了烧结生产的实际温度,因而具有更高的准确性与操作性.选取10种铁矿粉,配碳量4%,粒径0.3～0．6 mm,运用铁矿粉“同化性特征数”的测定方法,得到各自的同化性特征数,并结合铁矿粉的理化性能分析了铁矿粉同化性能的影响因素,结果发现：不同种类的铁矿粉同化性特征数差别较大,影响因素主要有铁矿粉种类,矿粉化学成分,烧损以及铁矿粉微观形貌等,一般来说,褐铁矿或赤铁矿同化性较好;SiO2对铁矿粉同化性能无明显影响;随着Al2O3与MgO含量的增高,铁矿粉同化性先变大后变小,而上述2种成分含量适中时同化性最强;铁矿粉的同化性与其烧损呈正相关;铁矿粉微观形貌为疏松豆状组织时同化性较强,为致密块状组织时同化性较弱.     

生石灰改性燃料对其燃烧及烧结过程NO_x排放的影响

为了从源头实现铁矿烧结NO_x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NO_x排放量(每克燃料燃烧排放NO_x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NO_x排放量降低,烧结过程NO_x平均浓度降低。当生石灰改性用量超过3.0%(质量分数)时,NO_x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%。     

TiAl预合金粉末表征及后续热压烧结组织特点

采用激光粒度分析仪、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等手段,对气雾化工艺制备的TiAl基预合金粉末及其真空热压烧结组织进行研究。结果表明:采用气雾化工艺制备的预合金粉末颗粒细小,具有良好的球形度,粉末粒径主要分布在20.0~40.0μm之间,不同尺寸的粉末,其表面和内部组织形貌不同。小粒径粉末内部及表面均呈现无组织特征形貌,随着粉末颗粒尺寸的进一步增大,粉末表面及内部形貌均逐渐由胞状晶向树枝晶转变;经真空热压烧结后,其微观组织致密均匀,表面形貌平整无孔洞,内部形貌呈双态组织。     

铁矿粉颗粒特性对其烧结制粒性的影响

 掌握铁矿粉的烧结制粒性是进行制粒工艺参数优化以保证混匀矿优良制粒效果的基础,确定铁矿粉颗粒特性对其制粒性的影响,是值得深入研究的工艺理论问题。通过微型圆筒制粒法研究铁矿粉的圆形度[（Ψw）]、气孔率[（P）]、润湿性[(cosθ)]以及粒度分布对其制粒性的影响,在此基础上,采用回归方法预测混匀矿的制粒性。结果表明,铁矿粉的圆形度和气孔率对其制粒性有负面影响,而提高润湿性则有利于铁矿粉制粒;铁矿粉粗颗粒群的制粒性与其等效表面积呈反比,细颗粒群的制粒性与其黏附粉与中间粒级的比值[(R<0.25 mm/0.25～1.00 mm)]呈正比;混匀矿的制粒性可以根据各组元的配比和颗粒特性进行有效预测。     

铁矿石烧结过程中不同类型准颗粒的燃烧特性

采用竖直管式炉研究了焦炭粒径、黏附层、黏附比、焦粉比例对不同类型准颗粒质量转化率和燃料氮转化率的影响.结果表明, 对于S和S'型准颗粒, 质量转化率均随焦炭粒径的增大而降低; 对于S'型准颗粒, 燃料氮转化率随着焦炭粒径的增大而减小, 而对于存在黏附层的S型准颗粒, 内核焦炭粒径越大, 燃料氮转化率越大; 通过对比S和S'型准颗粒的燃烧情况, 发现黏附层的存在有利于提高准颗粒的质量转化率和燃料氮转化率; 对于C型准颗粒, 黏附比越大, 质量转化率和燃料氮转化率均越小; P型准颗粒的质量转化率随着焦粉比例的增加而减小, 燃料氮转化率在焦粉比例为50%时达到最低值.      

SBA-15脱除超细颗粒的机制研究

利用扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪（SMPS),针对不同孔径的介孔材料SBA-15,探索对UFPs（2.5～25 nm）的去除效率及脱除机理,以期为介孔材料过滤脱除UFPs在钢铁工业颗粒物超低排放控制的应用提供理论基础。基于实验结果及表征分析得知:UFPs入孔效应使大孔径介孔过滤介质效率更佳;介孔材料孔径端部内外表面存在大量UFPs亲和位点,提高端部复杂程度有利于提升材料过滤性能;氮气的有无对UFPs去除结果基本没有影响;介孔的存在使UFPs扩散效应更强,颗粒入孔使扩散系数增加,故UFPs在介孔材料实际扩散结果与传统扩散模式理论值（m=?2/3）不同。      

焦粉粒度对烧结烟气中CO排放的影响

摘要：针对钢铁企业大气污染物排放问题,生态环境部提出了NOx、SO2、烟气颗粒物等超低排放的要求,京津冀地区在此基础上对烧结工序的CO排放浓度也做了相应要求。为探究不同粒度焦粉对烧结烟气中CO排放的影响,进行烧结杯实验,使用紫外差分烟气分析仪实时测定烧结烟气中CO浓度,并测定烧结矿的性能指标。结果表明：焦粉粒径小于1mm时,生料层透气性差,焦粉燃烧不完全,CO排放量大,随着焦粉粒径增大,制粒得到强化,生料层透气性、氧化性气氛得到改善,在焦粉粒径达到3～4mm时达到最佳,较小于1mm降低约41%;随着粒径增大,烧结矿强度、成品率均有所增加,冶金性能得到改善,在焦粉粒径达到2～3mm时,综合性能达到最优。     

Distribution of Metals for Particulate Matter Transported in Source Area Rainfall-Runoff

In urban drainage, metals partition between dissolved (fd) and particulate (fp) phases. Metals also distribute across particulate matter (PM) gradations. In this study, granulometric metal distributions were examined for similar urban paved source areas in Baton Rouge, La.; Cincinnati; New Orleans; Little Rock, Ark.; and N. Little Rock, Ark. Metal distributions were examined for PM fractions from <25?μm to >4,750?μm, as suspended (< ～ 25?μm), settleable ( ～ 25–75?μm), and sediment (>75?μm bed load) fractions. For all areas, analysis of PM indicated that metal mass and concentration (mole/m2) were distributed across the gradation. A cumulative gamma distribution constitutive model related metal mass and PM size. The study focused on Baton Rouge, La. where event-based and composited PM metal distributions were statistically similar. For influent and settled runoff, fp dominated Cr, Cu, Zn, As, Cd, and Pb partitioning. Influent Cu, Zn, Cd, and Pb exceeded discharge criteria for receiving water beneficial uses on a total metal basis. A constitutive model for Pb and Zn mass distributions at Baton Rouge, La. was combined with Newtonian settling and ideal overflow rate to examine two limiting cases of storm events loading a screened hydrodynamic separator. For low and high flow events, modeling reproduced metal mass of eluted PM (2 to ～ 250?μm) from an HS within 4% of measurement, but when influent Pb and Zn exceeded discharge criteria so did HS effluent. As a separate unit operation, 1 h of quiescent settling did reduce Pb, but not Cu, Zn, and Cd to discharge criteria levels.     

生物质替代焦粉铁矿石烧结过程中的碱金属迁移行为

通过挥发–冷凝实验装置进行小型烧结实验,运用X射线荧光光谱（XRF）、扫描电镜–能谱仪（SEM–EDS）及电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP–OES）等分析检测手段,结合Factsage热力学模拟,对比研究了以木炭和焦粉为燃料,配加含铁粉尘的铁矿石烧结过程中,床层碱金属随烟气挥发迁移的规律、烧结前后的碱金属脱除率以及工艺措施对碱金属脱除的影响。结果表明,K相对于Na更容易被脱除,挥发至烟气中的碱金属化合物主要是KCl,其次为NaCl。增加燃料配比促进了碱金属元素的脱除;在燃料配比相同的条件下,木炭烧结的碱金属脱除效果不及焦粉烧结。烧结过程中,排入废气中的碱金属化合物被下部混合料层大量捕获、吸附,下部床层内捕集的碱金属氯化物促进了碱金属的氯化脱除。添加CaCl₂后,以木炭为燃料时K和Na的脱除率高于焦粉工况,且产物中K和Na的含量较低。配合氯化脱除工艺将生物质应用于铁矿石烧结是烧结生产发展的可行方向。      

三水铝石型高铝褐铁矿粉烧结液相生成特性

 烧结矿依靠液相黏结未熔颗粒获得强度,因此铁矿粉与CaO反应生成液相的能力对保证烧结矿质量非常重要。采用高温综合热分析仪（TG-DSC）对塞拉利昂高铝铁矿粉配加CaO的液相生成特性进行了研究。试验结果表明：提高CaO的配比,可以增加液相生成量,液相生成峰值温度基本稳定在1 209 ℃左右;随着矿粉粒度逐渐减小,液相生成量一直减少,同时,液相生成峰值温度先降低后增加,当粒度为0.074～0.180 mm时,液相生成温度最低;熔剂粒度的增加可增加液相生成量,同时初始液相生成温度显著提高;与生石灰（CaO）相比,采用石灰石（CaCO3）做钙源可以降低液相生成温度、增加液相量;与其他种类的矿粉对比表明,高铝铁矿粉其液相生成温度最高,反应性最差,Al2O3含量一般的澳大利亚褐铁矿的液相生成温度相对较低,高品位磁铁矿的液相生成温度最低,反应性良好。烧结杯试验表明,随着塞拉利昂铁矿配比的增加,成品率从78.37%逐渐降低到73.36%,烧结矿的转鼓强度由60.5%逐渐下降到49.6%,该高铝矿的配加比例应控制在混匀矿的20%以内。