宝钢烧结烟气NOx过程减排技术

分析了烧结过程中,固体燃料燃烧和含铁原料对烧结烟气NO_X生成和排放的影响规律,并重点阐述了宝钢烧结在NO_X过程减排方面进行的一系列工业试验,如优化烧结固体燃料结构工业试验、改善烧结配矿结构工业试验和采取组合措施降低NO_X排放浓度工业试验等。认为,在尚无末端治理的烧结烟气脱硝工艺前提下,有必要在烧结生产中实施源头控制和过程减排,将烧结烟气NO_X浓度排放限值由500mg/Nm~3减少到300mg/Nm~3,并具有排放限值继续降低的可能。     

典型钢铁生产流程烟气中CO减排研究进展

CO对人体和环境具有毒性，是六大标准大气污染物之一。钢铁生产流程每年向大气中排放大量含有CO的工业尾气。在国家“碳达峰”、“碳中和”发展大背景下，钢铁生产流程正面临着巨大的CO减排压力。总结了典型钢铁生产流程烟气中CO排放现状，向大气中排放CO的烟气包括焦炉烟气、烧结烟气、还原回转窑烟气和转底炉烟气等，这些烟气中CO浓度低，排放总量大。针对烟气中CO减排，总结了国内外在源头控制、过程减排和末端治理等方面的研究进展。其中源头控制技术从能源结构调整角度利用绿色氢能和电能代替化石能源，过程减排主要是改善化石燃料燃烧条件以减少CO排放，末端治理则是通过物理/化学方式将CO从烟气中分离或将其氧化成CO₂。末端治理技术中，催化氧化技术具有投资成本低、无额外运行能源消耗和二次污染、减排效果显著等优点，可以与当前钢铁烟气脱硫脱硝技术配合使用，具有工业实践的可行性，但是目前催化剂在抗中毒和制备成本控制方面有待提高。烧结烟气CO减排是目前迫切需要解决的问题，分析了烧结烟气CO减排可行的技术路线及其面临的挑战，提出通过耦合烟气循环、介质喷洒、燃料改进以及催化氧化技术，可以实现低投入、高...     

烧结烟气二恶英减排控制技术研究进展

二恶英作为毒性最强的持久性有机污染物之一,造成的环境污染问题已引起了国际社会的广泛关注。在钢铁冶炼过程中,二恶英主要产生于烧结工序。根据烧结过程中二恶英的生成机理和烧结烟气的排放特征,分别从烧结工序的源头治理、过程控制及烟气处理三个方面对现有的烧结过程二恶英控制技术进行了论述和分析,提出应根据烧结烟气排放量大且成分复杂的特点,采取将源头氯源控制、过程中废气循环和末端治理相结合的综合节能减排措施,而不是单一的二恶英控制技术。     

烧结工序绿色烧结技术应用

为达到“碳达峰、碳中和”的环保目标,钢铁行业需要正视节能减排,烧结工序作为钢铁行业污染物排放大户,亟需解决污染物排放问题。从烧结工序的源头减排、过程控制、末端治理三个方面,研究了污染物排放规律,实施了相应的有效措施。2021年全年,烧结作业区总排放出口粉尘、SO₂、NO_X在线监测浓度数据分别低于5mg/m³、15mg/m³、30mg/m³,符合政府超低排放的要求,取得了良好的效果。     

钢铁工业烧结过程二噁英的产生机理与减排研究进展

 铁矿石烧结是目前一个重要的二噁英（PCDD/ Fs）产生工业源,烧结过程二噁英的生成机理复杂,主要由前驱体化合物经有机化合反应生成和碳、氢、氧和氯等元素通过“从头合成”生成,其中以“从头合成”为主,二噁英在烧结机上不仅在干燥带中产生,而且在燃烧带和烧结带的排烟道中也产生。烧结过程二噁英的减排主要方法分为源头控制、过程与操作控制以及末端治理3种,源头控制是烧结过程抑制二噁英产生的最佳选择,现行工艺往往选择末端治理。烧结烟气成分复杂,单一的二噁英减排技术减排幅度未必奏效,而且投资比较大。针对烧结工序的技术特点和烧结烟气的特征,烧结污染物协同减排是烧结工序节能减排的最佳途径,如烧结烟气循环不但可以减少二噁英产生,还可以同时减少[NOx]和粉尘量的排放,这是今后烧结协同减排发展的一个方向。     

250T阳极炉燃烧系统及搅拌系统的改造

为了节约燃料、减少烟气和氮氧化物的排放,从而达到节能、降耗、减排、增效的目的,每台阳极炉配备了一套完善的天然气-多氧燃烧系统.大幅度提高了燃烧热效率,燃料消耗大大降低,综合燃耗可降低约40％,同时也大幅减少了烟气量,大幅减少了污染物的排放,是阳极炉节能减排的重大措施.每台阳极炉配备一套氮气搅拌系统,在良好的冶炼操作工艺...     

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。     

果核生物质炭燃烧特性及其应用于烧结的减排行为

传统铁矿烧结以焦粉为主要能源,排放了大量的CO₂以及大气污染物,从源头上使用清洁燃料代替焦粉是一种有效、经济的减排方案。生物质燃料具有碳中性、低S、低P的特点,本文选择果壳类生物质炭为研究对象,阐明了其燃烧和气化特性,并通过烧结杯试验探究其代替焦粉对烧结过程的影响规律,研究发现其替代焦粉的最佳质量分数为40%,此替代比例下烧结指标不会发生明显变化,而CO₂、SO_x、NO_x的排放分别减少23.05%、42.77%、30.99%,具有明显的减排效果。     

烧结烟气典型污染物排放形势及减排技术分析

本文通过对烧结过程SO_2等典型烟气污染物排放形势和减排技术的分析,指出我国对SO_2的治理效果明显;但NO_X和二噁英的治理仍处于起步阶段,排放形势严峻,环保压力巨大;烧结烟气污染物的治理不应局限于末端治理,而应将源头、过程、末端的治理功能合理衔接;现有减排技术存在不同问题,研发经济高效的烧结烟气污染物治理工艺前景良好。     

新钢烧结生产NO_x排放规律及减排措施

钢铁厂烧结工序是有害气体NOx的主要来源之一,减少烧结烟气中NOx的排放,对环境保护具有重要意义。本文针对目前新钢烧结过程NOx排放浓度高的问题,结合新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NOx排放浓度的影响规律,提出了一些有效的烧结过程NOx减排控制方法,并在生产过程中采取从源头降低原燃料带入N、降低固体燃料配比、强化制粒改善料层透气性、提高料层厚度等措施抑制烧结过程中NOx的产生。结果表明,文中采取的措施皆有利于减少烧结烟气中NOx的排放,排放浓度可以降低10%~20%。     

烧结燃料清洁化对NOx减排影响的中试试验

钢铁烧结工序是典型的高能耗、高物耗和高污染工序,烧结脱硝成为钢铁行业发展的最主要的难题,从源头削减NO_x的产生是有效解决方案之一。为此,建立烧结杯中试试验系统,采用清洁燃料替代的方法进行氮氧化物源头减排的研究。试验筛选出石蜡、低氮煤、甲醇3种低氮物料分别与无替代烧结NO_x进行排放比较,同时比较了烧结过程的增温速率、高温水平、高温持续时间;分析了在满足烧结热量和温度需求情况下,NO_x的减排效果以及变化规律和机理,综合分析3种物料或燃料替代减低NO_x的效果。试验结果表明,用低氮煤替代50%焦粉,NO和NO_x平均浓度分别为63.4和99.7 mg/m3,分别降低44.8%和43.9%;用石蜡替代10%焦粉,NO和NO_x平均浓度分别为48.5和76.7 mg/m3,分别下降57.8%和56.8%。从降低NO_x浓度效果来看,石蜡优于低氮煤。用甲醇替代10%焦粉和20%焦粉,虽然都有一定降低NO_x的效果,但是增温效果不能满足烧结的温度和热量要求,不适合作为替代的清洁燃料。     

基于MIV-GA-BP模型预测烧结矿FeO含量

工艺绿色化、装备智能化、产品高质化已成为当前钢铁行业主要发展目标。作为影响烧结矿性能的重要指标之一,FeO的含量不仅影响烧结矿还原性的高低和烧结过程的能耗,而且在一定程度上影响高炉间接还原、燃料比等指标。针对目前研究过程中存在的数据量少、工艺结合不紧密、特征选择方法针对性不强等问题,提出了基于MIV-GA-BP算法的烧结矿FeO含量预报模型。以承钢3号烧结机1年的生产数据作为研究基础,首先选取BP神经网络作为深度学习模型,然后利用遗传算法的特点解决了网络调参难等问题,成功构建了基于遗传算法优化的BP神经网络模型。在特征选取阶段将MIV算法的优越性与工艺理论相结合,选取了拥有更好解释性的参数作为模型的输入,此方法提高了模型预测准确率,成功实现了烧结矿FeO含量的预测。上线测试结果表明,误差允许范围内模型命中率达到87.9%,对现场烧结生产具有更好的指导性。     

烧结工序流分析及评价

在钢铁形势日趋严峻的当下,节能减排是烧结厂得以生存的必由之路。基于物料平衡和热平衡原理建立的烧结工序流评价模型,可以从宏观和微观两方面反映出烧结工序的流走向,从而挖掘其节能潜力所在。对某一典型烧结厂的流分析研究结果表明,该烧结过程固体燃料和混合料的分别占收入的73.59%和17.28%,热烧结矿的物理、烧结机损和烟气的热量分别占支出的47.42%、30.34%和21.63%,该烧结工艺的普遍效率和目的效率分别为69.66%和48.02%,具有较大的节能潜力。可以采用优化配矿、厚料层烧结、烟气循环烧结、余热发电等技术措施来提高效率,最终实现烧结工序节能减排的目的。     

料面喷吹蒸汽对烧结矿产质量和CO排放的影响

 随着钢铁行业烧结烟气污染物超低排放标准的持续收紧,烧结料面喷吹技术以其节能减排提质的潜在优势成为新的研究热点,被广泛认为是当前具有一定综合减排效果的烧结过程控制技术。为探究料面喷吹蒸汽的最优工艺制度,查明蒸汽喷吹影响烧结过程的作用机理,以期实现其工业化应用,采用某钢铁厂的烧结原料,研究了蒸汽喷吹总量、喷吹流量及开始喷吹时刻对烧结矿产质量指标及CO排放的影响。结果表明,在50 kg 级烧结杯原料条件下,料面喷吹蒸汽最佳试验条件应为烧结点火8 min后连续喷15 min,喷吹流量为0.02 m3/min,喷吹总量为180 g;此时,较基准相比,垂直烧结速度和利用系数稍有降低,成品率和转鼓强度分别提高0.60%和1.94%,固体能耗降低1.15 kg/t,达到最优值,烧结烟气CO浓度降低10.91%;表明喷吹蒸汽的进入使得被其他混匀矿包裹燃料中的碳元素充分反应,发挥高温反应的效果显著,进而提高成品率和转鼓强度;同时适宜蒸汽的加入参与到烧结高温带反应,有利于H₂O与C和O₂反应,将还原性气氛的CO转化为CO₂,进而降低CO排放和烧结固体能耗。综合来看,在合理的喷吹制度下,料面喷吹蒸汽可起到烧结过程CO减排和改善烧结矿产质量指标的双重效果。     

红土镍矿烧结节能降耗技术研究及应用

褐铁矿型红土镍矿具有较低的铁品位和丰富的结晶水及高熔点矿物,这导致其烧结矿产质量低、固体燃耗高.通过开发加压致密化烧结技术、热废气循环烧结技术及多力场协同强化烧结技术,显著改善了其烧结矿产质量指标,有力地促进了节能减排.相对于常规烧结工艺,采用多力场协同强化技术后,烧结矿转鼓强度由45.87％增至56.93％,利用系数...     

低碳高效高炉的设计研究

高炉炼铁的物理本质是铁素物质流在碳素能量流的驱动和作用下,按照设计的流程网络和运行程序,经过一系列复杂物理化学冶金反应过程,将铁矿石转变/转化为液态生铁的过程。碳素不仅是铁矿石还原过程的能量驱动源,也是生成铁水的重要非金属合金元素。面向全球“碳达峰”“碳中和”的发展形势,传统高炉必须在已有工艺技术的基础上进行改进、优化和创新,努力实现低碳化、高效化、绿色化、智能化等多重目标。提出了未来高炉在实现高效低碳的同时,必须从功能设计、装备设计和流程设计入手,遵循节能减排、低碳绿色新的发展理念,通过工艺优化、结构优化和技术开发,使传统高炉更加适应于炉料结构和燃料结构的变革,减少焦炭消耗和对其依赖,在碳素能量输入降低的条件下,形成新的耗散结构体系,进而实现高炉低碳高效炼铁的工程演进和技术发展。     

基于MIV-GA-BP模型预测烧结矿FeO含量

工艺绿色化、装备智能化、产品高质化已成为当前钢铁行业主要发展目标。作为影响烧结矿性能的重要指标之一,FeO的含量不仅影响烧结矿还原性的高低和烧结过程的能耗,而且在一定程度上影响高炉间接还原、燃料比等指标。针对目前研究过程中存在的数据量少、工艺结合不紧密、特征选择方法针对性不强等问题,提出了基于MIV-GA-BP算法的烧结矿FeO含量预报模型。以承钢3号烧结机1年的生产数据作为研究基础,首先选取BP神经网络作为深度学习模型,然后利用遗传算法的特点解决了网络调参难等问题,成功构建了基于遗传算法优化的BP神经网络模型。在特征选取阶段将MIV算法的优越性与工艺理论相结合,选取了拥有更好解释性的参数作为模型的输入,此方法提高了模型预测准确率,成功实现了烧结矿FeO含量的预测。上线测试结果表明,误差允许范围内模型命中率达到87.9%,对现场烧结生产具有更好的指导性。     

炼铁系统节能减排技术的现状和发展

随着科技手段的进步,现代的高炉炼铁技术已经得到充分的发展。然而从资源、能源及环境的角度看,高炉炼铁系统仍然面临着严峻的压力,烧结、焦化、高炉的能耗及污染不容乐观。从不同方面分别介绍了国内外炼铁系统的节能减排的重要方法,围绕含铁原料、燃料、高炉系统分别介绍了烟气脱硫、干熄焦技术、TRT发电技术、全氧高炉- 煤气自循环技术及炉渣的综合利用等几种典型工艺,以及其对炼铁系统节能减排的主要作用,并通过研究提出了中国高炉节能减排的发展方向。     

Sulfur Flow Analysis for New Generation Steel Manufacturing Process

Sulfur flow for new generation steel manufacturing process is analyzed by the method of material flow analysis, and measures for SO2 emission reduction are put forward as assessment and target intervention of the results. The results of sulfur flow analysis indicate that 90 % of sulfur comes from fuels. Sulfur finally discharges from the steel manufacturing route in various steps, and the main point is BF and BOF slag desulfurization. In sintering process, the sulfur is removed by gasification, and sintering process is the main source of SO2 emission. The sulfur content of coke oven gas （COG） is an important factor affecting SO2 emission. Therefore, SO2 emission reduction should be started from the optimization and integration of steel manufacturing route, sulfur burden should be reduced through energy saving and consumption reduction, and the sulfur content of fuel should be controlled. At the same time, BF and BOF slag desulfurization should be optimized further and coke oven gas and sintering exhausted gas desulfurization should be adopted for SO2 emission reduction and reuse of resource, to achieve harmonic coordination of economic, social, and environmental effects for sustainable development.     

福建三钢集团节能降碳进展及碳减排路径

系统总结了福建三钢集团“十三五”期间节能降碳工作所取得的卓越成绩,并剖析了三钢集团在原料结构调整、降低高炉燃料比、二次能源回收、煤气高值化利用以及系统节能降碳等方面的措施和取得的效果。通过推进结构节能、技术节能和管理节能,全面提升了企业的能效水平。“十三五”期间,铁钢比下降了0.2,高炉燃料比下降了21.66 kg/t,吨钢综合能耗下降了1.30%,吨钢CO₂排放量下降了4.98%。另外,还对三钢集团碳减排规划进行了介绍,为其他钢铁企业绿色低碳发展提供借鉴。