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。      

无烟煤代替焦粉燃烧行为及对烧结NOx排放的影响

 为了明确固体燃料燃烧行为对烧结过程NOx排放及其产质量的影响规律,采用微型燃烧装置考察了无烟煤代替不同比例焦粉时其燃烧速率、CO生成等燃烧行为对NOx排放浓度和总量、氮元素转化率的影响规律,并在此基础上进行工业性试验,研究不同替代比例下NOx排放和烧结产质量指标的变化规律。结果表明,随着无烟煤代替焦粉比例的升高,其燃烧速率逐渐减小,且其与NOx排放浓度整体呈线性正相关关系,同时其CO生成量则先增大后减小,且与NOx排放总量和氮元素转化率均呈线性负相关关系。此外,固体燃料的燃烧热值会对烧结产质量指标产生影响,而在兼顾NOx排放指标及烧结产质量指标下,低氮无烟煤代替焦粉的适宜比例为70%。     

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。     

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。     

焦粉粒度对烧结混合料制粒的影响

摘要：研究了焦粉粒度对烧结混合料制粒的影响,包括焦粉在制粒小球中的分布规律与混合料制粒效果。结果表明：粒度小于0.5mm焦粉主要起黏附粉作用,较为均匀地黏附到各粒级制粒小球中;粒度在0.5~1mm的焦粉作为核颗粒,分布在0.5~1mm、1~3mm制粒小球中的占比总和为81.3%,部分以共核形式存在于3~5mm及以上粒级的制粒小球中;粒度在1~3mm及以上粒级焦粉作为核颗粒分布于相同粒级与大一粒级的制粒小球中;粒度在1~3mm及以上粒级焦粉对烧结混合料制粒无明显影响,粒度小于1mm的焦粉会提高制粒后混合料中小粒径制粒小球的含量,不利于混合料制粒,应尽可能减少焦粉中粒度在05~1mm的含量,将焦粉中粒度小于0.5mm的质量分数控制在20%~30%。     

燃料粒度对烧结性能影响的试验研究

燃料粒度对烧结性能、产质量、能耗等均有一定影响,在不同的配矿条件与工艺条件下适宜的燃料粒度是不同的。采用焦粉、煤粉、兰炭分别进行燃料粒度对烧结性能影响的优化试验,试验结果表明:综合评价3种燃料的粒度,取得最佳综合效果的燃料粒级组合是:"焦粉(3 mm)5%+(1~3 mm)50%+(0.5~1 mm)20%+(0.5 mm)25%";"煤粉(3 mm)25%+(1~3 mm)65%+(0.5~1mm)5%+(0.5 mm)5%";"兰炭(3 mm)10%+(1~3 mm)50%+(0.5~1 mm)20%+(0.5mm)20%"。与试验结果对比,现场燃料焦粉偏粗,煤粉偏细,可根据实际情况适当调整。在相同燃料粒级比例条件下,对烧结矿指标综合影响效果兰炭最优,焦粉次之,煤粉第三。     

德胜烧结生产优化措施

针对德胜集团烧结厂消化使用的自产生石灰和外购生石灰、烧结过程中焦粉粒度的配比和不同料层厚度对烧结矿产生的一系列问题，本文通过升温速率法测定了自产灰和外购灰在不同配比下的活性度，并研究了不同生石灰活性度以及不同焦粉粒度和料层厚度为700 mm与750 mm条件下对烧结矿质量的影响。结果表明，生石灰活性度随着自产灰的配比降低而降低，全为自产灰的活性度为29.1,且活性度越高，烧结矿的强度越大，冶金性能越好；焦粉粒度应减少小于1 mm焦粉粒度，尤其小于0.5 mm的粒级范围，增大1～3 mm的焦粉粒级，可有效改善烧结生产效率，但是强度有所降低；料层厚度应采用750 mm,转鼓强度有明显的提升，低温还原粉化指数RDI_+3.15为79.03,厚料层可与焦粉粒度为1～3 mm的配合使用，平衡增大焦粉粒度带来的强度下降情况。     

铁矿石烧结焦粉粒度组成最佳化研究

不同的固体燃料粒度导致炭粒燃烧速度发生变化,会直接影响铁矿石烧结的矿化过程.在实验室条件下,运用“混料回归试验设计方法”的“单形格子设计”,采用烧结杯实验及烧结矿物结构分析方法,得到了不同焦粉粒度与铁矿烧结重要指标间的定量关系,并就优化后的燃料粒度对烧结矿冷强度及生产率指标改善的效果进行了验证.结果表明,通过优化焦粉粒度组成(《1mm、1～3 mm、3～5 mm、＞5 mm),可满足烧结生产对各项指标的侧重要求,对降低烧结固体燃耗,提高烧结矿产质量具有指导意义.     

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。     

烧结原燃料中N的转化及影响因素研究

针对烧结工序NOx排放的现状,从源头治理的角度对烧结原燃料中N元素含量以及烧结过程中NOx浓度分布进行了检测分析,对不同铁精矿和燃料的NOx排放受温度、气氛、粒度以及熔剂等因素的影响进行了研究,初步摸清了烧结原燃料中NOx的排放规律,并通过烧结杯试验探索了烧结过程中NOx浓度随工艺参数的变化规律,指出燃烧温度和烟气负压是烧结过程中影响烟气NOx浓度的主要因素。     

焦粉粒度分布对铁矿石烧结指标的影响

焦粉粒度对烧结生产指标具有重要的影响。通过烧结杯试验开展焦粉粒度最佳组成的试验研究。结果表明，焦粉粒度从小于1 mm增加到5~8 mm时，烧结矿强度、烧结利用系数、固体燃耗、产量、垂直烧结速度及粒度分布均变差；烧结生产所使用的焦粉粒度组成可根据生产目标进行调整，当要求烧结矿转鼓强度达到最高值时，焦粉的粒度分布应当是57.20%的小于1 mm、25.63%的1~3 mm、11.17%的3~5 mm和6.00%的5~8 mm。当焦粉由鞍钢实际生产的粒度分布调整为最佳粒度分布时，烧结原料矿化过程合理，烧结矿转鼓强度增加1.48%，产量增加1.73%，10~40 mm的烧结矿增加2.16%，固体燃耗降低0.69 kg/t，冶金性能指标明显改善。研究结果对烧结生产中合理控制焦粉粒度分布具有一定的理论指导作用。     

焦粉改性降低烧结过程NOx排放的模拟

 以浸渍法制备CeO2和CaO改性焦粉作为烧结燃料降低NOx排放。分别采用焦炭燃烧模拟实验和烧结杯实验对CeO2和CaO降低NOx排放进行研究。结果表明,在20%CeO2和20%CaO改性焦炭燃烧中,NOx减少排放率分别为148%和77%。在烧结杯实验中,以20%CeO2和20%CaO改性焦粉作为烧结燃料,NOx减少排放率分别为188%和135%。     

Influence of coke breeze particle size on quality of sinter

Abstract

Iron ore sintering is an extremely complex process involving fuel combustion to generate heat and reducing gases like CO. This heat allows physicochemical, solid and solid–liquid reactions to form liquids of complex components as fuel particles are consumed and cooling processes allow the formation of solid mineral phases. At JSW coke breeze from coke ovens is used as solid fuel in sinter. The properties (size) of the solid fuel play a very important role in determining the sinter microstructural properties and sinter quality. The microstructure of the sinter is a basic necessity and also the first step towards establishing the structural property relationship. Microstructural studies have been carried out to understand the effect of coke breeze particle size on sinter microstructure and sinter properties. The present paper is an attempt to understand and correlate the physical and metallurgical properties of sinter with varying size of the coke breeze particle in sinter mix. It was observed that as the proportion of coke breeze below 3 mm in the sinter mix increased from 53·0 to 90·0% the calcium ferrite phase increased, the number of bigger size pores decreased, and thereby decreased the reduction degradation index (?3·15 mm) of sinter from 39·7 to 23·5%. Superior sinter properties were obtained with the ?3 mm coke breeze size ～90% in the sinter mix.     

首钢京唐降低烧结矿SiO2含量的研究及应用

采用烧结杯试验方法对首钢京唐铁矿粉低SiO2烧结及优化措施进行研究,并进行工业试验及工业应用。结果表明,在京唐配料结构下,烧结矿SiO2质量分数由5.60%降至5.00%,烧结矿转鼓指数、成品率和粒度有所变差。粗化焦粉粒度对提高转鼓指数的效果最明显;提高混合料温度对烧结各项指标基本都有改善,尤其对提高成品率的效果最明显;提高料层厚度对降低燃耗等指标有利。在工业应用中,采取提高料层厚度30 mm、提高料温5~10 ℃、放宽燃料粒度（小于3 mm比例）2%、降低镁质熔剂使用量以及优化配矿等措施,使京唐烧结矿的铁酸钙体积分数基本得到保证,达到45%以上,促使烧结矿产质量保持稳定且有改善。     

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.      

南(京)钢降低烧结矿FeO的攻关实践

介绍了我厂降低烧结矿FeO攻关实践所取得的效果，从提高焦粉破碎粒度合格率，降低焦粉配比。采用焦粉二次添加与低温厚料层烧结工艺生产高碱度烧结矿等方面论述了降低烧结矿FeO的措施，并指出了今后的努力方向。     

进一步提高细精矿烧结料层厚度的试验

进行厚料层烧结不仅使烧结矿的质量得到提高,而且固体燃料消耗大大减少,这将有利于减少碳排放。目前采用超厚料层烧结的企业都是粉矿烧结,精粉率不足10%,且会带来透气性变差、产量降低的情况。针对太钢烧结原料特点,为探求精矿烧结超厚料层烧结技术,进行实验室试验研究。结果表明,精矿原料条件下,在强化制粒效果、优化燃料粒度、配用复合黏结剂、采用预制粒等有效措施后,将料层厚度提高为800~900 mm,烧结矿的矿物结构改善,产量、质量指标得到保证,固体燃料消耗大大降低,达到预期效果。