铁矿烧结烟气中SO2的排放规律

从烧结过程燃料用量、混合料水分、烧结矿碱度及混合料含硫量研究烧结工艺参数对烧结烟气中SO2排放的影响,发现烧结过程SO2的排放不受烧结工艺参数及原料含硫变化的影响,在烧结终点前始终存在一个排放浓度峰值区间,揭示烧结烟气SO2排放的自持性规律是由于烧结料层有选择性吸附SO2作用所导致,SO2的排放遵循硫化物、硫酸盐热分解生成-料层吸附-再分解-解吸的迁移及循环富集排放机理。     

影响烧结工艺过程NOx排放质量浓度的主要因素解析

在烧结烟气脱硫治理取得成效之后,烟气脱硝迅即摆上钢铁企业的环保治理议程.在尚无经济有效的末端治理脱硝工艺的前提下,有必要在烧结生产中进行工序过程控制,从而保持烧结烟气NOx排放质量浓度处于较低水平.本文通过统计解析的研究方法,系统分析了2013至2014年宝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排放质量浓度的影响规律.研究结果表明:适当降低赤铁矿的使用比例,提高烧结粉、返矿的配比,提高钙质熔剂中石灰石的使用比例,降低镁质熔剂使用比例,保持烧结矿较高的碱度水平,强化制粒提高料层透气性,坚持厚料层烧结等措施均有利于抑制烧结烟气NOx的排放质量浓度水平.     

水汽相变耦合撞击流作用下细颗粒物的脱除特性

采用水汽相变和撞击流耦合的方法,研究了烟气对喷水平间距、烟气流速、水蒸气添加量等参数对细颗粒脱除效率和相变脱除后烟气中细颗粒中位粒径的影响,并分析测试了相应条件下系统的流体阻力和除雾器的压力降.结果表明:细颗粒脱除效率随烟气对喷水平间距的增加先增大后减小,随烟气流速和蒸汽添加量的增大而增大;相变脱除后烟气中细颗粒中位粒径的变化规律与细颗粒脱除效率的变化规律相反;系统阻力和除雾器的压降均随烟气流速的增大而增大;随烟气对喷间距的增大,系统阻力减小,除雾器的压降基本保持不变.撞击流相变室的系统阻力小,细颗粒物脱除效率高,因此,蒸汽相变耦合撞击流是一种用于脱除细颗粒物的切实可行的方法.     

循环流化床烧结烟气脱硫灰理化性能研究

以采用脱硫剂浆态进料,脱硫塔后采用双旋风分离、双侧返料工艺特点的某钢厂循环流化床烧结烟气脱硫灰为研究对象,从粒径分布、比表面积、元素组成、颗粒微观形貌、晶相组成、红外吸收及热稳定性等方面,考察和电厂循环流化床(CFB)脱硫灰的异同。研究发现,与电厂CFB烟气脱硫灰相比,CFB烧结烟气脱硫灰有以下特点:粒径小,比表面积大,表面结构疏松、多孔,表面活性好;K、Na、Fe等农业可利用元素含量高,同时又含有Pb、Cr、Rb等重金属及放射性元素;S、Si、Al元素含量低;晶相成分中含KCl、CaCO3、CaSO3.0.5H2O、CaSO4等;气氛对其分解温度影响不大,空气气氛下灰分中CaSO3比电厂脱硫灰中CaSO3更易分解。根据研究结论,初步分析了将CFB烧结烟气脱硫灰用于现有电厂半干法脱硫灰利用途径中的优势及瓶颈,为CFB烧结烟气脱硫灰的综合利用与安全处置提供依据和参考,有利于CFB烧结烟气脱硫技术的推广。     

添加除尘灰对烧结生产过程影响的研究

采用单因素试验法,研究除尘灰配比对烧结生产过程中原料造粒、料层透气性、烧结矿质量、燃料消耗以及设备利用系数的影响。试验结果表明,除尘灰添加量为2%时,烧结原料中大于3mm的粒级分布达到57.8%,烧结矿落下强度为67.68%,转鼓指数为70.83%,FeO含量为7.13%,成品率为86.88%,燃料消耗为80.8kg/t,设备利用系数为1.93t/(m2.h)。按此配比,能获得原料的造粒、料层透气性、烧结矿质量、燃料消耗以及设备利用系数的较佳效果。     

流化床燃烧稻草床料聚团及灰行为

流化床燃烧生物质发电是生物质能利用的重要技术,但床料聚团影响系统的稳定运行。该文使用石英砂流化床在760℃燃烧稻草,研究床料聚团机理和生物质灰行为。实验结果表明:床料发生了严重的聚团,床层流化状态明显恶化;碱金属在床料颗粒表面富集,在床料颗粒表面形成了约5μm厚的灰层。K2O-CaO-SiO2三元系相图可以有效解释床层中融化物的出现。聚团机理可概括为:由于稻草灰熔点低,燃烧的半焦表面变粘,粘结床料颗粒产生聚团;通过与细灰碰撞、融化的碱金属化合物冷凝,床料颗粒表面形成一层均匀的灰层并融化,当灰层足够厚时,床料颗粒通过有限的点粘结在一起,也会形成聚团。     

转底炉处理冶金粉尘工艺的锌钾钠脱除及烟气形成

转底炉直接还原处理钢铁厂冶金粉尘过程中,Zn、K、Na等元素的脱除及烟气形成过程对转底炉工艺实施效果影响很大.采用高温管式炉模拟转底炉工艺条件,用钢铁厂含锌粉尘制成内配碳球团,进行直接还原实验研究,并收集实验过程产生的烟气和二次粉尘,对烟气中的气体成分以及烟气中的二次粉尘进行化学成分、微观结构以及物相组成分析.研究证明:Zn的脱除率可以达到98%,K、Na、Pb的脱除率分别达到80%、88%和85%;烟气中N2、CO、CO2的体积分数分别为71.4%、14.5%和14.1%;烟气中二次粉尘主要物相为ZnO、KCl、Zn5(OH)8CI2H2O、PbO和NaCl,二次粉尘中ZnO含量高达80%,可作为二次锌资源加以利用.在此基础上分析了转底炉直接还原过程中Zn、Ph、K、Na脱除和烟气形成机理.     

高褐铁矿配比下提高烧结矿产质量指标

为了在高褐铁矿配比下提高烧结矿产质量指标,在把握烧结混匀矿特性的基础上,通过微型烧结试验和烧结杯试验,研究了高褐铁矿配比下烧结矿二元碱度、钙质熔剂种类等因素对烧结黏结相数量、强度和类型,以及烧结矿产质量指标的影响.结果表明:在高褐铁矿配比下,提高烧结矿二元碱度至2.0水平,并采取适当增加生石灰使用比例以及提高烧结抽风负压和烧结料层高度的配合措施能够改善烧结矿产质量指标.     

生物质灰对铁矿石载氧体性能的影响

在小型固定床上以铁矿石为载氧体、CO为燃料,进行了化学链燃烧试验.通过在铁矿石中加入生物质灰,探讨了生物质灰的种类(玉米秆灰、油菜秆灰和稻草灰)、灰的添加量(5%~20%)及灰中碱金属对铁矿石载氧体反应活性的影响.试验结果表明:生物质灰中无机组分不同,对铁矿石载氧体反应活性的影响也不同.由于玉米秆灰和油菜秆灰中碱金属K含量较高,高温下K以气态形式迁移到铁矿石表面,生成了K3Fe O2,从而提高了铁矿石的还原反应活性.稻草灰中Si含量很高,高温下碱金属K及Fe O与铁矿石反应,生成低熔点共晶体,加剧了铁矿石表面的烧结,减少了气固反应的接触面积,导致CO总转化率急剧下降.     

超高料层双层烧结富氧强化及烟气排放行为研究

针对超高料层双层烧结矿强度低的问题,采用富氧方法强化双层烧结。研究富氧浓度和燃料用量对烧结矿产质量的影响,分析普通双层烧结和富氧强化双层烧结的烧结矿主要矿物组成和微观结构,研究两者烧结烟气中O₂、CO₂和CO的排放行为。研究结果表明：富氧方法能明显强化超高料层双层烧结,大幅度提高烧结矿成品率和转鼓强度;二次点火后对料层进行富氧,氧气体积分数为25%,烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数和固体燃耗分别为69.06%、66.40%、2.09 t/(m²·h)和53.79 kg/t,与普通双层烧结指标相比,成品率、转鼓强度和利用系数分别提高4.11%、7.73%、0.18 t/(m²·h),固体燃耗降低3.23 kg/t;富氧使烧结矿中磁铁矿氧化充分,铁酸钙大量生成,烧结矿结构均质、紧密;富氧增大烧结烟气O₂质量分数,可有效解决下部料层缺氧问题,提高燃料燃烧效率,减少CO排放量。     

烧结烟气鼓泡脱硫的三维数值模拟

对钢铁行业烧结工序的烟气脱硫过程进行了数值模拟研究,以220 m2烧结烟气脱硫塔为模拟对象建立了鼓泡脱硫塔气液流动与脱硫反应耦合的三维数理模型,考察了Ca(OH)2浓度、表观气速、入口烟气温度、入口烟气SO2浓度对烟气中SO2脱除率的影响.以表观气速0.11m/s、入口烟气温度418 K、入口烟气SO2浓度1 600 mg/m3、Ca(OH)2浓度0.614 mol/L、浆液温度323 K为基准工况,逐一改变单个运行参数.研究结果表明:当Ca(OH)2摩尔浓度为0.1~0.614 mol/L时,脱硫率随浆液中Ca(OH)2浓度的增加显著增大;当表观气速为0.07~0.21m/s时,脱硫率随流速的增大而降低;当入口烟气温度为370~445 K时,脱硫率随温度的增大而降低;当入口烟气SO2浓度为2 000~2 400 mg/m3时,脱硫率随入口烟气中SO2浓度的增加有所降低.     

碱金属浸渍对垃圾衍生燃料与褐煤共热解催化特性

为探究碱金属对垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,RDF)与褐煤共热解特性的影响,对样品灰进行X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)分析,并对酸洗及酸洗后碱金属K和Na溶液浸渍样品进行热重红外联用(TG-FTIR)分析。结果表明:RDF与褐煤之间元素组成含量具有较大差异,但主要元素种类没有发生大的波动,主要含有Al,Si,P,S,K,Ca,Ti,Fe等元素。RDF与褐煤质量比为3∶7时的元素组成与褐煤相似。酸洗能去除样品中的无机碳酸盐,酸洗以及碱金属浸渍后将热解过程分为两个阶段:生物质组分热解(173~433℃)和塑料类物质热解(402~566℃)。RDF与褐煤共热解产物主要为轻质气体(CO,CO2,CH4,H2O)及半挥发性有机物(C=O和C—O—C)。碱金属K和Na的催化作用是RDF与褐煤产生协同反应的原因。气体产物FTIR析出曲线中原样气体峰值浓度最高,碱金属K和Na浸渍样气体峰值浓度次之,酸洗样气体峰值浓度最低。     

基于料层最高温度控制的铁矿烧结燃料合理分布

利用所建立的铁矿石烧结过程传热数学模型,对某钢铁企业烧结机的常规烧结过程进行模拟计算,得到不同深度的料层最高温度分布,并通过烟气温度计算值与测试值的对比验证模型的可靠性。通过对料层本身所含热量和可利用热量的计算并结合料层最高温度合理取值,得到以0.04 m厚度为单元的各料层燃料含量合理取值,并以此为基础提出燃料合理分布的优化方案。与常规方案、基于平均分层的标准方案在料层最高温度稳定性、最高温度所在区域、冷却速度以及燃料含量的对比结果验证了优化方案的合理性和节能性。     

θ环填料塔中灰颗粒对K_2CO_3溶液吸收CO_2性能的影响

为了解燃煤烟气中灰颗粒对化学吸收法脱除CO2性能的影响,选用典型的K2CO3溶液作为吸收剂,利用乱堆θ环小型填料塔,采用液相加入灰的方式,进行了实验研究.考察了吸收液温度、填料塔高度、液气比、灰颗粒浓度等工艺条件对灰作用的影响规律.结果表明,灰的存在使脱除CO2的效率降低,灰对脱除效率降低的影响与其化学成分关系不大,但与操作参数有关;随着吸收液温度或填料高度的增加,灰对CO2脱除效率的影响减弱;随着液气比的增加,灰对CO2脱除效率的影响有上升的趋势;随着灰颗粒浓度的增大,灰对CO2脱除效率的影响逐渐增大,最后趋于稳定.分析表明,对灰的影响主要是通过改变吸收液初始分布而实现的.     

不同料层高度烧结过程尾气排放规律

研究了不同料层高度下烧结过程中尾气成分(O2、CO2、SO2和NO)的变化规律.结果表明:随着烧结历程的推进,尾气中O2含量降低而CO2含量升高,这主要是因为固体燃料燃烧量逐渐增多;尾气中SO2、NO的含量亦呈升高趋势,但幅度很小,这主要是因为烧结料层对SO2有吸收作用,而燃烧带的CO气体则可以还原使部分NO分解;在临近烧结终点时,因料层对SO2的吸收作用消失而使析出作用强化,导致尾气中SO2含量急剧升高.另外,随着料层高度的增加,因固体燃料配比相应减小,尾气中CO2、SO2和NO的含量降低,而O2含量增加.因此,控制高温区宽度的厚料层烧结技术是我国开展减少烧结尾气中气体污染物(CO2、SO2和NO)的有效措施.     

某钢铁厂除尘灰综合利用提取次氧化锌环境影响分析

钢铁企业冶炼过程产生大量除尘灰,若不加以有效处理,将对厂区及周边环境造成污染。现有大部分钢铁厂将除尘灰作为原料返回烧结系统,但除尘灰中K、Na、Cl、Zn等元素富集危害烧结炼铁生产。综合利用钢铁厂除尘灰提取次氧化锌技术,可以将除尘灰变废为宝,作为二次资源来利用。该文根据实际案例,阐述某钢铁厂除尘灰综合利用提取次氧化锌工艺流程,分析该类型项目生产过程产污环节及环境影响。     

表面活性剂影响下细水雾吸附细颗粒物特性的试验

为了探讨细水雾吸附细颗粒物的机理,利用含有风送结构的喷雾系统对表面活性剂影响下不同粒径细水雾脱除细颗粒物特性进行了试验研究,获得了液滴粒径、表面活性剂质量浓度及风送速度对细水雾降尘率的影响规律.结果表明:细水雾降尘率随着水雾粒径的减小先提高后下降,存在最大降尘率;在纯水中添加表面活性剂能大幅提高不同粒径水雾对细颗粒物的降尘率,且粒径越小提升效果越明显;随着溶液中表面活性剂质量浓度的增大,降尘率基本呈上升趋势,同时当水雾粒径较大时,低速风送对纯水及表面活性剂溶液的降尘率均有提升效果.     

铁矿烧结中燃料合理分布研究

以我国某钢铁公司烧结原料为对象,对烧结过程的自动蓄热热平衡进行分析和计算,提出料层蓄热及燃料合理分布的计算模型,并按3层进行燃料分层布料烧结试验.计算结果表明,当料高为600 mm时,烧结各料层可利用蓄热率为35%左右;当焦粉配加量上层、中层和下层分别为4.9%,4.3%和3.4%时,在不降低烧结矿产质量的同时,固体燃耗降低3.69 kg/t.     

恒定碱度条件下生石灰配比对烧结矿强度的影响研究

通过烧结杯试验和对转鼓指数的测定研究了恒定碱度条件下生石灰配比对烧结矿强度的影响。选取固定的铁料配比、碱度为2.0、燃料配比为6.0、水分为7.5为试验的基准。试验结果表明,转鼓强度随着生石灰配比的增加有增加的趋势,但当生石灰配比添加到5%时,烧结强度有明显的下降趋势。综合考虑以上因素,为了得到较高的转鼓强度选择石灰添加量为3%~4%为宜。     

褐铁矿的热分解特性及其对烧结过程的影响

利用热重分析的方法对褐铁矿FMG粉(简称FMGF)在受热升温过程的热分解特性进行了详细的研究.结果表明:FMGF中的结晶水在200~400℃温度区间内即完成了分解挥发,这样可以改善烧结料层透气性,使料层上部热量有效传递到下部;分解其中的结晶水,就能减少褐铁矿中的结晶水分解对烧结固体燃料消耗和烧结热平衡影响.烧结杯试验和工业应用结果验证了热分解特性研究的结论:在高比例褐铁矿条件下,通过提高难熔矿配比,可改善烧结料层透气性,改善料层传热条件,最终降低烧结固体燃耗,提高烧结成品率.