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一種基于抑制鐵礦燒結過程燃料氮轉(zhuǎn)化的NOx控制方法

文檔序號:9780936閱讀:394來源:國知局
一種基于抑制鐵礦燒結過程燃料氮轉(zhuǎn)化的NOx控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領域,尤其設及一種基于抑制鐵礦燒結過程燃料氮轉(zhuǎn)化的 NOx控制方法。
【背景技術】
[0002] NOx(氮氧化物)是光化學煙霧和酸雨的主要成因之一,其排放造成的污染問題嚴 重影響生態(tài)環(huán)境和危害人體健康。目前工業(yè)最主要的NOx排放來自于化石燃料(煤、石油、天 然氣等)的燃燒,鋼鐵企業(yè)是NOx排放的重要來源之一,占全國NOx排放量的10% W上。而在 燒結工序中,要消耗大量的焦粉、無煙煤等,其NO巧敞量占鋼鐵企業(yè)總排放量的48%。2015 年1月1日開始實施的《鋼鐵燒結、球團工業(yè)大氣污染物排放標準》中規(guī)定NOx排放新標準為 300mg/m3,而目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)燒結煙氣中NOx濃度一般在400~600mg/m3,實現(xiàn)燒結過程中 NOx的減排迫在眉睫。
[0003] 燒結過程中NOx主要為燃料型NOx,一般來源于焦粉或無煙煤等的燃燒。在通常的 燃燒溫度下,固體燃料燃燒產(chǎn)生的NOx中NO占90%左右,N02占5%~10%,N20占1 %左右。同 時,如果存在還原性氣氛和適當?shù)拇呋瘎┳饔?,NOx還可能被還原成化或低價的NOx。燃料型 NOx的生成機理比較復雜,與氮元素在揮發(fā)分和焦炭中的分配、燃燒溫度和氧濃度等密切相 關。大量實驗結果表明,加熱初期,揮發(fā)分氮釋放出含氮基團比例較高,隨著溫度的升高和 反應時間的延長,焦炭氮中的含氮基團開始大量參與反應。
[0004] 目前,針對NOx減排W及脫除方法國內(nèi)外學者已經(jīng)展開了大量的研究,主要有W下 Ξ種類型的工藝技術:①低NOx燃燒技術,通過用減少燃料周圍氧濃度、降低燃燒溫度、減少 燃料在高溫區(qū)停留時間、在爐中加入還原劑等手段促進NOx分解或者還原為化;②選擇性催 化還原煙氣脫硝技術,在一定溫度和具有催化劑的條件下,利用〇l4、C0、也、N也等還原性物 質(zhì)將NOx還原成N2;③選擇性非催化還原煙氣脫硝技術,是向煙氣中噴氨或尿素等含有氨基 的還原劑,在高溫(850~1100°C)和沒有催化劑的情況下,通過煙道氣流中產(chǎn)生的氨自由基 與NOx反應,把NOx還原成化和也0。W上技術上均可實現(xiàn)NOx的減排,但是存在成本高、工藝復 雜等問題,且主要適用于燃煤電廠。因鋼鐵燒結煙氣產(chǎn)生量大、煙氣溫度低,采用選擇性催 化脫硝等末端治理的工藝需要配套的煙氣處理設備投入大、成本高。而對于低NOx燃燒技 術,由于燒結過程設及多種復雜的反應過程,改變?nèi)紵龡l件可能對燒結過程產(chǎn)生較大影響, 其尚難應用于燒結過程。國外有學者在燒結點火前利用微波加熱處理上層燒結料,認為可 W在一定程度上降低NOx的排放,但是化濃度需控制在18% W下。國內(nèi)王志等人采用解禪燃 燒與煙氣返回共脫硝工藝,向循環(huán)回燒結臺車的煙氣中添加含也、COW及N也、HCN的熱解氣 W還原生成的NOx,使得NOx得到一定程度的降解;武漢科技大學畢學工等人向燒結混合料 中添加高溫條件下可W分解生成N也的氨類添加劑,在鐵礦石的催化作用下,N也可W還原燒 結過程中生成的NOx。但是研究表明W上技術不僅會影響燒結礦產(chǎn)質(zhì)量指標,且減排效率并 不理想,大量添加劑的使用也增加了成本。因此,開發(fā)一種簡單有效、低成本的燒結NOx減排 技術,對鋼鐵燒結廠減少污染物排放、降低環(huán)保成本具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種基于抑制燒結過程燃 料氮轉(zhuǎn)化的NOx控制方法,該工藝過程簡單、對設備要求低、成本低廉,在不增加燒結生產(chǎn)成 本、不降低燒結礦產(chǎn)質(zhì)量的基礎上能有效實現(xiàn)NOx的減排。
[0006] 為解決上述技術問題,本發(fā)明提出的技術方案為:
[0007] -種基于抑制鐵礦燒結過程燃料氮轉(zhuǎn)化的NOx控制方法,先將燒結返礦中小于1mm 的顆粒篩分出來,然后將-1mm的燒結返礦、細粒赤鐵礦、生石灰、燒結燃料和具有粘結作用 的碳氨化合物配料后,在圓筒混合機中進行預制粒,所得混合料與剩余含鐵原料、烙劑、燒 結返礦進行常規(guī)制粒;然后將其布料、點火、燒結;其中所述燒結燃料為焦粉或者無煙煤。
[0008] 上述的方法,優(yōu)選的,所述預制粒過程中,-1mm燒結返礦的用量為燒結燃料質(zhì)量的 1.5 ~3.0 倍。
[0009] 上述的方法,優(yōu)選的,所述細粒赤鐵礦中Si化的質(zhì)量含量為4~6% ;所述細粒赤鐵 礦為-0.074mm質(zhì)量含量大于70 %的赤鐵精礦,或-0.5mm質(zhì)量含量大于50 %的赤鐵粉礦,或 兩者的混合物。
[0010] 上述的方法,優(yōu)選的,所述細粒赤鐵礦的添加量為燒結鐵礦總質(zhì)量的20~40%。
[0011] 上述的方法,優(yōu)選的,所述碳氨化合物選自薦糖、淀粉、簇甲基纖維素、佩利多中的 一種或者幾種,其添加量為燒結燃料、-1mm的燒結返礦、細粒赤鐵礦質(zhì)量之和的0.1 %~ 0.3%。
[0012] 上述的方法,優(yōu)選的,通過生石灰調(diào)節(jié)細粒赤鐵礦與生石灰構成的混合料堿度 (化0與Si化的質(zhì)量比)為2.0~2.4。
[0013] 本發(fā)明通過燒結燃料與細粒赤鐵礦、細粒燒結返礦、生石灰W及具有粘結作用的 碳氨化合物制成小球,其目的在于:①揮發(fā)分氮在燃燒初期便開始釋放,此時燒結燃料周邊 的碳氨化合物可在燃燒溫度較低時分解出CH、C0、H、0H等基團,運些基團不僅可W與揮發(fā)分 中的含氮化合物反應抑制NOx生成,還能夠還原已生成的NOx;②隨著燃燒溫度的提高,焦炭 氮開始發(fā)生氧化反應,而此時小球中的-1mm的燒結返礦,由于自身含有鐵酸巧等催化NOx降 解的物質(zhì),且比表面積較大,可促進NOx還原為化,同時,由于細粒級的燒結返礦在較低溫度 下即可形成液相,可促進細粒赤鐵礦與生石灰之間的反應,且由于物料堿度控制在2.0~ 2.4之間,有利于燃料周邊形成更多的鐵酸巧系物質(zhì),從而進一步促進了NOx的還原降解。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015] (1)本發(fā)明針對揮發(fā)分氮和焦炭氮向NOx的轉(zhuǎn)化分別設計了減排方法,通過抑制燃 料N的氧化反應和促進NOx的還原反應雙重手段,實現(xiàn)了在燒結過程中控制NOx的排放,針對 性強、減排效果好。
[0016] (2)本發(fā)明通過燒結燃料與細粒赤鐵礦、細粒燒結返礦、生石灰W及具有粘結作用 的碳氨化合物制成小球,充分發(fā)揮了碳氨化合物的作用,其粘結性能有利于制粒,同時在燃 燒條件下碳氨化合物易揮發(fā)生成有益于抑制NO生成的CH、C0、H、0H等基團,并利用燒結自產(chǎn) 燒結返礦含有催化劑鐵酸巧的特性,W及通過合理配料有效促進燒結過程在低溫下快速生 成鐵酸巧,有效提高了燃燒過程NOx的還原降解,實現(xiàn)了燒結過程中控制NO巧敞,無需后續(xù) 煙氣處理,且不改變常規(guī)燒結工藝制度,不增加生產(chǎn)成本,不會降低燒結礦產(chǎn)質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0017] 為了便于理解本發(fā)明,下文將結合較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述, 但本發(fā)明的保護范圍并不限于W下具體的實施例。
[0018] 除非另有定義,下文中所使用的所有專業(yè)術語與本領域技術人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術語只是為了描述具體實施例的目的,并不是旨在限制本發(fā)明 的保護范圍。
[0019] 除有特別說明,本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可W從市場上購買的商品或 者可W通過公知
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