[發明專利]煙氣循環和生物質能相結合的鐵礦燒結方法

有效

• 申請號: 201110180961.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102242257A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 范曉慧;甘敏;陳許玲;姜濤;李光輝;張元波;袁禮順;郭宇峰;楊永斌;李騫;黃柱成;白國華;許斌;季志云;余志遠;李文琦;謝路奔;王強;王祎
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/16
• 分類號: C22B1/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金領域的燒結行業，涉及一種煙氣循環和生物質能相結合的鐵礦燒結方法。

背景技術

鋼鐵行業是典型的高耗能、高污染產業，其節能減排對我國國民經濟的可持續發展具有非常重要的現實意義。我國鋼鐵工業的煉鐵系統以燒結-高爐流程為主，燒結礦是高爐煉鐵的主要爐料，在我國占75％左右。燒結生產的工序能耗為鋼鐵企業總能耗的9％-12％，僅次于煉鐵工序而居第二位，而且我國燒結能耗指標比先進國家平均要高20Kgce/t_s。且燒結過程排放的煙氣含有粉塵、COx、SOx、NOx以及二惡英和呋喃等高致癌物質，還排放酸性氣體、重金屬和堿金屬等多種污染物。由于其廢氣量大、污染物種類多，是鋼鐵工業中重要的大氣污染源。

目前，我國鋼鐵企業燒結煙氣污染物含量高，大多未能達到排放的標準，大部分污染物都需要減排。我國處理污染物的種類還比較單一，大多是單一的除塵工藝、脫硫工藝、脫硝工藝等，如要處理煙氣中所有的污染物，將這些工藝簡單疊加，則造成工藝流程冗長，處理技術復雜，設備占地面積大，投資高、運行成本高等諸多問題。雖然近年國家對污染物減排十分重視，但目前還缺乏技術經濟效益好的減排技術。特別是隨著環境對污染物減排的要求日益嚴格，不再是單純要求粉塵、SOx等常規污染物的減排，NOx、二惡英、重金屬等污染物減排也提上議事日程，因此，需要更為高效的減排技術。

發明內容

生物質能源有“生物礦”之稱，是地球上最廣泛存在的可再生綠色能源，由于生物質產生的CO₂參與大氣碳循環，加之其低氮、低硫的特點，應用生物質能源替代煤炭類化石燃料進行燒結可降低CO₂、SO_x及NO_x產生；而煙氣循環燒結可吸附或降解煙氣中粉塵和二惡英、NO_x和CO等有害氣體，降低其排放。

燒結過程燃燒前沿和傳熱前沿速度協調同步是獲得良好燒結效果的前提。以空氣為介質和焦粉為燃料的普通燒結，其兩個前沿速度具有良好的一致性。煙氣循環燒結是抽入含多種成分的煙氣替代部分空氣，由于煙氣中CO₂、H₂O含量高，其比熱容比空氣大，導致傳熱速度加快，而煙氣中O₂含量低，使得燃燒速度降低，燃燒前沿速度降低而傳熱前沿速度加快使兩者的一致性遭到破壞。而生物質燒結由于燃料燃燒性、反應性好，使燃燒前沿速度遠遠大于傳熱前沿速度，兩個前沿速度的一致性也遭到破壞。因此，若單獨進行煙氣循環燒結或生物質能燒結，由于燃燒前沿和傳熱前沿速度不具備一致性，使得燒結料層溫度達不到燒結的高溫要求，導致燒結礦產量、質量指標惡化。因此，本發明開發了一種可通過采取適合的煙氣循環模式和生物質燃料的應用方法，可將煙氣循環和生物質能燒結有機的結合在一起，通過兩者的協同作用，使得煙氣循環燒結加快了傳熱前沿速度，生物質燒結加快了燃燒前沿速度；并可使燒結過程的燃燒前沿和傳熱前沿速度重新達到一致。因此，本發明所研究提供的煙氣循環和生物質相結合的燒結方法，在保證燒結礦產量、質量指標的前提下，充分利用兩者的減排功效進行多污染物協同減排，可最大化實現CO_x零排放，粉塵、二惡英、NO_x、SO_x的大幅減量化排放，滿足環境對污染物排放的高標準要求。

本發明所要解決的技術問題是開發煙氣循環和生物質燃料相結合的燒結方法，并可使燒結過程的燃燒前沿和傳熱前沿速度重新達到一致，盡可能的降低鐵礦燒結煙氣中污染物的排放，實現鐵礦燒結的清潔生產。

本發明通過開發煙氣適宜的循環方式、煙氣成分及溫度條件、循環位置及比例等，結合生物質燃料的性能控制及燒結應用技術，使燒結過程的傳熱前沿速度和燃燒前沿速度達到一致，從而在保證燒結礦產量、質量的前提下，大幅減少燒結過程溫室氣體和污染氣體的排放。