[發(fā)明專利]一種降低硫化物和氮化物排放的鐵礦燒結(jié)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110575960.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN113390270B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;唐繼忠;馬賢國(guó);顏慶雙;周明順;劉杰;滕雪亮;王小強(qiáng);翟立委;徐禮兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): F27D17/00
• 分類號(hào): F27D17/00;F27D19/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 佟寧

一種降低硫化物和氮化物排放的鐵礦燒結(jié)方法及裝置，將燒結(jié)燃料預(yù)處理與燒結(jié)煙氣循環(huán)相結(jié)合，通過燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行燒結(jié)煙氣循環(huán)利用，機(jī)尾段煙氣和中間段煙氣進(jìn)入煙氣控溫混勻裝置升溫并充分混勻；混勻的高溫?zé)煔饨?jīng)氧氣配加器補(bǔ)充氧氣和氨氣配加器配加氨氣后，進(jìn)入氮氧化物預(yù)處理器與氨氣反應(yīng)脫除部分氮氧化物；未反應(yīng)完的氨氣與燒結(jié)煙氣一起通過煙氣密封罩進(jìn)入燒結(jié)料層；進(jìn)入料層的氨氣在鐵質(zhì)催化劑的作用下與燃料燃燒產(chǎn)生的氮氧化物反應(yīng)。本發(fā)明一方面可以改善燒結(jié)礦質(zhì)量，降低固體燃耗；另一方面可以從根源上減少燒結(jié)工序硫化物和氮化物的產(chǎn)生量和排放量，降低燒結(jié)煙氣排放量和處理成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煉鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)，特別涉及一種降低硫化物和氮化物排放的鐵礦燒結(jié)方法及裝置。

背景技術(shù)

鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展就必須減少對(duì)環(huán)境的污染，減少硫化物和氮化物的排放是鋼鐵工業(yè)減少環(huán)境污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其中減少燒結(jié)工序硫化物和氮化物排放則是其重點(diǎn)。燒結(jié)煙氣中的硫化物和氮化物主要由燃料燃燒產(chǎn)生的。固體燃料中的硫和氮大多以有機(jī)硫和有機(jī)氮的形式存在，這種硫和氮的分解需要在較高的溫度下進(jìn)行。

在預(yù)熱區(qū)燃料經(jīng)過迅速升溫的熱解過程，大部分的硫分解析出：一部分有機(jī)硫以CS₂和H₂S類氣體析出，一部分無機(jī)硫以元素硫的形式隨著焦粉燃燒時(shí)碳的晶陣破壞而同步析出，然后與O₂反應(yīng)立即變?yōu)镾O₂氣體。幾乎90％以上的硫化物在干燥預(yù)熱區(qū)和燒熔區(qū)被氧化成硫的氣態(tài)化合物而釋放，85％左右的硫酸鹽在熱分解過程中被脫除。燒結(jié)工序NOx主要為燃料型，由固體燃料中燃料氮在高溫下與氧氣反應(yīng)形成，固體燃料的燃燒行為必將對(duì)燒結(jié)過程N(yùn)Ox排放產(chǎn)生影響；NOx穿過燒結(jié)料層時(shí)，在鐵系氧化物的催化作用下通過反應(yīng)4xNH₃+6NOx＝(2x+3)N₂+6xH₂O可以進(jìn)行脫除，其機(jī)理為氨吸附在Fe₂O₃鐵的Lewis酸性位上，NH₃分子的1個(gè)H原子與Fe₂O₃表面的晶格氧反應(yīng)，來自氨氣中N原子的1個(gè)電子被吸附在Fe₂O₃上；電子在吸附和被吸附物種之間相互轉(zhuǎn)移。電子轉(zhuǎn)移后形成的電子洞被吸附態(tài)氨氣產(chǎn)生的NH₂自由基轉(zhuǎn)變的NH_2-占據(jù)，被吸附了NH₃的1個(gè)N中的一個(gè)電子轉(zhuǎn)向Fe₂O₃中的鐵離子，形成的NH₂自由基和來自氣態(tài)中的NO反應(yīng)產(chǎn)生NH₂NO中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物然后分解為N₂和H₂O，然后2價(jià)鐵離子被氧氣重新氧化到3價(jià)鐵離子。

燒結(jié)燃料的配加量、粒度組成和燃燒性質(zhì)直接影響燒結(jié)料層的溫度與熱量分布、燃燒帶的厚度以及料層的透氣性、燒結(jié)氣氛等各個(gè)方面。燃料的種類、配加量固定時(shí)，燃料粒度的大小就成為影響燒結(jié)過程的重要因素。以粗顆粒形式存在的固體燃料，被鐵礦石和生石灰附著時(shí)，會(huì)降低燒結(jié)時(shí)的著火溫度，加快其燃燒速率；以細(xì)顆粒形式存在的固體燃料則不會(huì)發(fā)生變化；而以復(fù)合顆粒存在的固體燃料，尤其是與生石灰黏附在一起的固體燃料，通常反應(yīng)性會(huì)更加活躍。若固定燃料的粒度過大，會(huì)使燃燒速度變慢，燃燒帶變寬，燒結(jié)最高溫度降低，燒結(jié)過程透氣性變差，垂速和利用系數(shù)下降；反之，固體燃料的粒度過小，會(huì)使燃燒速度過快，液相反應(yīng)進(jìn)行得不完全，燒結(jié)礦強(qiáng)度變差，成品率和利用系數(shù)也下降。