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烟气循环烧结的基础研究

范振宇  
【摘要】:近年来我国钢铁工业飞速发展,而由此带来的环境问题却日益显著,尤其是SO_2CO_2等废气对大气的污染更是引起了广泛关注。钢铁工业产生SO2的主要来源为烧结工序。烧结烟气脱硫存在工艺设备投资大,运行费用较高,脱硫效率较低,副产物复杂以及技术风险较大等特点,这些都制约着烧结烟气脱硫的发展,使烧结烟气脱硫技术发展缓慢。 烟气循环烧结工艺是将烧结过程排出的部分烟气返回点火器后的台车上部密封罩中循环使用的一种烧结方法。新工艺在减少烧结废气排放总量的同时,使SO2的在烧结烟气中产生富集,提高了烧结烟气中SO2浓度,从而可降低后续脱硫工序的成本。 本文采用人工配气模拟烧结烟气,对烟气循环烧结工艺的原理及技术参数进行了系统的研究。 烟气循环烧结技术研究表明:降低循环烟气中O2含量将导致烧结各项产质量指标明显变差,应控制循环烟气中氧气含量在18%以上;循环烟气中的CO气体对整个烧结过程有利,其中的潜热可被利用,导致烧结矿质量得到改善;循环烟气中的SO2对烧结矿的主要产质量指标影响不大,但当SO2大于1000ppm时,S在成品烧结矿中产生明显的富集。综合来看,采用烟气循环烧结工艺,绝大部分SO2进入烧结烟气中富集后并排放,若控制好生产工艺条件,可制备出质量优良的高炉炉料。 循环烟气含氧量对几种铁矿石成矿性能的研究表明:随着焙烧温度的升高,几种铁矿石铁酸钙的生成量呈先增大后减少的变化规律,赤铁矿、褐铁矿铁酸钙最大量生成温度为1275℃,镜铁矿和磁铁矿为1250℃,铁酸钙最大生成量,赤铁矿为73.14%、镜铁矿为67.47%、褐铁矿为97.13%、磁铁矿为62.88%;焙烧气流中氧气含量对不同铁矿石焙烧生成铁酸钙的影响类似,总体上呈随着氧气含量的增加,铁酸钙生成量逐渐增大的趋势。总体来说,氧气含量对铁矿烧结成矿性能的影响大小为:磁铁矿赤铁矿镜铁矿褐铁矿。 研究SO2在烟气循环烧结过程中的行为可知:1)提高烧结最高温度可降低团块中残余S含量;2)增加循环烟气中SO2含量及提高团块碱度都将导致SO2在烧结矿中发生富集;3)烧结料层对气流中的SO2有较强的吸收作用,烧结过湿带中CaO和水分是引起吸收作用的主要因素;4)SO2的解吸主要是发生在干燥带的亚硫酸的分解和发生在燃烧带的硫酸盐的分解。


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