減排的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域的燒結(jié)行業(yè)，涉及一種鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] NOx(氮氧化物）是光化學(xué)煙霧和酸雨的主要成因之一，其排放造成的污染問(wèn)題嚴(yán) 重影響生態(tài)環(huán)境和危害人體健康。鐵礦燒結(jié)工序是鋼鐵企業(yè)中NOx主要排放源，鐵礦燒結(jié) 工序能耗主要為固體燃料焦粉、無(wú)煙煤等化石燃料的消耗，約占工序總能耗的75~80%，而燒 結(jié)工序排放的NOx90%以上均由燃料氮轉(zhuǎn)化而來(lái)，每年約有100萬(wàn)噸NOx經(jīng)燒結(jié)煙囪排入 大氣，占鋼鐵企業(yè)總排放量的48%，占全國(guó)NOx總排放量的10%，因此，減少燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox排 放具有重要意義。尤其是2015年1月1日《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中 規(guī)定的NOx排放新標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)有企業(yè)開(kāi)始實(shí)施，燒結(jié)工序正面臨巨大的NOx減排壓力。
[0003] 燒結(jié)煙氣流量大，但NOx濃度低，通常在200-300ppm左右，煙氣脫硝技術(shù)普遍存在 設(shè)備要求高、能耗大及脫硝成本高等缺點(diǎn)，有的還存在二次污染，因此，在燒結(jié)過(guò)程中實(shí)現(xiàn) NOx減排是相對(duì)經(jīng)濟(jì)可靠的方法。國(guó)外TashiroKiyoshi進(jìn)行了燒結(jié)燃料堿度對(duì)NOx排放 影響的研究，得出適宜的堿度可以降低燒結(jié)尾氣中NOx的濃度，但NOx脫除率較低；Hosoya Yozo在燒結(jié)點(diǎn)火前利用微波加熱處理頂部燒結(jié)料，認(rèn)為可以在一定程度上降低NOx的排 放，但是處理過(guò)程要使O2濃度控制在12%~18%的范圍內(nèi)。Fukutome在燒結(jié)混合料中加入 粒徑小于2. 5mm的細(xì)石灰石，發(fā)現(xiàn)可以減少焦炭氮向NOx的轉(zhuǎn)化，從而降低NOx的排放量； Ch-Lu-Mo研究發(fā)現(xiàn)在燒結(jié)混合料中添加富含碳?xì)浠衔锏奈镔|(zhì)蔗糖后，燒結(jié)煙氣中NOx的 含量降低28%，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中添加砂糖或糖蜜可使得煙氣中NOx的排放量降低50%左右，但是 使得燒結(jié)成本增加較高。
[0004] 國(guó)內(nèi)中科院過(guò)程研究所王志等人基于煤解耦耦合燃燒NOx降解機(jī)理，采用解耦燃 燒與煙氣返回共脫硝工藝，通過(guò)向循環(huán)回?zé)Y(jié)臺(tái)車的煙氣中添加含H2、CO以及NH3、HCN的 熱解氣以還原生成的NOx，研究表明可降低N0x20~50% ;王志等人還通過(guò)向焦炭負(fù)載一些添 加劑，催化燃燒過(guò)程中生成的NOx的還原反應(yīng)，使NOx降低30~50% ;武漢科技大學(xué)畢學(xué)工 等人向燒結(jié)混合料中添加高溫條件下可以分解生成NH3的氨類添加劑，在鐵礦石的催化作 用下，NH3可以還原燒結(jié)過(guò)程中生成的NOx。
[0005] 當(dāng)前的NOx減排方法沒(méi)有考慮不同粒度的焦粉(或)無(wú)燃煤燃燒過(guò)程產(chǎn)生NOx的特 征，都是將燃料進(jìn)行整體處理或控制，使得其減排量不高，或添加劑消耗量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減 排的方法，先將常規(guī)燒結(jié)燃料焦粉或無(wú)煙煤分成三個(gè)有代表性的粒級(jí)，再通過(guò)分別對(duì)三個(gè) 粒級(jí)的燃料進(jìn)行預(yù)處理，目的是在不影響燒結(jié)產(chǎn)量、質(zhì)量指標(biāo)的前提下，減少燒結(jié)過(guò)程各粒 級(jí)燃料燃燒時(shí)NOx的生成量，實(shí)現(xiàn)NOx減排量達(dá)到20~40%，將燒結(jié)煙氣中NOx濃度降低到 國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為： 一種鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法，先將常規(guī)燒結(jié)燃料焦粉或無(wú)煙煤篩分成-1mm、l~3mm、+3mm三個(gè)粒級(jí)，再分別對(duì)三個(gè)粒級(jí)的燃料進(jìn)行預(yù)處理：將-Imm焦粉或無(wú)煙煤與粒度 為-Imm的高反應(yīng)性化石燃料或生物質(zhì)燃料壓制成l~3mm的燃料顆粒，然后與]~3mm焦粉或 無(wú)煙煤、細(xì)粒鐵礦、部分粗粒鐵礦、恪劑、返礦進(jìn)行一次預(yù)制粒，制粒后的混合料和經(jīng)改性處 理后的+3_焦粉或無(wú)煙煤以及剩余的粗粒鐵礦進(jìn)行二次混合制粒，所得到的混合料經(jīng)布 料后進(jìn)行點(diǎn)火、燒結(jié)。
[0008] 上述的鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法，優(yōu)選的，將-Imm焦粉或無(wú)煙煤與粒度 為-Imm的高反應(yīng)性化石燃料或生物質(zhì)燃料壓制成l~3mm的燃料顆粒的具體方法為： 將-Imm粒級(jí)焦粉或無(wú)煙煤、-Imm高反應(yīng)性化石燃料或生物質(zhì)燃料、粘結(jié)劑瀝青按質(zhì)量分 數(shù)分別為72~85%、10-20%、5-8%的比例混合均勻后，在l~3MPa的壓力條件下壓制成粒度為 l~3mm的混合燃料顆粒。
[0009] 上述的鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法，優(yōu)選的，所述生物質(zhì)燃料是指生物質(zhì)炭；所 述高反應(yīng)性化石燃料是指蘭炭以及揮發(fā)分含量在15-30%范圍內(nèi)的高揮發(fā)性氣煤、氣肥煤、 肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤中一種或幾種的混合物。
[0010] 上述的鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法，優(yōu)選的，所述一次預(yù)制粒的具體方法是將 壓制所得的l~3mm混合燃料顆粒，與篩分得到的]~3mm焦粉或無(wú)煙煤一起，加到細(xì)粒鐵礦、 部分粗粒鐵礦、恪劑和返礦中在圓筒混合機(jī)中制粒3~5min，通過(guò)粗粒鐵礦的配加量控制一 次制粒的混合料堿度為2. 0~2. 4 ;其中所述細(xì)粒鐵礦為平均粒徑不超過(guò)2mm的鐵礦，所述粗 粒鐵礦為平均粒徑大于2mm的鐵礦。
[0011] 上述的鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法，優(yōu)選的，所述的+3mm焦粉或無(wú)煙煤改性處 理是指在+3mm焦粉或無(wú)煙煤中配加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~20%的消石灰并包裹在+3mm焦粉或無(wú) 煙煤表面。
[0012] 上述的鐵礦燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox減排的方法，優(yōu)選的，所述二次制粒是將一次制粒后 的混合料、改性處理后的+3mm焦粉或無(wú)煙煤與剩余粗粒鐵礦在圓筒混合機(jī)中混合制粒 2~3min〇
[0013] 本發(fā)明是在發(fā)明人研究不同粒級(jí)焦粉(或）無(wú)燃煤生成NOx規(guī)律的基礎(chǔ)上，有針對(duì) 性地將燃料分成三個(gè)粒級(jí)，通過(guò)相應(yīng)的適宜處理方法，使得達(dá)到高效的處理效果，較大程度 降低NOx的排放。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)本發(fā)明從化石燃料自身出發(fā)，通過(guò)控制燃料燃燒過(guò)程N(yùn)Ox的生成：依據(jù)不同粒級(jí)化 石燃料生成NOx的特性，開(kāi)發(fā)燃料的預(yù)處理技術(shù)，有針對(duì)性地控制各個(gè)粒級(jí)化石燃料NOx的 生成行為，從而較大程度減少燒結(jié)過(guò)程N(yùn)Ox的生成，以達(dá)到降低NOx排放的目的。
[0015] (2)本發(fā)明將-Imm粒級(jí)焦粉或無(wú)煙煤與生物質(zhì)炭或高反應(yīng)性化石燃料(包括蘭 炭、石油焦）進(jìn)行預(yù)處理后，高反應(yīng)性化石燃料或生物質(zhì)炭在燃燒過(guò)程中可熱解或氣化生成 C0、H2、CH4、NH3等還原性組分，起到同步抑制焦粉或無(wú)煙煤中燃料氮轉(zhuǎn)化為NOx、還原降解已 生成NOx的作用。
[0016] (3)本發(fā)明將l-3mm焦粉或無(wú)煙煤與其他細(xì)粒級(jí)物料預(yù)先制粒，有助于將焦粉或 無(wú)煙煤包裹在制粒小球內(nèi)部，從而使其在燃燒過(guò)程形成的NOx在通過(guò)粘附粉層向燒結(jié)煙氣 擴(kuò)散的過(guò)程中可被CO、H2、CH4、冊(cè)13進(jìn)一步還原降解，且控制該部分物料的堿度為2. 0~2. 4， 起到催化NOx降解的作用。
[0017] (4)本發(fā)明采用消石灰對(duì)+3_焦粉或無(wú)煙煤進(jìn)行改性處理，鈣化合物在燃料燃燒 過(guò)程中可起到催化NOx被碳素還原降解的作用。
[0018] 綜上所述，本發(fā)明對(duì)焦粉或無(wú)煙煤分級(jí)預(yù)處理，可使NOx減排量達(dá)到20~40%，且通 過(guò)兩次制粒工藝，僅將粒度相對(duì)較細(xì)的焦粉或無(wú)煙煤（-1mm、l-3mm)包裹在制粒小球內(nèi)部， 而粒度相對(duì)較粗的+3_焦粉或無(wú)煙煤大部分以單獨(dú)顆粒存在(外層僅包裹薄層消石灰)，可 使粗粒燃料在空氣中充分燃燒，且鈣化合物有促進(jìn)燃燒的作用，從而保證燒結(jié)過(guò)程燃料燃 燒速度不受影響，因而可以在保證燒結(jié)礦產(chǎn)量、質(zhì)量指標(biāo)的條件下實(shí)現(xiàn)NOx減排。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述， 但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0020] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0021] 除有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場(chǎng)上購(gòu)買的商品或 者可以通過(guò)公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0022] 實(shí)施例1: 一種本發(fā)明