燒結(jié)過程中氮氧化物排放的研究(編輯修改稿)
2025-11-19 02:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分析的結(jié)果表明鈣質(zhì)熔劑比例與成品燒結(jié)礦中CaO含量呈正相關(guān)關(guān)系，說明二者之間有較強(qiáng)的相關(guān)性。因此，提高鈣質(zhì)熔劑比例將有利于鐵酸鈣的生成，從而促進(jìn)NOx的還原作用，可達(dá)到降低煙氣中NOx質(zhì)量濃度水平的目的。燃料型NOx的生成受到燃料類別、氮元素含量及燃料粒度等因素的影響。某鋼廠1號燒結(jié)機(jī)所用固體燃料主要為焦粉和無煙煤，由于燒結(jié)混合料中固體燃料配比相對穩(wěn)定、變化較小，近似等于0，呈現(xiàn)不相關(guān)關(guān)系。因此，在探討固體燃料類型對NOx排放的影響規(guī)律時(shí)，將固體燃料比例固定，研究焦粉和無煙煤的比例變化對煙氣NOx排放的影響規(guī)律。根據(jù)固體燃料比例樣本數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，%～%的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析研究，結(jié)果見表4。表4固體燃料類型與NOx質(zhì)量濃度的相關(guān)分析根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果表明，在固體燃料配比保持不變的情況下，提高燒結(jié)燃料結(jié)構(gòu)中焦粉的比例、降低無煙煤的比例，有利于降低煙氣中NOx的質(zhì)量濃度。產(chǎn)生這一結(jié)果主要有以下兩方面的原因。隨著燃料中氮含量的增加，燃燒過程生成NOx的速率和質(zhì)量濃度都將增加，對于燒結(jié)固體燃料焦粉與無煙煤而言均如此。煤中的氮元素以環(huán)狀含氮有機(jī)化合物形式存在，燃燒過程中首先隨同揮發(fā)分從燃料中析出的含氮化合物，稱之為揮發(fā)分N。殘留在焦炭中的含氮化合物稱之為焦炭N。揮發(fā)分N中最主要的氮化合物是HCN和NH3，二者氧化生成NOx。焦炭N的析出比較復(fù)雜，與其在焦炭中NC、NH之間的結(jié)合狀態(tài)有關(guān)。由焦炭N生成的NOx占燃料型NOx的20%～40%[810]。煤的w(N)%～%。該鋼廠燒結(jié)用無煙煤的w(N)%，焦炭的w(N)則基本在1%以下。而燃料中揮發(fā)分N轉(zhuǎn)化為NOx所需要的前驅(qū)體化合物HCN，NH3決定于揮發(fā)分含量和氫含量。因此，結(jié)合燃料型NOx生成機(jī)理可知，要控制固體燃料燃燒生成的NOx，不僅要關(guān)注燃料中的氮含量，還應(yīng)關(guān)注其揮發(fā)分和氫含量。研究表明，焦粉粒度1～3mm時(shí)，NOx的生成量和燃料N的轉(zhuǎn)化速度均為最高。其次是3～～。而燒結(jié)用焦粉粒度控制一般為3mm粒級比例占85%以上，～。因此，燒結(jié)生產(chǎn)中應(yīng)跟蹤和控制焦粉中3～5mm和大于5mm粒級的比例，即避免焦粉跑出，有助于減少燃料NOx的生成。燒結(jié)用無煙煤由于可磨性低于焦炭，破碎后的無煙煤粉粒度要小于焦粉，一般可達(dá)1mm以上。有試驗(yàn)研究表明[11]，無煙煤在熱解過程中，隨著粒度的細(xì)化，揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)化率增加，但不超過45%。相應(yīng)地，焦炭氮轉(zhuǎn)化率有所降低，并保持55%以上。由此可見，在燒結(jié)過程中，盡管無煙煤粉由揮發(fā)分氮生成NOx的量小于焦炭氮的生成量，但是因其粒度細(xì)仍將有較高比例的揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)化為NOx。綜上所述，燒結(jié)固體燃料不僅在用量上，而且在品種和結(jié)構(gòu)上對煙氣中NOx質(zhì)量濃度均有一定影響。因此，從控制燃料NOx生成角度，燒結(jié)固體燃料應(yīng)優(yōu)先選擇焦粉，而不用無煙煤。如果使用無煙煤，則應(yīng)選擇氮含量、氫含量和揮發(fā)分均較低的煤種。、冷態(tài)透氣性、料層厚度與燒結(jié)終點(diǎn)(BTP)位置4個(gè)參數(shù)對煙氣NOx排放的影響。相關(guān)性分析結(jié)果列于表5中。表5工藝參數(shù)與NOx質(zhì)量濃度的相關(guān)分析由相關(guān)性分析的結(jié)果可以看出，煙氣中NOx質(zhì)量濃度與燒結(jié)礦堿度、冷態(tài)透氣性、BTP位置呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即采取提
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