燒結(jié)過程中氮氧化物排放的研究-在線瀏覽
2024-11-19 02:51本頁面
【正文】 鐵氧化物、鐵酸鈣等)作用時，部分生成的NOx亦可被還原成N2，從而降低燒結(jié)煙氣NOx的排放。針對2014年某鋼廠1號燒結(jié)機的煙氣NOx排放與實際生產(chǎn)原料條件參數(shù)，采用SPSS軟件的相關(guān)性分析功能模塊進(jìn)行統(tǒng)計分析[5]，以確定顯著影響燒結(jié)煙氣NOx排放的主要原料條件參數(shù)，并明確其影響規(guī)律，以便為控制燒結(jié)過程煙氣NOx排放水平提供支持。將1號燒結(jié)機混勻礦大堆所使用的主要礦種比例與燒結(jié)煙氣中NOx濃度進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計分析，結(jié)果列于表2中。而半褐鐵礦的使用比例與煙氣中NOx質(zhì)量濃度呈較強的負(fù)相關(guān)關(guān)系，在一定程度上說明保持半褐鐵礦的使用比例在較高水平時，有利于降低NOx的排放水平。另一方面，相較于赤鐵礦其熔化產(chǎn)生液相所需的熱量更少，因此所需燃料量更少，從而減少NOx的生成。某鋼廠1號燒結(jié)機中使用的熔劑主要有石灰石、生石灰、白云石，按照熔劑的主要成分可以分為鈣質(zhì)熔劑與鎂質(zhì)熔劑。表3熔劑結(jié)構(gòu)類型與NOx濃度的相關(guān)分析根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果，鈣質(zhì)熔劑使用比例與NOx的質(zhì)量濃度呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性系數(shù)較高。有研究表明，CaO本身對燃燒過程中產(chǎn)生的NOx具有還原作用。鐵酸鈣(CaOFe2O3)是高堿度燒結(jié)礦的主要粘結(jié)相，燒結(jié)礦中的CaO含量在一定程度上可以反映其鐵酸鈣類礦物的含量。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。某鋼廠1號燒結(jié)機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。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。產(chǎn)生這一結(jié)果主要有以下兩方面的原因。煤中的氮元素以環(huán)狀含氮有機化合物形式存在，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。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。由焦炭N生成的NOx占燃料型NOx的20%～40%[810]。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。因此，結(jié)合燃料型NOx生成機理可知，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。其次是3～～。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。有試驗研究表明[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%。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。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。、冷態(tài)透氣性、料層厚度與燒結(jié)終點(BTP)位置4個參數(shù)對煙氣NOx排放的影響。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，即采取提高燒結(jié)礦堿度、改善料層透氣性、將燒結(jié)終點位置適當(dāng)提前等相關(guān)的工藝參數(shù)調(diào)整手段可以降低NOx的排放。在燒結(jié)體系中鐵酸鈣(尤其是鐵酸一鈣CF)能夠催化CO還原NOx的反應(yīng)，對于控制
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