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烧结过程氮氧化物的生成机理与减排方法

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烧结过程氮氧化物的生成机理与减排方法

发布日期:2017-05-12 作者: 点击:

    钢铁厂烧结工序是有害气体NOx 的主要来源之一,减少烧结烟气中氮氧化物的排放对环境保护具有重要意义。本文阐述了烧结过程中NOx 的生成机理,指出烧结过程产生的主要是燃料型NOx,且NOx 大部分以NO 形式存在。同时从烧结燃料、烧结过程和烧结烟气三方面介绍了现阶段一些典型的脱硝方法,阐述了采用活性炭法及添加尿素抑制剂来同步减排SO2、NOx 和二噁英的技术;提出了可以在烧结过程中探索运用如生物质再燃技术等新技术来减排NOx,以满足能源及环保的新要求。

    SO2和NOx是最主要的大气污染物,烧结工序排放的SO2、NOx占整个钢铁行业的40%~60%。研究烧结过程中SO2和 NOx生成的影响因素,对了解SO2、NOx的产生途径、迁移规律以及如何减少排放有着重要的理论和实际意义。本文通过实验研究了影响烧结过程中SO2、NOx释放的影响因子,包括空气流量、混合料含水率、混合料燃料含量以及混合料碱度,并对SO2、NOx形成机理进行了初步分析。主要研究结论如下:
  (1)根据实验室模拟实验的结果,空气流量对烟气中SO2、NOx有一定的稀释作用,但空气流量的增加对NOx的释放有促进作用。混合料含水率对烟气中SO2、NOx浓度的影响并不明显,对NO2的影响较为显著。混合料中焦炭含量的增加使烟气中的SO2、NOx出现浓度峰值的温度降低,浓度峰值增大。混合料碱度对烟气中SO2、NOx有抑制作用,随着混合料碱度的增大,烟气中SO2、NOx的浓度有所减小。
  (2)硫的赋存形式不同导致释放难易程度不同。实验中烧结温度在300℃~500℃时存在SO2的释放,此时所释放的硫元素来自烧结燃料中的单质硫和有机硫,FeS2、ZnS和PbS中的硫在烧结温度为500℃~700℃时释放;而CuFeS2、Cu2S以及硫酸盐中的硫则在烧结温度为700℃~1000℃。
  (3)烧结烟气中NOx可分为热力型、快速型和燃料型NOx。温度是影响热力型NOx生成速率的最主要因素,实际烧结过程中的烧结温度低于热力型NOx的快速形成温度,烧结烟气中热力型NOx含量极少。烟气中NOx中所含氮元素质量与燃料焦炭中所检测到的氮元素质量非常接近,且烟气中NOx的释放规律与焦炭着火燃烧规律有密切联系,可推断烟气中NOx主要为燃料型NOx。
  (4)首次检测出烧结烟气中含有少量的N2O。通过检测实验室模拟烧结实验所产生的烟气,发现有N2O的存在。并在“武钢”烧结车间的空气中检测到N2O的存在。烧结杯

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