[发明专利]烟气循环和生物质能相结合的铁矿烧结方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域的烧结行业，涉及一种烟气循环和生物质能相结合的铁矿烧结方法。

背景技术

钢铁行业是典型的高耗能、高污染产业，其节能减排对我国国民经济的可持续发展具有非常重要的现实意义。我国钢铁工业的炼铁系统以烧结-高炉流程为主，烧结矿是高炉炼铁的主要炉料，在我国占75％左右。烧结生产的工序能耗为钢铁企业总能耗的9％-12％，仅次于炼铁工序而居第二位，而且我国烧结能耗指标比先进国家平均要高20Kgce/t_s。且烧结过程排放的烟气含有粉尘、COx、SOx、NOx以及二恶英和呋喃等高致癌物质，还排放酸性气体、重金属和碱金属等多种污染物。由于其废气量大、污染物种类多，是钢铁工业中重要的大气污染源。

目前，我国钢铁企业烧结烟气污染物含量高，大多未能达到排放的标准，大部分污染物都需要减排。我国处理污染物的种类还比较单一，大多是单一的除尘工艺、脱硫工艺、脱硝工艺等，如要处理烟气中所有的污染物，将这些工艺简单叠加，则造成工艺流程冗长，处理技术复杂，设备占地面积大，投资高、运行成本高等诸多问题。虽然近年国家对污染物减排十分重视，但目前还缺乏技术经济效益好的减排技术。特别是随着环境对污染物减排的要求日益严格，不再是单纯要求粉尘、SOx等常规污染物的减排，NOx、二恶英、重金属等污染物减排也提上议事日程，因此，需要更为高效的减排技术。

发明内容

生物质能源有“生物矿”之称，是地球上最广泛存在的可再生绿色能源，由于生物质产生的CO₂参与大气碳循环，加之其低氮、低硫的特点，应用生物质能源替代煤炭类化石燃料进行烧结可降低CO₂、SO_x及NO_x产生；而烟气循环烧结可吸附或降解烟气中粉尘和二恶英、NO_x和CO等有害气体，降低其排放。

烧结过程燃烧前沿和传热前沿速度协调同步是获得良好烧结效果的前提。以空气为介质和焦粉为燃料的普通烧结，其两个前沿速度具有良好的一致性。烟气循环烧结是抽入含多种成分的烟气替代部分空气，由于烟气中CO₂、H₂O含量高，其比热容比空气大，导致传热速度加快，而烟气中O₂含量低，使得燃烧速度降低，燃烧前沿速度降低而传热前沿速度加快使两者的一致性遭到破坏。而生物质烧结由于燃料燃烧性、反应性好，使燃烧前沿速度远远大于传热前沿速度，两个前沿速度的一致性也遭到破坏。因此，若单独进行烟气循环烧结或生物质能烧结，由于燃烧前沿和传热前沿速度不具备一致性，使得烧结料层温度达不到烧结的高温要求，导致烧结矿产量、质量指标恶化。因此，本发明开发了一种可通过采取适合的烟气循环模式和生物质燃料的应用方法，可将烟气循环和生物质能烧结有机的结合在一起，通过两者的协同作用，使得烟气循环烧结加快了传热前沿速度，生物质烧结加快了燃烧前沿速度；并可使烧结过程的燃烧前沿和传热前沿速度重新达到一致。因此，本发明所研究提供的烟气循环和生物质相结合的烧结方法，在保证烧结矿产量、质量指标的前提下，充分利用两者的减排功效进行多污染物协同减排，可最大化实现CO_x零排放，粉尘、二恶英、NO_x、SO_x的大幅减量化排放，满足环境对污染物排放的高标准要求。

本发明所要解决的技术问题是开发烟气循环和生物质燃料相结合的烧结方法，并可使烧结过程的燃烧前沿和传热前沿速度重新达到一致，尽可能的降低铁矿烧结烟气中污染物的排放，实现铁矿烧结的清洁生产。

本发明通过开发烟气适宜的循环方式、烟气成分及温度条件、循环位置及比例等，结合生物质燃料的性能控制及烧结应用技术，使烧结过程的传热前沿速度和燃烧前沿速度达到一致，从而在保证烧结矿产量、质量的前提下，大幅减少烧结过程温室气体和污染气体的排放。