[发明专利]基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉及改性方法和系统、铁矿烧结方法

说明书

本发明的提供一种改性焦粉及焦粉改性方法，利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。经改性后的焦粉再参与烧结混合料混匀和制粒，制粒后小球再进行常规烧结。经实验研究，采用该方法后烧结烟气中NO_x的生成量和浓度将降低20％‑40％，可实现低氮氧化物过程控制。

技术领域

本发明涉及一种用于烧结用的改性焦粉及焦粉改性方法、焦粉改性系统及其使用方法、一种烧结新工艺，具体涉及一种基于烧结低NO_x燃烧的改性焦粉、焦粉改性系统及其方法，属于烧结领域。

背景技术

烧结工艺因其生产规模大、资源适应性强、生产成本低等优势，是我国钢铁冶炼炉料加工的主流程。烧结工序也是钢铁冶炼过程中高能耗、高污染的集中环节，排放的废气量占钢铁工业总废气量的一半左右，废气中SO_x、NO_x、持久性有机物等污染物的排放均居钢铁工业首位。随着《大气污染防治行动计划》、“史上最严”新《环保法》、《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等法律法规和相关政策的颁布和实施，对烧结污染物排放指标控制提出了更高的要求。按现行标准要求，所有烧结机执行SO₂浓度200mg/m³、NO_x浓度300mg/m³的排放限值，部分地方标准更加严格，如上海市工业炉窑NO_x排放限制为200mg/m³。2017年由环保部公开的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》征求意见稿中进一步大幅缩紧了各项污染物的排放量，在烟气中氧含量为16％的基准条件下，要求SO₂的排放浓度低于30mg/m³，NO_x的排放浓度低于100mg/m³。

发展至今，单独的烟气脱硫技术已臻于成熟，脱硫效率达90％以上和排放达标并非难事，所追求的目标只是如何进一步降低投资和运行费用，提高运行可靠性和自动化水平，扩大副产物资源化途径。对NO_x治理而言，国内外应用较多、技术相对成熟的烟气脱硝技术为选择性催化还原法(SCR)，脱硝率可达90％，但烧结烟气的温度仅130-150℃，远低于SCR技术需要的适宜反应温度320～450℃，需要消耗大量能源来加热烟气，运行成本较高，且存在催化剂失效引起二次污染的问题。值得关注的是，可实现多污染物协同治理的活性炭烟气净化技术被业内广泛认可，已在宝钢、湛钢、太钢等大型烧结厂成功应用。不管是单塔式设计还是双塔式设计，二氧化硫脱除率均可达95％，而对于氮氧化物来讲，单塔式设计脱硝率不足60％，双塔式设计尽管脱硝率可进一步提高至85％以上，但投资成本也相应地大幅增加。

我国烧结机烟气中NO_x浓度往往介于200-350mg/m³，处于现行国家排放标准限值的边缘，绝大部分烧结厂基于经济性考虑，只配置了烟气脱硫系统，在环保高压下不得不以限产换取环保达标。若能通过工艺过程控制，使得烟气中NO_x生成浓度降低10％-20％，处于警戒线以内，将彻底解决排放达标与高效生产的根本性矛盾。未来几年，随着新排放标准的正式实施，脱硝系统与脱硫系统一样将成为烧结烟气净化的标配，可实现多污染物协同治理的活性炭烟气净化技术也将被各大烧结厂列为首选。对于目前正在筹划建设活性炭烟气净化装置的烧结厂来说，面临了单塔式设计投资成本低但净化后烟气NO_x排放浓度仍高于100mg/m³和双塔式设计净化后烟气NO_x排放浓度可达标但投资成本高的两难境遇。

发明内容