蒸汽喷吹烧结填充床强化碳燃烧:减少一氧化碳排放的实验研究

提高固体燃料的燃烧效率对减少铁矿石烧结过程中的一氧化碳排放具有重要意义。本研究借助蒸汽对焦炭燃烧的辅助作用,在烧结过程中引入表面蒸汽喷吹技术,并验证了该技术在降低一氧化碳排放方面的潜力。首先,在空气与空气-蒸汽混合气氛中分别进行焦炭的热重实验。结果表明,相比于空气气氛,引入蒸汽后的混合气氛可使燃烧废气中的一氧化碳浓度从183×10^(-6)降低到78×10^(-6)。此外,从热力学和动力学角度分析了表面蒸汽喷吹技术减少一氧化碳排放的机理。然后,在无喷吹、间隔喷吹与连续喷吹操作下,进行了一系列实验室规模下的烧结杯试验。结果表明,间隔喷吹和连续喷吹均可降低烧结过程中的一氧化碳排放。在本试验条件下,蒸汽喷吹的最佳方式为以0.053 m^(3)/min的喷吹流量连续喷吹13 min。与无喷吹案例相比,烧结废气中一氧化碳的平均浓度从7565×10^(-6)降低到6231×10^(-6),烧结矿的一氧化碳总排放量则从13.46 m^(3)/t降低到9.51 m^(3)/t。

固体燃料种类对烧结过程CO排放影响规律研究

钢铁企业生产过程中伴随着能源消耗和环境污染,烧结作为钢铁生产中污染物最多的工序,受到了广泛关注。研究表明,烧结烟气中CO的排放量远大于其他气体污染物的总和,因此,烧结过程中CO减排成为了亟待解决的问题。研究了不同种类固体燃料对铁矿石烧结过程CO排放影响规律,实验结果表明,选用的几种固体燃料中,兰炭着火点低因此最容易燃烧,烧结烟气中O_(2),CO和CO_(2)瞬时浓度高,采用兰炭、自产焦和外购焦的CO排放量依次为8.30,4.53,5.42 m^(3)/(t·s)。焦炭的着火点较高,燃烧速度比兰炭低,燃料利用率高于兰炭。当采用兰炭与自产焦同时作为燃料时,由于二者的燃烧速度不同,导致烧结温度低且燃烧层过厚,进而废气温度下降,残碳含量增加,烧结氧势升高,尾气中O_(2)浓度高,CO和CO_(2)浓度低,CO排放量为2.81 m^(3)/(t·s)。结果表明,燃烧速率不匹配的燃料混合使用不利于燃料充分燃烧,同时烧结矿产质量指标下降。因此在使用固体燃料时,焦炭或者兰炭均可单独使用,但是兰炭与外购焦混合使用不利于烧结过程。