100%使用熔剂性复合球团矿冶炼生铁有利于减少NOX排放VIP免费

100%使用熔剂性复合球团矿冶炼生铁有利于减少NOX排放1前言中国钢铁工业发展到今天，制约其发展的已不只是产能过剩、结构失调等问题，而更重要的是环境保护问题。要解决民生问题，如果把粮食安全排在第一位的话，那么环境安全就紧随其后。减少生铁冶炼过程中对大气的污染，主要是解决好“三脱”，即脱（烟）尘、脱硫和脱硝（烟）。脱尘问题已解决得很好；脱硫问题在技术层面上已没有问题，只是由于运行成本高，有些厂家不乐意使用脱硫设备；脱硝问题是摆在钢铁行业面前的一个新问题，由于技术层面没有公认的成熟工艺，环保部门的NOX排放标准主要是以减氮燃烧作为基准依据，这样就导致我国NOX排放标准相对比较宽松。NOX俗称“硝”，古汉字的解释是“其体积能够变得越来越小的一种矿石”，也称“硝石”、“药石”，它本身没有燃烧性能，但具有助燃能力，是中国古代四大发明之一——火药的主要配料。现代研究认为，它也是空气中细微颗粒物的成员之一，是“雾霾”天气形成的元凶。大气中的NOX主要来自于海洋和土壤的有机物分解，它们是N的自然循环。据上世纪80年代，相关国际研究机构统计，人类工业活动NOX每年的排放量是5300万吨。2005年我国工业NOX的排放总量超过1900万吨。主要来自于人类对化石类燃料的过度使用。表一是各类燃料NOX的单位排放量：表一不同燃料NOX排放量（kg/t）天燃气石油煤6.359.1～12.38～9钢铁行业主要污染来自炼铁过程，100%使用球团矿进行生铁冶炼，不但可以节约能源，减少CO2、SOX的排放，也可以在过程中减少或控制N的燃烧，从而减少NOX排放，友好环境。减少NOX排放是钢铁行业目前急待要解决的问题。2氮氧化物（NOX）形成机理及炼铁流程中NOX形成节点分析氮氧化物（NOX）排放对于所有利用空气的燃烧过程是相同的。煤中氮的含量高是燃煤NOX排放水平高于燃油的主要原因。由于空气本身氮的重量占四分之三以上，所以燃烧空气应是形成NOX的基本因素。然而由于牢固的化学键的影响事实并非如此。NOX是由于燃烧过程中的各种反应产生的，两个主要来源是燃料型NOX和热力型NOX。燃料型NOX是由一定比例的燃料结合氮氧化形成的，但如果燃料氮的释放是在还原氛围中发生的，则NOX的形成能受到抑制。热力型NOX是由燃烧空气中的氮气同有效的氧气之间发生反应生成的，生成率同炉温呈指数关系。但也取决于时间和氧的浓度。煤中存在的氮化合物，单个氮原子通常与碳原子结合成有机氮化合物。空气中的自由氮分子，氮原子的非常强的N-N键成对结合成氮分子（N2），这种结合比C-N键结合强约三倍，这些化学键被裂解形成NOX。C-N键比较容易破裂，而N-N键破裂则需要更多的能量，因此大气中的氮形成NOX只有在1500℃以上的温度条件下才有意义，并随温度呈指数增加，在相对低的燃烧温度下，由燃料中的氮生成的NOX并且不会显示同样的变化。由此可知，对燃烧区域NOX的形成两个最重要的影响因素是氧气和温度。因此，控制这两个因素，就意味着控制NOX的形成。根据以上结论，在整个炼铁过程中（包括铁前造块），产生NOX的节点如下：1）含铁粉状原料的烧结过程中，主要是燃料型NOX的形成区域。由于烧结持续时间长、耗风量大，也会有小部分的热力型NOX生成。2）无内配碳的氧化球团矿焙烧，可能生成热力型NOX的节点是焙烧带的高温区（1200℃-1300℃）。虽然理论中大气中氮形成NOX的温度是1500℃，但实际上，在1200℃～1300℃就可能生成NOX。3）高炉风口前的燃烧带(氧化带)，由于该区域是高炉完成“碳”氧化物的区域，如果风温达到1000℃，燃烧带的温度就可达1700-2000℃，甚至更高。所以该区域具有同时形成燃料型和热力型NOX的双重条件。使用喷煤的风口燃烧，NOX的形成还与所喷煤种的挥发分有密切关系。3无“碳”燃烧的球团矿生产，可直接减少燃料型NOX的生成。烧结工艺所需的热量来源是内配焦料或煤粉，而球团工艺用的是高炉煤气或焦炉煤气。生产烧结矿的固体燃料消耗大致是54kgce/t，而生产一吨球团矿只需要170-250m3高炉煤气，折合18～30kgce。低热值的高炉煤气比焦炉煤气燃烧形成燃料型NOX的机率更小。因此，球团工艺不但有利于提高高炉煤气的直接利用率（100%使用球团矿冶炼是现行工艺高炉煤气利...