新钢烧结生产NOx排放规律及减排措施

结合新钢生产实际，分析出口烟气NOx浓度较高的原因主要有:

①新钢为降低成本采用了较的低价高N无烟煤，有的无烟煤N含量甚至超过1%;

②由于点火炉下方的1#、2#和3#风箱结构有缺陷、维护不善导致密封效果差，烧结点火负压较高;

③烧结矿碱度控制在1.85，有时低至1.7，未达到高碱度烧结矿适宜的碱度水平;

④混合料水分较高，有时超过8.33%，料层厚度也偏低，不到700mm，有时甚至低至600mm，没有铺满布料;

⑤烧结矿FeO在8.5%左右，烧结温度处在较高的水平。

3 烧结过程NO_x生成的影响因素

烧结过程中，自点火后原料开始进行烧结，自上而下可以分为烧结矿带、燃烧带、干燥预热带、过湿带和原始烧结料带。烧结过程中，烧结带自上而下逐层推进，燃料中的NOx在预热层开始大量生成，烧结带以下各断面NOx浓度基本相同，不同高度位置处最大NO_x浓度相差不大，未出现NO_x积聚现象。

当O₂浓度开始下降，CO₂和CO的量开始上升时，表明碳开始燃烧，此时NO_x的浓度随之升高;当碳剧烈燃烧，CO₂和CO含量升至较高水平时，NO_x浓度同时也上升至较高水平，并且保持较高水平的时间段与CO₂和CO保持较高水平的时间段相对应;烧结接近终点时，O₂含量开始上升，CO2和CO含量开始下降，而NO含量亦随之下降。烧结过程产生的NOx，以燃料型NO_x为主。

影响烧结过程NO_x形成的因素很多，结合新钢生产实际可知，其主要受烧结原燃料、烧结工艺参数等因素的影响比较多。

3.1 烧结原燃料条件的影响

烧结原料中的N含量最高的为煤粉，其次为焦粉、除尘灰、铁精粉。原料中N含量越高，烧结过程生成的NO_x量越大。因此，要尽可能减少原燃料带入的N。此外，随着燃料挥发分含量的增加，NO_x排放浓度和燃料N的转化率逐渐上升:随着燃料反应性的升高，NO_x排放浓度和燃料N的转化率逐渐下降。

根据现场实际生产情况分析可知，其影响因素主要有以下几个方面:

(1)水含量的影响。

烧结料中加入适量的水分，有助于提升制粒效果，改善料层透气性，从而提高燃烧过程中的过剩空气系数，促进N向NO_x的转化。此外，烧结中的水分具有提高烧结料导热性及传热速率的作用，在合理范围内增加水分会提高烧结温度，促进N的氧化。当水分过高导致料层透气性变差、料层温度下降、过剩空气系数变低时，原料N的转化率降低。

(2)煤粉配比的影响。

由于原料中煤粉的含N量较高，随着煤粉配比的增加，原料中的N含量增加，所以烧结过程中形成的NO_x量也会增加。此外，随着煤粉配比的增加，烧结温度也有相应的提高，热力型NO_x的生成会增加。因此，原料中应尽量使用含氮量少的焦粉来代替煤粉。

(3)返矿配比的影响。

有研究表明铁酸钙对于CO-NO的同相还原反应有较强的催化作用，返矿是成品烧结矿经破碎后粒径较小，不能直接冶炼还需要二次烧结的成品矿，它的主要成分为铁酸钙。因此，适量增加返矿含量有利于减少烧结过程中NO_x的排放。

(4)碱度的影响。

碱度即烧结矿中碱性氧化物与酸性氧化物的比值。提高料层中CaO含量，一方面有利于在较低温度下(500～700℃左右)生成铁酸钙，而铁酸钙可以催化NO_x向N₂的还原;另一方面还可以降低燃烧区的温度，使烧结过程中NO_x的排放浓度降低。因此，控制原料的碱度有利于减少烧结过程中NO_x的排放。

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