烧结过程中氮氧化物排放的研究

2.1原料参数对NOx排放的影响规律

针对2014年某钢厂1号烧结机的烟气NOx排放与实际生产原料条件参数，采用SPSS软件的相关性分析功能模块进行统计分析[5]，以确定显著影响烧结烟气NOx排放的主要原料条件参数，并明确其影响规律，以便为控制烧结过程烟气NOx排放水平提供支持。

2.1.1矿物类型对NOx排放的影响

铁矿粉是烧结的主要原料，不同矿物类型的铁矿粉因其具有不同的高温特性，从而对NOx的生成及还原作用产生不同的影响。将1号烧结机混匀矿大堆所使用的主要矿种比例与烧结烟气中NOx浓度进行相关性统计分析，结果列于表2中。

表2混匀矿中铁矿粉的矿物类型与烟气中NOx质量浓度的相关分析

相关性分析的研究结果表明[6]，赤铁矿、褐铁矿的使用比例与烧结烟气中NOx质量浓度呈较弱的正相关关系，表明提高混匀矿中赤铁矿、褐铁矿的使用比例可能不利于控制烧结烟气中NOx质量浓度处于较低水平;而半褐铁矿的使用比例与烟气中NOx质量浓度呈较强的负相关关系，在一定程度上说明保持半褐铁矿的使用比例在较高水平时，有利于降低NOx的排放水平。

分析原因，一方面是由于半褐铁矿是1种同化温度较低的铁矿粉，即在烧结过程中会较早地产生铁酸钙等低熔点液相，而铁酸钙具有促进NOx还原的作用，因此降低了NOx的排放[7];另一方面，相较于赤铁矿其熔化产生液相所需的热量更少，因此所需燃料量更少，从而减少NOx的生成。

褐铁矿因其含有大量的结晶水，而结晶水挥发需要消耗热量，因此所需燃料量亦增多，从而使得NOx的排放增加。

2.1.2熔剂结构类型对NOx排放的影响

某钢厂1号烧结机中使用的熔剂主要有石灰石、生石灰、白云石，按照熔剂的主要成分可以分为钙质熔剂与镁质熔剂。表3为该钢厂的各种熔剂的使用比例与烧结烟气中NOx质量浓度的相关性分析结果。

表3熔剂结构类型与NOx浓度的相关分析

根据相关性分析结果，钙质熔剂使用比例与NOx的质量浓度呈负相关，且相关性系数较高;镁质熔剂白云石的使用比例与NOx质量浓度呈正相关，相关性系数较低。有研究表明，CaO本身对燃烧过程中产生的NOx具有还原作用;此外，也有研究表明在烧结过程中铁酸钙类矿物对CO还原NOx具有较强的促进作用。铁酸钙(CaO·Fe2O3)是高碱度烧结矿的主要粘结相，烧结矿中的CaO含量在一定程度上可以反映其铁酸钙类矿物的含量。

根据统计分析的结果表明钙质熔剂比例与成品烧结矿中CaO含量呈正相关关系，相关性系数为0.567，说明二者之间有较强的相关性。因此，提高钙质熔剂比例将有利于铁酸钙的生成，从而促进NOx的还原作用，可达到降低烟气中NOx质量浓度水平的目的。

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