[发明专利]一种载能复合气体介质烧结的协同减排方法

说明书

本发明公开了一种载能复合气体烧结协同减排的方法，将烧结料面从烧结机的机头到机尾依次分成点火段、保温段、中间段、烟气升温段和机尾段，根据不同区段烟气组成和温度特征以及热量需求，在点火段导入热废气进行点火，在保温段导入热废气并同步梯级喷加富氢燃气，中间段在喷加富氢燃气的基础上耦合梯级喷加水蒸汽，将机尾段高温烟气与点火段和/或保温段的烟气循环至升温段。采用载能复合气体烧结协同减排的方法后，能够同步实现烧结过程固体化石燃料更大程度降耗和抑制污染物生成/分解生成污染物，相对常规空气烧结，可实现减排CO₂15～25％、CO40～50％、NO_X20～40％、SO_X5～20％、二噁英50～80％。

技术领域

本发明涉及一种烧结方法，特别涉及一种利用载能复合气体介质烧结的协同减排方法，具体涉及一种将烧结料面划分区段，并根据不同区段特征及热量需求，分别导入不同的载能气体替代传统的空气，以实现节能减排的方法，属于钢铁冶金烧结技术领域。

背景技术

高能耗和高污染是制约传统工业可持续性发展的重要因素，钢铁工业体现尤为明显。钢铁工业前端工序——铁矿烧结，因其能耗高、污染负荷大，给钢铁工业绿色制造带来严峻的挑战。传统烧结过程中一般采用焦炭、无烟煤等固体化石燃料作为热量来源，且其占比高达烧结能耗的75％～80％。化石能源的消耗正是烧结烟气中CO₂、SO_X产生的重要来源以及NO产生的主要来源。此外，由于固体燃料燃烧不完全，导致10～15％的碳转化为CO，即浪费了能源又造成了环境污染。因而，降低固体化石燃料消耗和控制燃烧气氛、抑制污染物生成及污染物有效降解，是烧结过程污染物控制的主要手段。

近年来，烧结装备大型化水平不断得到提高，以及原燃料优化、高碱度烧结、偏析布料、高料层烧结、低温烧结、小球烧结、燃料分布优化、烧结热风点火助燃、混合料预热等节能措施广泛地应用，均有效地降低了烧结固体燃耗水平。为进一步有效降低固体燃耗水平，企业及科研院所在优化供能结构方面进行了新技术的开发。生物质由于低氮、低硫且可实现碳循环被视为一种清洁燃料，其应用到烧结过程部分替代固体化石燃料，能够有效减少NO_X、SO_X、CO_X排放。热风烧结技术以冷却烧结矿的热废气作为载能热源，将其用高温风机抽出并引入到点火炉后的热风罩内进行烧结，以此改善上部烧结料层热量不足，实现节能降耗。气体燃料喷吹技术是一种在降低固体燃料配比的基础上同时在料层中上部补入气体燃料的烧结技术，该技术能够很好地优化料层热状态，改善成矿条件，实现从优化燃料结构和提质两方面共同降低固体燃耗。

而针对控制烧结燃烧气氛、抑制污染物生成及污染物有效降解方面，水蒸汽喷吹工艺和烟气循环工艺则是相应技术代表：

首钢京唐现场表明(烧结料面喷洒蒸汽提高燃料燃烧效率研究[J]，裴元东)，在烧结料层中部区间喷入适宜浓度水蒸汽，能够改善燃烧条件，提高燃烧效率，有效降低CO的排放。但在实际应用过程中，水蒸汽喷吹位置靠前，将对红热层产生不利影响，而喷吹位置靠后，则会对烧结矿带产生不利影响，如此，极大程度限制了水蒸汽喷吹节能减排效果。