[发明专利]一种多组分气体介质复合喷吹的低能耗低排放烧结方法

说明书

本发明公开了一种多组分气体介质复合喷吹的低能耗低排放烧结方法，该方法是将烧结机内烧结料面从点火结束点至废气温度开始上升点之间的区域依次划分为区域‑1、区域‑2及区域‑3；烧结过程中向区域‑1喷吹高燃气比例多组分气体介质、向区域‑2喷吹中燃气比例多组分气体介质，以及向区域‑3喷吹低燃气比例多组分气体介质，采用该方法能够更大程度满足料层不同高度处热量需求不同的局限，协同提高燃料燃烧效率，进一步降低固体化石燃料消耗，可实现固体燃耗降低6～10kg，减排CO₂ 18～30％、CO 25～40％、二噁英40～70％。

技术领域

本发明涉及一种烧结方法，特别涉及一种多组分气体介质复合喷吹的低能耗低排放烧结方法，具体涉及一种根据烧结料层不同区段特征和热量需求相应喷吹不同组成的多组分气体介质以实现协同提高燃料燃烧效率，降低固体化石燃料消耗以及减排的方法，属于钢铁冶金领域的烧结行业。

背景技术

烧结作为钢铁工业前端工序，其能耗高、污染负荷大给钢铁工业清洁生产带来严峻的挑战。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高温过程物理化学反应的热量来源，且其占比高达烧结能耗的75％～80％。大量研究证实，固体化石燃料燃烧是烧结烟气中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，10％～15％的碳转化为CO，造成能源浪费和环境污染。

近年来，烧结料面燃气喷吹、水蒸汽喷吹等烧结新技术在铁矿烧结领域因具有良好的节能减排效果而备受关注。烧结料面燃气喷吹技术是一种在降低固体燃料配比的基础上同时向料层中上部喷吹补入气体燃料的技术，该技术能够有效拓宽高温熔融带，增加高温保持时间，避免上部烧结矿带冷却速率过快，在降低固体燃料配比的同时提高烧结矿产质量指标。我国韶钢在烧结料面喷入钢铁厂内富余的焦炉煤气，烧结矿在强度和冶金性能方面得到有效的改善，节约焦粉量 1.69kg/t-s，氮氧化物减少12％，二氧化硫减少6％。JFE钢铁公司向烧结料面喷吹液化天然气，实现减排CO₂ 60 000t/a。水蒸汽喷吹技术通过向烧结料面喷入一定浓度水蒸汽，可起到促进燃料燃烧和减少CO排放的目的，提高燃料燃烧效率和减少污染物排放的潜力。然而，在这些单种介质喷吹模式下，并不能实现多种污染物种类同时减排，并且减排程度有限。此外，单种介质喷吹技术受到区域局限，提质效果没有得到更大化体现。

发明内容

针对现有的单种介质喷吹技术存在不能实现多种污染物种类同时减排，并且减排程度有限，化石燃料消耗降低能力有限的缺陷，本发明的目的是在于提供一种能够更大程度满足料层不同高度处热量需求，协同提高燃料燃烧效率，进一步降低固体化石燃料消耗，使CO₂温室气体及CO、NO_X、SO_X、二恶因等多种污染物得到有效减排的多组分气体介质复合喷吹的低能耗低排放烧结方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种多组分气体介质复合喷吹的低能耗低排放烧结方法，该方法是将烧结机内烧结料面从点火结束点至废气温度开始上升点之间的区域依次划分为区域-1、区域-2及区域-3；烧结过程中向区域-1喷吹高燃气比例多组分气体介质、向区域-2喷吹中燃气比例多组分气体介质，以及向区域-3喷吹低燃气比例多组分气体介质。

本发明技术方案根据烧结料层从上部至下部存在热量分布逐渐增加的特点，通过调控喷加的多组分复合气体介质的燃气比例，在充分利用料层蓄热效应的前提下实现整体料层热量的均匀分布，有利于降低烧结过程固体燃耗的用量，同时降低污染物排放的综合功能。