钢铁工业烧结过程产生的NOx和CO会对环境造成极大威胁,针对这两种有害气体的同时去除技术具有良好的发展前景.本文制备一种yCu/TixSn1-xO2 催化剂,采用氨选择性催化还原NOx技术(NH3-SCR)协同治理CO,该催化剂对NOx还原和CO氧化都具有较高活性;并通过XRD、XPS、Raman、NH3-TPD、O2-TPD、In-situ DRIFTs等表征方法深入探究NH3-SCR协同氧化CO的反应机理.结果表明:催化剂表面的酸性位点先与NH3 结合形成活性物质,而后与硝酸盐反应,符合Eley-Rideal(E-R)机理;对于CO氧化反应,Cu能提供CO的吸附位点,并与催化剂表面的晶格氧反应生成CO2,其中间产物为碳酸氢盐和碳酸盐,符合MvK机理的反应特征.该催化剂的研发对于烧结烟气超低排放具有重要的工业应用价值.
针对目前冶金行业转底炉工艺中圆筒冷却机无法回收球团显热的问题,本文提出采用在循环流化床锅炉中广泛应用的滚筒冷却机来冷却球团的新方案,并据此建立滚筒冷却机的传热模型,通过计算得到球团终温与冷却水出口温度及冷却机的表观传热系数.结果表明:球团的终温随滚筒转速的升高而降低,随球团流量和冷却水入口温度的升高而升高;冷却水出口温度随金属化球团流量和冷却水入口温度的增大而增大;冷却机的表观传热系数随滚筒转速、球团流量和冷却水入口温度的增大而增大,随冷却水流量的增大而减小.本文引入滚筒冷却机将球团的温度从 1100℃降低至 70℃,同时避免球团内部的氧化问题,符合高温球团的冷却要求,证明了将滚筒冷却机用于转底炉工艺的可行性.
神东高钙烟煤作为一种典型的高挥发分烟煤,过去多被用作电厂火力发电,仅有少部分被用于高炉喷吹.文章通过建立高炉理论燃烧温度计算模型,计算不同喷吹配比条件下神东高钙烟煤对理论燃烧温度的影响,在此基础上进行了神东高钙烟煤高炉喷吹的工业试验.结果表明,喷吹神东高钙烟煤后,高炉风口前理论燃烧温度和煤气量均逐渐增加,其中煤气量的增加主要是由于煤气成分中的H2量的增加导致.工业试验结果说明喷吹神东高钙烟煤后,高炉的各项经济技术指标均得到了明显的改善,证明了神东高钙烟煤应用于高炉喷吹的可行性,为提高神东高钙烟煤在炼铁领域的应用价值,促进高炉炼铁喷吹煤的优化选择提供了重要支撑.
烧结生产具有能耗高、污染物排放量大的特点,是钢铁工业节能减排的重点工序.在国家"双碳"背景下,文章在综述现代烧结企业影响返矿率的主要因素的基础上,重点分析了降低返矿率的技术措施,并对有效降低返矿率的新技术进行了展望.经分析指出:原料条件和化学成分、工艺参数、设备和管理水平等是现阶段影响返矿率的主要因素;目前降低返矿率的技术措施主要包括优化铁矿石原料条件及配矿结构,开发智能配矿技术,优化燃料条件,提高料层厚度、优化工艺参数,以及强化设备管理、降低漏风率等;同时指出加快烧结料面富氢、富氧喷吹技术的研发和推广,进一步开发有效的返矿直接入炉冶炼技术,可以为降低返矿率提供新思路.
针对热风烧结工艺中,热风氧体积分数低导致烧结生产利用系数低、质量指标较差及固体燃料消耗成本升高等问题,文章采用烧结杯试验方法对热风烧结与富氧匹配生产条件下的热风氧体积分数、富氧时间、燃料配比及烟气氧体积分数等进行了优化研究,系统分析了富氧热风烧结对烧结过程的影响,同时对参数优化前后的试验效果进行了测试对比;并以试验结论为基础,在太钢450 m2烧结机上进行了富氧热风烧结工业化实践.结果表明,富氧热风烧结对烧结矿转鼓强度、FeO质量分数等物理化学指标改善明显,返矿率降低,利用系数提高,固体燃料消耗及电能消耗呈下降趋势,达到了优质、高产、低耗的目标.
