O2-CO2高爐噴吹用半焦燃料型NOX生成特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)高爐煉鐵通過噴吹以無煙煤為主的高爐噴煤技術(shù)達(dá)到降低焦炭消耗和煉鐵成本的目的。隨著現(xiàn)行高爐趨于大型化及噴吹煤粉數(shù)量的急劇增多，煤炭資源中無煙煤逐漸貧乏，價(jià)格上漲，提出了新的高爐噴吹低階煤熱解半焦技術(shù)，節(jié)省了噴吹成本，實(shí)現(xiàn)了噴吹原料煤種的多元化目的。伴隨我國鋼鐵行業(yè)迅猛發(fā)展，“十二五”期間制定的鋼鐵行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及“十三五”中有關(guān)環(huán)境污染物的嚴(yán)格控制方案，2015年鋼鐵行業(yè)執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)中 NOX濃度小于300mg·m-3，這對當(dāng)前鋼鐵

2、行業(yè)的發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)。過去，我國在鋼鐵行業(yè)中只對除塵和脫硫進(jìn)行防治，而未對NOX展開相關(guān)控制，因此，現(xiàn)在很有必要解決鋼鐵行業(yè)中NOX的排放問題。
　　本文以高爐噴吹半焦在直吹管風(fēng)口前燃燒為研究對象，通過自制立式管式爐裝置對半焦進(jìn)行等溫燃燒試驗(yàn)，研究了半焦?jié)舛?、溫度及氧氣體積分?jǐn)?shù)對 NOX生成特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過添加惰性介質(zhì)石英砂改變半焦?jié)舛?，在半焦?jié)舛葹?0%時(shí)（即石英砂：樣品=1:1），對 NO生成影響最為顯著，可明顯削

3、弱顆粒間二次還原反應(yīng)。所以，在實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行固定床煤燃燒相關(guān)試驗(yàn)研究時(shí)，推薦使用半焦?jié)舛?0%（即石英砂：樣品=1:1）作為最佳比例消除顆粒間影響；此類脫除部分揮發(fā)分的半焦燃燒時(shí)，NO生成曲線表現(xiàn)出明顯的雙峰結(jié)構(gòu)，分別由揮發(fā)分 N和焦炭 N燃燒引起，隨著溫度的升高，NO生成量減少，燃料 N轉(zhuǎn)化率降低，主要是半焦在揮發(fā)分N燃燒時(shí)生成的NO與熱解氣體發(fā)生部分同相還原反應(yīng)，焦炭N燃燒生成的NO與焦炭顆粒發(fā)生異相還原反應(yīng)。同時(shí)燃燒產(chǎn)物有多孔出現(xiàn)

4、，表面呈熔融態(tài)，比表面積增大，孔容孔徑變大，這都加快了揮發(fā)分釋放后剩余焦炭與 NO的異相反應(yīng)；氧氣體積分?jǐn)?shù)相對于溫度和半焦?jié)舛炔]有對NOX的生成產(chǎn)生明顯影響。
　　通過半焦 TG-MS和 TG-IR試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：此半焦具有較好的燃燒性能，隨著升溫速率增加，燃燒反應(yīng)更易進(jìn)行；熱解試驗(yàn)得到半焦燃燒生成的NOX前置物以NH3類為主，伴隨有大量碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生；燃燒試驗(yàn)時(shí)檢測到的氣體主要為 CO2；低加熱速率20℃·min-1時(shí)檢測到微弱的