鋼鐵燒結(jié)工藝消納軋鋼油泥的中試實驗與工程試驗.pdf

1、PilotTestandEngineeringExperimentofSteelRollingSludgeDisposinginIronOreSinteringProcessAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHAOHaochuanSupervisedbyProfZHONGWen—qiCollegeofEnerg

2、yandEnvironmentSoutheastUniversity2013摘要摘要本課題是基于“南鋼危險廢棄物的無害化資源化利用技術(shù)研究”的技術(shù)攻關(guān)課題而展開利用燒結(jié)工藝消納軋鋼油泥的研究。軋鋼油泥是來源于軋鋼工藝的一種危險廢棄物，根據(jù)《國家危險廢物名錄》屬于廢礦物油類危險廢棄物。研究結(jié)果將用于指導(dǎo)利用燒結(jié)工藝實現(xiàn)軋鋼油泥的消納，使得軋鋼油泥消納的工作在最佳參數(shù)進(jìn)行，以達(dá)到鋼鐵生產(chǎn)節(jié)能減排的目的，實現(xiàn)危險廢棄物的無害化處理。對軋鋼油泥

3、展開了理化特性基礎(chǔ)實驗研究，通過工業(yè)分析、元素分析和熱量檢測對軋鋼油泥的基本特性進(jìn)行研究，通過熱重實驗掌握軋鋼油泥在空氣氛中不同溫升速率條件下質(zhì)量隨著溫度的變化規(guī)律，通過熱重紅外聯(lián)用分析掌握軋鋼油泥燃燒過程中的產(chǎn)物。結(jié)果表明，軋鋼油泥在燃燒過程中僅產(chǎn)生水和二氧化碳，燃燒過程和熱解過程都可以分為三個階段，對應(yīng)的溫度分別是30～160℃、160480℃和480℃之后，軋鋼油泥在燃燒過程中質(zhì)量變化較大的溫度區(qū)間分別為30～110℃、120～1

4、80℃、210～330℃和390480℃，在各個溫度區(qū)間進(jìn)行動力學(xué)分析表明，各溫度區(qū)間對應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)分別是4，4，2和2。在容量為75kg的燒結(jié)杯實驗系統(tǒng)上開展了中試實驗，研究了鐵礦混勻料摻入不同質(zhì)量比例軋鋼油泥時燒結(jié)過程參數(shù)、燒結(jié)成品理化特性和燒結(jié)過程污染物排放濃度變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著摻入軋鋼油泥量的增加，燒結(jié)時間先減小后增大，煙氣負(fù)壓先增大后減小，燒結(jié)溫度減小；燒結(jié)成品中全鐵含量變化不大，氧化亞鐵含量減少，堿度降低，粒度減小，篩

5、分指數(shù)增大，轉(zhuǎn)鼓強度降低；煙氣中二氧化碳平均排放濃度、二氧化硫平均排放濃度和氮氧化物平均排放濃度都隨著摻入軋鋼油泥量的增加減少。以南京鋼鐵股份有限公司360m2燒結(jié)機的臺車為研究對象，以流體計算軟件Fluent63為平臺。在模擬標(biāo)況下燒結(jié)過程燒結(jié)料層中氣固兩相溫度的變化規(guī)律基礎(chǔ)上，模擬了軋鋼油泥和鐵礦混勻料在不同配比條件下燒結(jié)料層固相溫度、二氧化碳濃度和二氧化硫濃度的變化規(guī)律，結(jié)果表明，在燒結(jié)過程初期，在燒結(jié)原料上層氣相溫度高于固相溫度

6、，氣相起到助燃和加熱雙重作用。隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行，氣相僅僅提供燃燒帶所需要的氧氣，并通過對流換熱的方式吸收燃料燃燒放出的熱量；隨著摻入軋鋼油泥量的增加，燒結(jié)料層固相溫度降低，料層氣相中二氧化碳和二氧化硫濃度均降低。綜合考慮節(jié)能和減排的雙重考慮，在南鋼煉鐵新區(qū)360m2燒結(jié)機上開展了工程試驗，以摻入2％軋鋼油泥作為工程試驗的方案。工程試驗結(jié)果表明燒結(jié)溫度和燒結(jié)成品理化特性下降幅度在合理范圍內(nèi)的，同時二氧化碳濃度、二氧化硫濃度和氮氧化物濃度