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钢铁行业绿色转型中,如何快速检测烧结烟气产物?

 发布时间:2022-05-23 点击量:248
在钢铁冶炼工序中,烧结过程所排放的烟气是体量大、污染物种类尤为集中且浓度较高的一种工业废气。烧结烟气中包含的主要大气污染物有 SO2、NO、Hg 等重金属以及二噁英等有机污染物。
 

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在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》中对钢铁行业提出实施绿色化改造,推动绿色转型要求,因此钢铁行业烧结烟气脱硫产物资源化利用势在必行。

 

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钢铁行业为什么要进行烧结呢?

 

在自然界中,金属状态的铁是极少见的。一般都和其它元素结合成化合物。随着工业的发展,能直接用于高炉冶炼的富矿越来越少,使得人们不得不开采贫矿(品位 25-40%)。但是贫矿直接入炉冶炼是不经济的,所以,必须经过选矿处理,要选矿,就必须对矿石进行破碎研磨。这样,选矿后的矿粉,品位提高了,但其粒度(< 0.043mm > 90%)不符合高炉冶炼要求,因此,对于开采出和筛选出来的矿粉都必须经过造块后方可用于冶炼。

 

烧结生产是炼铁生产的前工序,是整个钢铁工业生产中的一个*的重要环节,也就是炼铁生产的原料准备。烧结生产是为高炉服务的,所以烧结矿的质量很大程度上决定了高炉生产的各项经济技术指标和生铁质量。烧结生产的主要任务,是将铁矿粉进行造块,为高炉冶炼提供优质的人造富矿。

 

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炼铁高炉

 

烧结过程的基本原理是将有用的矿物粉末(含铁原料、熔剂、燃料等)按照一定比例进行配料,并加入适当的水分,经混合制粒后铺到烧结机台车上,烧结料经表面点火后,在下部风箱强制抽风作用下,料层内燃料自上而下燃烧并放热,混合料在高温作用下发生一系列物理、化学反应,并产生一定的液相,随着料层温度降低冷却,液相将矿粉颗粒固结成块。

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烧结台车示意图

 

烧结矿与天然矿石比较优点:

1. 通常含铁量高,粒度组均匀,气孔率大,成份稳定,还原性好;

2. 含有碱性熔剂,造渣性能好,具有良好的冶金性能;烧结过程可除去 80 - 90% 的有害杂质如硫(S)、砷(As)等。

3. 高炉使用人造富矿(烧结矿、球团矿),可以提高产量,降低燃料消耗。

4. 烧结配料中加入钢铁生产中的副产品(如高炉除尘灰、OG 泥、轧钢氧化铁皮、转炉渣等),可以合理利用资源,既保护环境,又节约了生产成本。

目前烧结烟气脱硫技术有湿法、半干法及干法脱硫,如下图所示:

 

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典型的湿法脱硫技术采用石灰石细粉作为吸收剂,化学反应:CaCO3 + 热量 → CaO + CO2­,CaO + SO2 + 1/2O2↑ CaSO4 + 热量。脱硫产物为飞灰及无水石膏CaSO4,同时脱除 SO3、HCl、HF 等,其特点是工艺简单投资低、占地小、运行费高。

 

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石灰石石膏法脱硫技术示意图

 

烧结烟气脱硫石膏作为钢铁行业烧结烟气副产物,在化工,建材,农肥,土壤改良等领域拥有应用。典型应用如石膏板,粉煤灰砖等。

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利用飞纳台式电镜可直接观察钢铁行业烧结烟气脱硫产物结晶石膏,可安装在普通实验桌上,操作简便,分辨率高,无需复杂维护,助力钢铁行业绿色转型。

 

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飞纳电镜拍摄烧结烟气脱硫结晶石膏

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