[发明专利]一种基于多类燃气耦合喷吹的低碳低排放烧结方法

说明书

本发明公开了一种基于多类燃气耦合喷吹的低碳低排放烧结方法，该方法是依据不同料层高度处蓄热量的差异，将烧结机料面从保温结束到废气温度上升点之间的区域依据1250℃、1250～1300℃、1300～1350℃的温度区间依次分成低、中、高三个蓄热量区域，向三个区域分别喷吹热值30MJ/Nm³的高热值燃气、15～30MJ/Nm³中等热值燃气、15MJ/Nm³的低热值燃气。该方法有效耦合了烧结料层不同区域热量需求与燃气品质的差异，使得不同高度料层热量均衡分布，形成有利的成矿条件，大幅提高烧结产量、质量指标，同时有效扩大燃气喷吹的覆盖区域，进一步减少了固体燃耗，NO_X、SO₂、CO_X等污染物减排比例提升，实现低碳低排放烧结。

技术领域

本发明涉及一种烧结方法，特别涉及一种基于多类燃气耦合喷吹实现低碳低排放烧结的方法，属于钢铁冶金领域的烧结行业。

背景技术

钢铁工业不仅是部分国家战略支柱性产业及经济支柱，且对整个人类社会的发展都发挥了至关重要的作用，但钢铁工业的发展也带来了能源消耗以及环境污染等问题。烧结作为钢铁工业前端工序，具有高能耗高污染的特点。烧结过程主要依靠固体燃料供热，其固体燃料消耗在烧结工序能耗中占比高达75～80％，而烧结工序中固体燃料中燃料氮的转化却是NO_X产生的主要来源，此外，亦是SO_X的重要来源和CO_X的主要来源，因而在保证烧结产质量指标的前提下，降低固体燃料消耗是污染物减排最为直接有效的手段。

近年来烧结料面燃气喷吹技术作为一种有效节能减排烧结新技术而备受青睐。JFE钢铁公司和九州大学合作率先研发了向烧结机料面喷吹液化天然气燃料的技术，研究表明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。然而，在上述单种轻质、较低热值的气体燃料喷吹的模式下，由于料层中上部蓄热量小需要喷入更多的气体燃料，但是中上部料层透气性却较差，致使气体燃料难以被吸入料层，易导致气体燃料逃逸，引发安全事故，只能削弱固体燃料降低程度来减小燃气喷吹量。如此，在固体燃料更大比例的使用过程中，又将因防止下部料层温度过高进而减小气体燃料喷吹区间，最终导致固体燃耗降低程度有限。

随着烧结过程进行，其具有从上到下蓄热量逐渐增加和料层透气性从前到后逐渐变好的特点。中上部料层蓄热量不足，因而其高温停留时间短、烧结不充分、液相量不足，致使烧结矿强度低，返矿多等问题明显，而下部料层却由于蓄热量大，烧结温度过高导致过熔，致使烧结矿还原性恶化。

发明内容

针对现有技术中烧结料面燃气喷吹技术存在的问题，本发明的目的是在于依据随烧结过程进行料面负压和料层蓄热量逐渐增加特点，设计在不同特征料面区域喷入不同热值、比重、品质的耦合气体燃料，实现安全、高效、最大化程度降低固体燃料消耗的低碳低排放烧结方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于多类燃气耦合喷吹的低碳低排放烧结方法，该方法依据不同料层高度处温度不同的特征对烧结料层温度进行划分区域，从保温结束到废气温度上升点之间依次划分为低蓄热量区域、中等蓄热量区域和高蓄热量区域三个区域，在低蓄热量区域喷入高热值燃气，在中等蓄热量区域喷入中等热值燃气，在高蓄热量区域喷入低热值燃气。

优选的方案，所述低蓄热量区域为采用100％固体燃料时，点火后料层最高温度1250℃的区域。

优选的方案，所述中等蓄热量区域为采用100％固体燃料时，料层最高温度在1250～1300℃范围内的区域。

优选的方案，所述高蓄热量区域为采用100％固体燃料时，废气温度上升前料层最高温度1300℃的区域。