【摘 要】
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钢铁企业生产过程中伴随着能源消耗和环境污染,烧结作为钢铁生产的重要步骤,成为了能源消耗和环境污染的重要关注工序。随着近期碳达峰和碳中和日程的确定,烧结过程中的节能减排问题也被提上了技术开发日程。本文系统研究了原料条件、工艺参数及某些特定技术对铁矿石烧结过程CO排放影响规律,并提出了减少烧结CO排放的相关措施。论文的研究内容和结论如下。（1）在烧结制粒过程中,保证烧结原料具有良好透气性的前提下,含水
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钢铁企业生产过程中伴随着能源消耗和环境污染,烧结作为钢铁生产的重要步骤,成为了能源消耗和环境污染的重要关注工序。随着近期碳达峰和碳中和日程的确定,烧结过程中的节能减排问题也被提上了技术开发日程。本文系统研究了原料条件、工艺参数及某些特定技术对铁矿石烧结过程CO排放影响规律,并提出了减少烧结CO排放的相关措施。论文的研究内容和结论如下。（1）在烧结制粒过程中,保证烧结原料具有良好透气性的前提下,含水量从7.00%提高至7.87%时,制粒效果变好,烧结料层透气性进一步被改善,烧结氧势升高,致使Fe O含量降低,烧结燃烧带变薄,燃料利用率提高,烟气中CO瞬时浓度下降,CO排放量从15.56m~3/t-s降低至4.31m~3/t-s,降幅72.30%。在不同含水量条件下烧结矿产质量良好。（2）料层高度从700mm增加至1000mm时,燃料绝对值增加,并且烧结蓄热增强,CO排放总量从3.65m~3/t-s升高至5.09m~3/t-s,烟气中O2平均浓度从14.09%降低至13.08%,CO平均浓度从6532ppm降低至6063ppm,降幅7%。随着料层高度增高,料层蓄热能力增强,氧气利用率和燃料利用率增加。随着烧结料层高度升高,烧结氧势降低,而烧结矿中Fe O含量增多,计算结果与实验结果相符。料层高度增加且降低燃料比,燃料的绝对值增加,烧结蓄热能力增强,800mm、900mm、1000mm三种料层高度对应的CO排放量依次为4.53m~3/t-s、3.57m~3/t-s、6.24m~3/t-s,烟气中CO平均浓度为5753ppm、4023ppm、5982ppm,但是O2含量、CO平均浓度有下降趋势,加之烧结料层高度增加的蓄热能力增强为降低燃料比提供了条件,提高料层高度的同时适当降低燃料比实现了碳源头减排。（3）烧结料面喷洒水蒸气对尾气中CO排放有显著影响。燃料在空气和水蒸气的混合气氛条件下更容易燃烧。当喷洒水蒸气后,尾气中CO瞬时浓度和总CO排放量均降低,烧结氧势升高,烧结矿中Fe O含量降低,并且采用连续喷洒水蒸气的方法相较于间隔喷洒,更有利于减少CO排放。当连续喷洒总量为4.16kg/t烧结原料时,相较于未喷洒水蒸气,CO排放量由13.46m~3/t-s降低至9.5m~3/t-s,降幅29.42%,烟气中CO的平均浓度从7565ppm降至6231ppm,降幅17.63%。（4）燃料平均粒度对CO排放有显著影响。随着燃料平均粒度减小,CO瞬时浓度和CO排放总量增加、烧结氧势降低、烧结矿中Fe O含量升高。当燃料平均粒度从3.0mm降低至1.8mm时,CO排放量由10.70m~3/t-s增加至12.35m~3/t-s,增幅13.36%,燃料平均粒度减小,燃料比表面积增加,燃烧速率增加,烧结氧势降低,燃料未被充分燃烧。（5）实验中选用的几种烧结燃料中,兰炭着火点低因此最容易燃烧,烧结烟气中O2、CO、CO2瞬时浓度高,分别采用兰炭、自产焦和外购焦的CO排放量依次为8.30m~3/t-s、4.53m~3/t-s、5.42m~3/t-s。焦炭的着火点较高,燃烧速度比兰炭低,燃料利用率高于兰炭。当采用兰炭与自产焦同时作为燃料时,由于二者的燃烧速度不同,导致烧结温度低且燃烧层过厚,进而废气温度下降,残碳含量增加,烧结氧势降低,尾气中O2浓度高,CO、CO2低,CO排放量为2.81 m~3/t-s。结果表明燃烧速率不匹配的燃料混合使用不利于燃料充分燃烧,同时烧结矿产质量指标下降。因此,在使用固体燃料时,焦炭或者兰炭均可单独使用,但是兰炭与外购焦混合使用不利于烧结过程。（6）点火温度对CO减排无明显影响,结果表明点火温度在相差265℃的条件下,CO平均浓度相差仅为100ppm,烧结矿产质量指标也无明显差异。
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