焦炉煤气喷吹铁矿石烧结过程的静态模型和工艺优化

倪文杰^1,2，邹宗树^1,2，李海峰^1,2，张颖异^3,4

1. 东北大学多金属共生矿生态利用教育部重点实验室2. 东北大学冶金学院3. 安徽工业大学冶金工程学院4. 重庆大学材料科学与工程学院

摘 要：基于质量-热量平衡开发了焦炉煤气喷吹铁矿石烧结过程的静态数学模型,利用该模型不仅可以获得固体物料（混合矿、熔剂、炉尘和焦粉等）消耗量和对应的气体物料（空气、点火煤气和保温煤气等）消耗量,同时还可以获得烧结烟气和成品烧结矿的成分.模型研究了不同焦炉煤气喷吹比例、烟罩面积覆盖比例和氧气浓度等因素对铁矿石烧结工艺的固体燃料消耗和污染物排放的影响.结果表明:采用传统烧结工艺,焦粉单耗为52. 037 kg/t,CO₂排放量、SO₂排放量和烟气排放量分别为224. 169、0. 694和1 903. 942 kg/t;采用焦炉煤气喷吹工艺,喷吹比例为0. 5%,烟罩面积覆盖比例为100%,氧气体积分数为21. 0%,焦粉单耗减少了8. 03%,CO₂排放量、SO₂排放量和烟气排放量分别减少了3. 35%、1. 59%和2. 93%;采用富氧工艺,氧气体积分数为30%,焦粉单耗减少了5. 94%,CO₂排放量、SO₂排放量和烟气排放量分别减少了4. 05%、1. 15%和28. 06%;采用富氧和焦炉煤气组合喷吹工艺,喷吹比例为0. 5%,烟罩面积覆盖比例为100%,氧气体积分数增加到30. 0%,焦粉单耗减少了13. 78%,CO₂排放量、SO₂排放量和烟气排放量分别减少了7. 28%、2. 74%和30. 17%.

关键词：铁矿石烧结;焦炉煤气喷吹;静态模型;CO2/SO2排放;