工程科学学报.第42卷，第2期：163-171.2020年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.2:163-171,February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.21.001;http://cje.ustb.edu.cn 基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NO, 减排 阙志刚1,2)，吴胜利区，艾仙斌2) 1)北京科技大学治金与生态学院，北京1000832)江西省科学院能源研究所.南昌330096 ☒通信作者，E-mail:wushengli@ustb.edu.cn 摘要铁矿烧结工序作为钢铁行业NO,排放的主要来源，在当前高压环保态势下减少其NO,排放迫在眉睫.烧结过程 NO,主要产生于固体燃料燃烧过程，而粗粒级燃料的赋存形态会影响其NO,排放.基于此，本研究采用可视化微型烧结燃烧 装置研究裸露型和被覆型粗粒级焦粉的燃烧行为，以及优化其配加模式对NO,排放和烧结固结强度的影响规律，并烧结杯实 验研究兼顾NO,减排和烧结产质量指标的适宜粗粒级燃料赋存形态.结果表明，相比裸露型粗粒级焦粉，表面被覆铁酸钙细 粉时其NO,排放降低约56%：分加粗粒级焦粉以调控其为裸露型时，NO,排放增加约10%，且烧结矿强度降低，而控制粒度 为0.5~3.15mm以调控其为被覆型时.NO,最大体积分数和N元素转化率分别降低约8%和27%，且烧结各项产质量指标均 得到改善. 关键词铁矿烧结：NO:固体燃料：赋存形态：燃烧行为：配加模式 分类号TF046.4 To reduce NOx emission based on optimizing the existing states of coarse coke breeze during iron ore sintering process QUE Zhi-gang2,WU Sheng-li,Al Xian-bin) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Institute of Energy Research,Jiangxi Academy of Science,Nanchang 330096,China Corresponding author,E-mail:wushengli@ustb.edu.cn ABSTRACT With the development of the iron and steel industry,the amount of NO,emissions is increasing year by year,and this causes environmental pollution in forms such as acidic rain and photochemical smog,which greatly threatens human health and social development.The iron and steel industry is one of the major sources of NO,emissions,accounting for more than 10%of the total NO, emissions,and the iron ore sintering process is one of the major sources of NO,emissions in the iron and steel industry,as it accounts for more than 50%of the total emissions of iron and steel plants.Hence,it is extremely urgent to reduce NO,emissions under the current high requirements of environmental protection.Since sintering gas is characterized by large volume,high dust and oxygen content,low NO,concentration,and the presence of SO2,available technologies used in De-NO,have the disadvantages of low efficiency and high investment and cost.Presently,how to cost-effectively reduce the NO,emission of the iron ore sintering process is a new challenge in the iron and steel industry.In the sintering process,NO is mainly generated in the combustion of solid fuels,which is affected by the existing states of coarse solid fuels.Hence,the combustion behaviors of uncovered and coated coarse coke breeze and the effects of their addition methods on the NO,emission and the bonding strength of the sinter were investigated by the visible micro sintering and 收稿日期：2019-02-21 基金项目：国家自然科学基金资助项目(5190040957)：江西省自然科学基金资助项目(20192BAB216018):江西省科学院博士资助项目 (2018-YYB-05);普惠制一类资助项目(2018-XTPH1-05)
基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程 NOx 减排 阙志刚1,2)，吴胜利1) 苣，艾仙斌2) 1) 北京科技大学冶金与生态学院，北京 100083 2) 江西省科学院能源研究所，南昌 330096 苣通信作者，E-mail: wushengli@ustb.edu.cn 摘 要 铁矿烧结工序作为钢铁行业 NOx 排放的主要来源，在当前高压环保态势下减少其 NOx 排放迫在眉睫. 烧结过程 NOx 主要产生于固体燃料燃烧过程，而粗粒级燃料的赋存形态会影响其 NOx 排放. 基于此，本研究采用可视化微型烧结燃烧 装置研究裸露型和被覆型粗粒级焦粉的燃烧行为，以及优化其配加模式对 NOx 排放和烧结固结强度的影响规律，并烧结杯实 验研究兼顾 NOx 减排和烧结产质量指标的适宜粗粒级燃料赋存形态. 结果表明，相比裸露型粗粒级焦粉，表面被覆铁酸钙细 粉时其 NOx 排放降低约 56%；分加粗粒级焦粉以调控其为裸露型时，NOx 排放增加约 10%，且烧结矿强度降低，而控制粒度 为 0.5～3.15 mm 以调控其为被覆型时，NOx 最大体积分数和 N 元素转化率分别降低约 8% 和 27%，且烧结各项产质量指标均 得到改善. 关键词 铁矿烧结；NOx；固体燃料；赋存形态；燃烧行为；配加模式 分类号 TF046.4 To reduce NOx emission based on optimizing the existing states of coarse coke breeze during iron ore sintering process QUE Zhi-gang1,2) ，WU Sheng-li1) 苣 ，AI Xian-bin2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Institute of Energy Research, Jiangxi Academy of Science, Nanchang 330096, China 苣 Corresponding author, E-mail: wushengli@ustb.edu.cn ABSTRACT With the development of the iron and steel industry, the amount of NOx emissions is increasing year by year, and this causes environmental pollution in forms such as acidic rain and photochemical smog, which greatly threatens human health and social development. The iron and steel industry is one of the major sources of NOx emissions, accounting for more than 10% of the total NOx emissions, and the iron ore sintering process is one of the major sources of NOx emissions in the iron and steel industry, as it accounts for more than 50% of the total emissions of iron and steel plants. Hence, it is extremely urgent to reduce NOx emissions under the current high requirements of environmental protection. Since sintering gas is characterized by large volume, high dust and oxygen content, low NOx concentration, and the presence of SO2 , available technologies used in De-NOx have the disadvantages of low efficiency and high investment and cost. Presently, how to cost-effectively reduce the NOx emission of the iron ore sintering process is a new challenge in the iron and steel industry. In the sintering process, NOx is mainly generated in the combustion of solid fuels, which is affected by the existing states of coarse solid fuels. Hence, the combustion behaviors of uncovered and coated coarse coke breeze and the effects of their addition methods on the NOx emission and the bonding strength of the sinter were investigated by the visible micro sintering and 收稿日期: 2019−02−21 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（5190040957）；江西省自然科学基金资助项目（20192BAB216018）；江西省科学院博士资助项目 （2018-YYB-05）；普惠制一类资助项目（2018-XTPH1-05） 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期：163−171，2020 年 2 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 2: 163−171, February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.21.001; http://cje.ustb.edu.cn
164 工程科学学报，第42卷，第2期 combustion equipment.Then,the optimal existing state of coarse coke breeze was explored by sinter pot tests.The results show that compared with the uncovered coarse coke breeze,the NO,emission decreases by 56%when coarse coke breeze is coated with calcium ferrite fines.As the coarse coke breeze is separated and controlled to be in an uncovered state,then it is added into the sintering materials after first mixing process,NO,emission increases by about 56%and the strength of the sinter decreases.The maximum concentration of NO,and conversion rate of N element decrease by 8%and 27%,respectively,when the coke breeze is a coated state by controlling in the size of 0.50-3.15 mm,respectively.The sinter indexes are also improved. KEY WORDS iron ore sinter;NO,;solid fuel;existing state;combustion behavior;adding method NO,作为光化学烟雾、酸雨、雾霾等污染现象 料燃烧过程的NO排放的影响，但是均对其燃烧 形成的主要元凶之一，其严重危害人类健康和社 行为与NO,排放之间的关系并未进行深人研究 会发展.钢铁行业作为NO,排放大户，据《2015年 此外，虽然Kasai等研究了被覆型和球团型赋存 中国环境状况公报》显示，仅2015年其NO,排放 形态对烧结NO,排放和烧结产质量指标的影响， 量达55.1万吨，位居全国各工业排放源前列，而铁 但由于固体燃料主要为粗颗粒，在实际烧结过程 矿烧结工序作为钢铁工业NO排放的主要来源， 中可在不改变固体燃料粒度的条件下，通过燃料 其占比高达50%-)在此背景下，一方面，国家生 分加或分割制粒等方法较易调控粗粒级固体燃料 态环境部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物 为裸露型或被覆型赋存形态，而目前缺少上述两 排放标准》，要求现有钢铁企业烧结机排放的烟气 种赋存形态对烧结NO,排放和产质量指标的影响 中，氨氧化物（以NO2计）的排放浓度严格限制为 规律，导致难以有效减少烧结工序NO,排放.基于 300mgm3;另一方面，《中华人民共和国环境保护 此，本研究拟针对粗粒级固体燃料，分别研究其为 税法》规定，自2018年1月1日起，直接向环境排 裸露型和被覆型时的燃烧行为及其对NO,排放的 放污染物的企事业单位和其他生产经营者为环境 影响规律，同时通过优化配加模式，考察调控其赋 保护税的纳税人，应当依法缴纳环境保护税，且 存形态对烧结NO,排放和固结强度的影响规律， 我国多省份环保部门均大幅提高氮氧化物排放的 并在此基础上进行烧结杯中式实验，探究兼顾 收费标准.因此，在高压环保态势和高额环境保护 NO,减排和烧结产质量指标的适宜粗粒级固体燃 税下，钢铁企业减少铁矿烧结工序NO,排放迫在 料赋存形态 眉睫 根据铁矿石烧结过程NO形成机理可知刀， 1原料条件及实验方法 铁矿烧结工序NO,主要由固体燃料中含氮有机官 1.1原料条件 能团(Fuel-N)在高温下与氧气反应形成，亦称为燃 本研究选取国内某钢铁厂烧结常用焦粉作为 料型NO,且95%以上为NO.而Hida等图研究发 研究对象，其工业分析、元素分析和着火温度，以 现，在烧结料层内固体燃料主要是以被覆型（焦粉 及低位热值如表1所示，其粒度组成见表2所示. 粗颗粒表面被覆粘附粉)、外包型（焦粉和粘附粉 从表1中可以看出，焦粉中N的质量分数约 组成的混合细粉覆盖于铁矿粉粗颗粒表面)、球团 为0.97%，且其着火温度约为563℃.此外，从表2 型（焦粉和粘附粉组成的混合细粉自成球）等形式 中可以看出，焦粉的大粒度和小粒度比例均较少， 存在，且三种赋存形态的比例分别为70%、25%和 且其平均粒度仅为1.48mm.根据Hida等图研究 5%.另外，可通过烧结技术调控使粗颗粒燃料转 结果表明，在烧结料层内固体燃料主要以被覆型、 变为裸露型.针对上述四种赋存形态，Ohno等l2 外包型、球团型等形式存在，且其质量分数分别约 研究了其燃烧速率和周围的温度分布，而Zhou等3-1] 为70%、25%和5%.对于焦粉而言，其>0.5mm粒 则研究了反应温度和循环烟气成分对上述四种燃 级所占比例达到68.7%，与被覆型焦粉所占比例焦 表1焦粉的化学成分、热值及着火温度 Table 1 Chemical composition,low calorific value,and ignition temperature of coke breeze 工业分析（质量分数）/% 元素分析（质量分数）/% 燃料种类 着火温度℃ 低位热值/kJkg) 固定碳 挥发分灰分 工业水分 C 女 N 焦粉 82.19 1.25 12.63 3.93 85.55 0.11 0.97 562.8 29313
combustion equipment. Then, the optimal existing state of coarse coke breeze was explored by sinter pot tests. The results show that compared with the uncovered coarse coke breeze, the NOx emission decreases by 56% when coarse coke breeze is coated with calcium ferrite fines. As the coarse coke breeze is separated and controlled to be in an uncovered state, then it is added into the sintering materials after first mixing process, NOx emission increases by about 56% and the strength of the sinter decreases. The maximum concentration of NOx and conversion rate of N element decrease by 8% and 27%, respectively, when the coke breeze is a coated state by controlling in the size of 0.50−3.15 mm, respectively. The sinter indexes are also improved. KEY WORDS iron ore sinter；NOx；solid fuel；existing state；combustion behavior；adding method NOx 作为光化学烟雾、酸雨、雾霾等污染现象 形成的主要元凶之一，其严重危害人类健康和社 会发展. 钢铁行业作为 NOx 排放大户，据《2015 年 中国环境状况公报》显示，仅 2015 年其 NOx 排放 量达 55.1 万吨，位居全国各工业排放源前列，而铁 矿烧结工序作为钢铁工业 NOx 排放的主要来源， 其占比高达 50% [1−3] . 在此背景下，一方面，国家生 态环境部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物 排放标准》，要求现有钢铁企业烧结机排放的烟气 中，氮氧化物（以 NO2 计）的排放浓度严格限制为 300 mg·m−3；另一方面，《中华人民共和国环境保护 税法》规定，自 2018 年 1 月 1 日起，直接向环境排 放污染物的企事业单位和其他生产经营者为环境 保护税的纳税人，应当依法缴纳环境保护税，且 我国多省份环保部门均大幅提高氮氧化物排放的 收费标准. 因此，在高压环保态势和高额环境保护 税下，钢铁企业减少铁矿烧结工序 NOx 排放迫在 眉睫. 根据铁矿石烧结过程 NOx 形成机理可知[4−7] ， 铁矿烧结工序 NOx 主要由固体燃料中含氮有机官 能团（Fuel-N）在高温下与氧气反应形成，亦称为燃 料型 NOx，且 95% 以上为 NO. 而 Hida 等[8] 研究发 现，在烧结料层内固体燃料主要是以被覆型（焦粉 粗颗粒表面被覆粘附粉）、外包型（焦粉和粘附粉 组成的混合细粉覆盖于铁矿粉粗颗粒表面）、球团 型（焦粉和粘附粉组成的混合细粉自成球）等形式 存在，且三种赋存形态的比例分别为 70%、25% 和 5%. 另外，可通过烧结技术调控使粗颗粒燃料转 变为裸露型. 针对上述四种赋存形态，Ohno 等[9−12] 研究了其燃烧速率和周围的温度分布，而 Zhou 等[13−14] 则研究了反应温度和循环烟气成分对上述四种燃 料燃烧过程的 NOx 排放的影响，但是均对其燃烧 行为与 NOx 排放之间的关系并未进行深入研究. 此外，虽然 Kasai 等[15] 研究了被覆型和球团型赋存 形态对烧结 NOx 排放和烧结产质量指标的影响， 但由于固体燃料主要为粗颗粒，在实际烧结过程 中可在不改变固体燃料粒度的条件下，通过燃料 分加或分割制粒等方法较易调控粗粒级固体燃料 为裸露型或被覆型赋存形态，而目前缺少上述两 种赋存形态对烧结 NOx 排放和产质量指标的影响 规律，导致难以有效减少烧结工序 NOx 排放. 基于 此，本研究拟针对粗粒级固体燃料，分别研究其为 裸露型和被覆型时的燃烧行为及其对 NOx 排放的 影响规律，同时通过优化配加模式，考察调控其赋 存形态对烧结 NOx 排放和固结强度的影响规律， 并在此基础上进行烧结杯中式实验 ，探究兼顾 NOx 减排和烧结产质量指标的适宜粗粒级固体燃 料赋存形态. 1 原料条件及实验方法 1.1 原料条件 本研究选取国内某钢铁厂烧结常用焦粉作为 研究对象，其工业分析、元素分析和着火温度，以 及低位热值如表 1 所示，其粒度组成见表 2 所示. 从表 1 中可以看出，焦粉中 N 的质量分数约 为 0.97%，且其着火温度约为 563 ℃. 此外，从表 2 中可以看出，焦粉的大粒度和小粒度比例均较少， 且其平均粒度仅为 1.48 mm. 根据 Hida 等[8] 研究 结果表明，在烧结料层内固体燃料主要以被覆型、 外包型、球团型等形式存在，且其质量分数分别约 为 70%、25% 和 5%. 对于焦粉而言，其>0.5 mm 粒 级所占比例达到 68.7%，与被覆型焦粉所占比例焦 表 1 焦粉的化学成分、热值及着火温度 Table 1 Chemical composition, low calorific value, and ignition temperature of coke breeze 燃料种类 工业分析（质量分数）/% 元素分析（质量分数）/% 着火温度/℃ 低位热值/ (kJ·kg−1) 固定碳 挥发分 灰分 工业水分 C H N 焦粉 82.19 1.25 12.63 3.93 85.55 0.11 0.97 562.8 29313 · 164 · 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期
阙志刚等：基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NO减排 165· 表2焦粉的粒度组成 Table 2 Size distribution of coke breeze 各粒级所占质量分数/% 燃料种类 平均粒径mm >5.0mm3.15~5.0mm2~3.15mm1.0-2.0mm0.51.0mm0.250.5mm 0.15-0.25mm0.5mm粒级均可作为核颗粒 纯试剂摩尔比为1：1)作为粘附粉，C℉小球和粘 1.2实验方法 附粉质量均为0.6g:再者，通过调控传动装置以不 1.2.1燃烧实验 同速率将焦粉逐渐送至高温区，传动装置以电机 根据焦粉粒度分布及其赋存形态可知，焦粉 作为传动动力，进行横向传动，开始以7 cm-min 中主要为粗粒级，且在烧结料层内主要以被覆型 匀速到达高温区，并在恒温区保持不动，之后以 存在，而在实际烧结过程中，通常可通过粗粒级分 9.8 cmmin退出高温区，该过程中热电偶-2所示 加以调控粗粒级燃料由被覆型转变为裸露型.基 温度如图3所示，且该过程焦粉在全程2Lmin, 于此，为了研究实际烧结过程中粗粒级固体燃料 空气气氛下进行燃烧，同时开启红外气体分析仪 的燃烧行为及其对NO,排放的影响规律，本论文 (德国MRU公司OPTIMA7)在线测试系统，记录 采用可视化微型烧结装置模拟实际烧结料层内粗 不同粒级焦粉燃烧过程各主要气体成分的体积分 粒级焦粉燃烧过程，其示意图如图1所示.具体操 数变化规律 作步骤如下：首先，实验前按照10℃min的升温 1.2.2固结实验 速率将炉膛加热至目标温度（热电偶-1显示目标 根据国内某大型钢厂实际烧结混合料中各物 温度)；其次，分别将焦粉粗颗粒和焦粉粗颗粒被 质的配比及其粒度分布，分别如表3和表4所示 覆A12O3纯试剂、焦粉粗颗粒+旁边置放铁酸钙小 一般认为在烧结混合料制粒过程中，含铁原料和 球、焦粉粗颗粒被覆铁酸钙细粉等四种准颗粒（如 熔剂中>1.0mm㎡粒级作为核颗粒，1.0mm和<0.5mm粒级，而 粉燃烧过程CO和NO的生成无影响)，故选作为 0.5~1.0mm粒级保持不变.此外，烧结矿的SiO2 L=800 mm 0=60mm L,=400mm 热电偶-2 高温摄像头热电偶-1刚玉管SC电热丝 耐火材料 石英杯 计 =27m 试样 OO●OO● 空气 A,O,小球 d-22 mm 烟气分析仪 图1可视化微型烧结燃烧装置 Fig.I Schematic diagram of the visible micro sintering and combustion equipment
粉接近，而小于 0.5 mm 比例为 31.3%，则是外包型 和球团型的累加. 由此可知，在实际烧结过程中焦 粉>0.5 mm 粒级均可作为核颗粒. 1.2 实验方法 1.2.1 燃烧实验 根据焦粉粒度分布及其赋存形态可知，焦粉 中主要为粗粒级，且在烧结料层内主要以被覆型 存在，而在实际烧结过程中，通常可通过粗粒级分 加以调控粗粒级燃料由被覆型转变为裸露型. 基 于此，为了研究实际烧结过程中粗粒级固体燃料 的燃烧行为及其对 NOx 排放的影响规律，本论文 采用可视化微型烧结装置模拟实际烧结料层内粗 粒级焦粉燃烧过程，其示意图如图 1 所示. 具体操 作步骤如下：首先，实验前按照 10 ℃·min−1 的升温 速率将炉膛加热至目标温度（热电偶−1 显示目标 温度）；其次，分别将焦粉粗颗粒和焦粉粗颗粒被 覆 Al2O3 纯试剂、焦粉粗颗粒+旁边置放铁酸钙小 球、焦粉粗颗粒被覆铁酸钙细粉等四种准颗粒（如 图 2 所示），置于底部铺有孔洞的石英片和直径为 2 mm 氧化铝小球（2-3 层，均匀气流）的石英杯（内 径为 20 mm，高度为 27 mm）中，其中，为了便于观 察焦粉粗颗粒的行为，本论文选择 6.3～8.0 mm 焦 粉粗颗粒（0.2 g）作为研究对象，且由于 Al2O3 对焦 粉燃烧过程 CO 和 NO 的生成无影响[15] ，故选作为 空白对照. 而为更贴近实际烧结过程液相融化过 程，选择铁酸钙细粉（CF：Fe2O3 纯试剂与 Ca（OH）2 纯试剂摩尔比为 1∶1）作为粘附粉，CF 小球和粘 附粉质量均为 0.6 g；再者，通过调控传动装置以不 同速率将焦粉逐渐送至高温区，传动装置以电机 作为传动动力，进行横向传动，开始以 7 cm·min−1 匀速到达高温区，并在恒温区保持不动，之后以 9.8 cm·min−1 退出高温区，该过程中热电偶−2 所示 温度如图 3 所示，且该过程焦粉在全程 2 L·min−1 ， 空气气氛下进行燃烧，同时开启红外气体分析仪 （德国 MRU 公司 OPTIMA 7）在线测试系统，记录 不同粒级焦粉燃烧过程各主要气体成分的体积分 数变化规律. 1.2.2 固结实验 根据国内某大型钢厂实际烧结混合料中各物 质的配比及其粒度分布，分别如表 3 和表 4 所示. 一般认为在烧结混合料制粒过程中，含铁原料和 熔剂中>1.0 mm 粒级作为核颗粒，1.0 mm 和 5.0 mm 3.15～5.0 mm 2～3.15 mm 1.0～2.0 mm 0.5～1.0 mm 0.25～0.5 mm 0.15～0.25 mm <0.15 mm 焦粉 2.60 9.70 8.40 16.6 31.4 15.20 11.40 4.70 1.48 阙志刚等： 基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程 NOx减排 · 165 ·
166 工程科学学报，第42卷，第2期 焦粉 纯试剂 ①裸露型焦粉粗颗粒 ③被覆型焦粉粗颗粒-A2O,细粉 Fe,O, 纯试剂 Ca(OH) 纯试剂 ②裸露型焦粉粗颗粒+铁酸一钙球 ④被覆型焦粉粗颗粒-铁酸一钙细粉 图2燃烧实验中准颗粒试样 Fig.2 Quasi-particles samples of combustion test 1400 质的配比，在微型圆盘造球机造球后，将准颗粒置 1280℃ 1200 于100℃烘箱中千燥2h后，装入石英杯中，并采 1000 用图1所示微型烧结装置，按照图2所示温度制度 800 和全程为2Lmin空气气氛进行固结实验，同时 开启红外气体分析仪在线测试系统，测定不同粒 600 度焦粉燃烧过程各气体体积分数和烧结体固结强 400 度的变化规律 200 7min 5 min 自然冷却 空气 空气 空气 为了明晰不同粒级焦粉在烧结料层内的燃烧 11 200 400600 800 10001200 行为及其NO,排放特征，本研究通过使用焦粉的 时间/s 燃烧速率、各气体排放总量、NO最大体积分数、 图3燃烧实验的温度制度和气氛 N转化率()等指标对其进行表征，其计算公式 Fig.3 Temperature system and atmosphere of combustion test 如式(1)~(4)所示 质量分数为4.80%，碱度为1.80，Al203质量分数为 Fa(co+:)Mc Y= (1) 1.70%,Mg0质量分数为1.70%.按照表3中各物 60mcokewC.coke Vmol 表3烧结混合料中各物料配比（质量分数） Table 3 Proportions of raw materials in sinter mixture % 物料 混匀矿 生石灰 石灰石 白云石 蛇纹石 返矿 焦粉 合计 配比 61.43 3.50 1.37 4.43 0.28 25.00 4.00 100.00 表4烧结混合料中各物料的粒度组成（质量分数） Table 4 Size composition of raw materials in sinter mixture % 物料>10mm8~10mm 5~8mm3~5mm2-~3mm1~2mm 0.5~1mm 0.25~0.5mm 0.15~0.25mm <0.15mm 混匀矿 4.28 4.41 11.24 11.99 9.96 15.67 12.41 9.83 8.10 12.75 生石灰 0 0 0 0.14 1.33 4.15 6.00 12.28 14.24 61.87 石灰石 0 0 0.13 8.99 11.89 19.67 19.89 8.53 5.14 25.74 白云石 0 0 0 3.11 13.96 21.83 18.77 11.13 10.37 20.84 蛇纹石 0 0 0 5.50 14.50 28.45 20.45 12.10 8.35 10.65 返矿 0.49 0.97 20.54 47.61 11.83 9.10 4.79 2.25 2.43 0
质量分数为 4.80%，碱度为 1.80，Al2O3 质量分数为 1.70%，MgO 质量分数为 1.70%. 按照表 3 中各物 质的配比，在微型圆盘造球机造球后，将准颗粒置 于 100 ℃ 烘箱中干燥 2 h 后，装入石英杯中，并采 用图 1 所示微型烧结装置，按照图 2 所示温度制度 和全程为 2 L·min−1 空气气氛进行固结实验，同时 开启红外气体分析仪在线测试系统，测定不同粒 度焦粉燃烧过程各气体体积分数和烧结体固结强 度的变化规律. 为了明晰不同粒级焦粉在烧结料层内的燃烧 行为及其 NOx 排放特征，本研究通过使用焦粉的 燃烧速率、各气体排放总量、NO 最大体积分数、 N 转化率（ηN）等指标对其进行表征，其计算公式 如式（1）～（4）所示. νt= Fg(c CO t +c CO2 t )MC 60mcokeωC,cokeVmol （1） 焦粉 Al2O3 纯试剂 Fe2O3 纯试剂 Ca(OH)2 纯试剂 ①裸露型焦粉粗颗粒 ②裸露型焦粉粗颗粒+铁酸一钙球 ③被覆型焦粉粗颗粒-Al2O3细粉 ④被覆型焦粉粗颗粒-铁酸一钙细粉 图 2 燃烧实验中准颗粒试样 Fig.2 Quasi-particles samples of combustion test 温度/℃ 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 200 400 600 800 1000 1200 时间/s 自然冷却 空气 空气 空气 1280 ℃ 7 min 5 min 图 3 燃烧实验的温度制度和气氛 Fig.3 Temperature system and atmosphere of combustion test 表 3 烧结混合料中各物料配比（质量分数） Table 3 Proportions of raw materials in sinter mixture % 物料 混匀矿 生石灰 石灰石 白云石 蛇纹石 返矿 焦粉 合计 配比 61.43 3.50 1.37 4.43 0.28 25.00 4.00 100.00 表 4 烧结混合料中各物料的粒度组成（质量分数） Table 4 Size composition of raw materials in sinter mixture % 物料 >10 mm 8～10 mm 5～8 mm 3～5 mm 2～3 mm 1～2 mm 0.5～1 mm 0.25～0.5 mm 0.15～0.25 mm <0.15 mm 混匀矿 4.28 4.41 11.24 11.99 9.96 15.67 12.41 9.83 8.10 12.75 生石灰 0 0 0 0.14 1.33 4.15 6.00 12.28 14.24 61.87 石灰石 0 0 0.13 8.99 11.89 19.67 19.89 8.53 5.14 25.74 白云石 0 0 0 3.11 13.96 21.83 18.77 11.13 10.37 20.84 蛇纹石 0 0 0 5.50 14.50 28.45 20.45 12.10 8.35 10.65 返矿 0.49 0.97 20.54 47.61 11.83 9.10 4.79 2.25 2.43 0 · 166 · 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期
阙志刚等：基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NO减排 ·167· 率，故本研究选择从2.0m高处，自由落下五次 SNo=Jo r'tend FacNo MNO·l03 60Vmol d (2) 后+5.0mm烧结体质量比作为表征烧结体固结强 Scooc 度的指标，其计算公式如式(5)所示 (3) 60Vmol BS=m5X100% (5) M0.sinter SNOMN iin -×100% (4) mcokeN.coke MNO 式中：BS为烧结体固结强度，%；mo,.sinter为固结实 式中：y,为焦粉燃烧过程1时刻C元素的燃烧比 验后烧结体初始质量，g;m5为连续落下5次后+5mm 例，s;SNO SCo分别为燃烧全程NO、CO气体的 烧结体质量，g 排放总量，mg:为燃烧全程焦粉中N元素转化 2结果 为NO的比例，%；O:、c0、co分别为焦粉燃烧 2.1粗粒级固体燃料的燃烧行为变化规律 过程1时刻排放烟气中CO2、CO、NO气体的体积 图4显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉的燃 分数，%；F为实验过程中空气流量，2Lmin; 烧行为变化规律.从图4中可以看出，对于裸露型 Lend为燃烧结束时间，s;mcoke为实验过程中焦粉的 焦粉、被覆型焦粉-氧化铝、裸露型焦粉+C℉而 质量，g:oc,coke为焦粉中C元素质量分数，%； 言，当温度高于1000℃时焦粉粗颗粒开始剧烈燃 ,coke为焦粉中N元素质量分数，%：Mc为C元 烧，表面温度显著升高，呈现亮白色.随着燃烧的 素的摩尔质量，12 gmol;M为N元素的摩尔质 进行，焦粉粗颗粒逐渐变小，且在恒温段第5min 量，14gmo;Mo为NO的摩尔质量，30 g mol; 中时基本燃烧尽.然而，就被覆型焦粉C℉而言， Mco为C0的摩尔质量，28gmol；'mo为273K 当温度高于1000℃时，其表面C℉细粉开始融化， 下标准摩尔体积，22.4Lmo 焦粉逐渐由被覆型转变为裸露型，且其燃烧速率 在实际烧结过程中，+5.0mm烧结矿主要表征 相比于前三种焦粉粗颗粒显著更快 着烧结矿的成品率，即烧结矿的粘结好坏程度，而 2.2 粗粒级固体燃料燃烧过程NO,排放规律 本论文选择的落下强度更贴近于烧结矿的成品 图5显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧 1280℃ 1280℃ 800℃ 900℃ 1000℃ 1100℃ 1200℃ 1250℃ (开始) (结束) 裸露型 焦粉 被覆型焦 粉-氧化铝 裸露型焦 粉+CF球 被覆型 焦粉-CF 图4不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧行为 Fig.4 Combustion behavior of different existing states of coarse coke breeze 过程其NO排放体积分数和N元素转化率的变化 铝、裸露型焦粉+CF而言，其NO排放体积分数均 规律.从图5中可以看出，各赋存形态粗颗粒焦粉 呈现“倒V”字型增长，而被覆型焦粉C℉则呈现 的NO开始生成温度基本相同，均约为720℃，且 “倒W”型增长.就NO排放体积分数和N元素转 其排放体积分数达到峰值温度和排放结束时间均 化率而言，基本均呈现裸露型焦粉最高，被覆型焦 基本相同.对于裸露型焦粉、被覆型焦粉-氧化 粉-氧化铝和裸露型焦粉+C℉略微降低，被覆型焦
S NO = w tend 0 Fgc NO t MNO · 103 60Vmol dt （2） S CO = w tend 0 Fgc CO t MCO · 103 60Vmol dt （3） ηN = S NOMN mcokeωN,cokeMNO ×100% （4） c CO2 t c CO t c NO t 式中：νt 为焦粉燃烧过程 t 时刻 C 元素的燃烧比 例，s −1 ；SNO、SCO 分别为燃烧全程 NO、CO 气体的 排放总量，mg；ηN 为燃烧全程焦粉中 N 元素转化 为 NO 的比例，%； 、 、 分别为焦粉燃烧 过程 t 时刻排放烟气中 CO2、CO、NO 气体的体积 分数 ， %； Fg 为实验过程中空气流量 ， 2 L·min−1 ； tend 为燃烧结束时间，s；mcoke 为实验过程中焦粉的 质量 ， g； ωC, coke 为焦粉 中 C 元素质量分数 ， %； ωN, coke 为焦粉中 N 元素质量分数，%；MC 为 C 元 素的摩尔质量，12 g·mol−1 ；MN 为 N 元素的摩尔质 量 ，14 g·mol−1 ；MNO 为 NO 的摩尔质量，30 g·mol−1 ； MCO 为 CO 的摩尔质量 ， 28 g·mol−1 ； Vmol 为 273 K 下标准摩尔体积，22.4 L·mol−1 . 在实际烧结过程中，+5.0 mm 烧结矿主要表征 着烧结矿的成品率，即烧结矿的粘结好坏程度，而 本论文选择的落下强度更贴近于烧结矿的成品 率，故本研究选择从 2.0 m 高处，自由落下五次 后+5.0 mm 烧结体质量比作为表征烧结体固结强 度的指标，其计算公式如式（5）所示. BS= m5 m0,sinter ×100% （5） 式中：BS 为烧结体固结强度，%；m0, sinter 为固结实 验后烧结体初始质量，g；m5 为连续落下 5 次后+5 mm 烧结体质量，g. 2 结果 2.1 粗粒级固体燃料的燃烧行为变化规律 图 4 显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉的燃 烧行为变化规律. 从图 4 中可以看出，对于裸露型 焦粉、被覆型焦粉−氧化铝、裸露型焦粉+CF 而 言，当温度高于 1000 ℃ 时焦粉粗颗粒开始剧烈燃 烧，表面温度显著升高，呈现亮白色. 随着燃烧的 进行，焦粉粗颗粒逐渐变小，且在恒温段第 5 min 中时基本燃烧尽. 然而，就被覆型焦粉−CF 而言， 当温度高于 1000 ℃ 时，其表面 CF 细粉开始融化， 焦粉逐渐由被覆型转变为裸露型，且其燃烧速率 相比于前三种焦粉粗颗粒显著更快. 2.2 粗粒级固体燃料燃烧过程 NOx 排放规律 图 5 显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧 过程其 NO 排放体积分数和 N 元素转化率的变化 规律. 从图 5 中可以看出，各赋存形态粗颗粒焦粉 的 NO 开始生成温度基本相同，均约为 720 ℃，且 其排放体积分数达到峰值温度和排放结束时间均 基本相同. 对于裸露型焦粉、被覆型焦粉-氧化 铝、裸露型焦粉+CF 而言，其 NO 排放体积分数均 呈现“倒 V”字型增长，而被覆型焦粉−CF 则呈现 “倒 W”型增长. 就 NO 排放体积分数和 N 元素转 化率而言，基本均呈现裸露型焦粉最高，被覆型焦 粉-氧化铝和裸露型焦粉+CF 略微降低，被覆型焦 裸露型 焦粉 被覆型焦 粉-氧化铝 裸露型焦 粉+CF球 被覆型 焦粉-CF 800 ℃ 900 ℃ 1000 ℃ 1100 ℃ 1200 ℃ 1250 ℃ 1280 ℃ (开始) 1280 ℃ (结束) 图 4 不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧行为 Fig.4 Combustion behavior of different existing states of coarse coke breeze 阙志刚等： 基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程 NOx减排 · 167 ·
168 工程科学学报，第42卷，第2期 粉C℉则大幅降低的趋势.此外，相比于裸露型焦 1.0 1500 粉，被覆型焦粉-氧化铝情形下其排放的NO体积 0.8 1200 分数最大值略有降低，N元素转化率降低约19%， 而相比于裸露型焦粉+C℉，被覆型焦粉CF情形下 分a6 一温度 0一裸露型焦粉 900 一被覆型焦粉-C℉ 其排放的NO体积分数最大值大幅降低，且N元 726℃ 三0.4 心一被覆型焦粉-氧化铝 -棵露型焦粉+CF小球 600 素转化率降低约56%.由此可知，相比于裸露型焦 粉，被覆型焦粉燃烧排放的NO更少，且被覆C℉ 0.2 300 时NO,减排效果显著 0 100200300400500600700800900 250 1500 时间/s 图6不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧速率变化规律 200 1200 煤露型焦粉 6 Fig.6 Combustion rates of coarse coke breeze in different existing 被型焦粉-氧化铝29.69% states 150 型焦粉+CF小球29.51% 900 破型焦粉-C下 12.85% 720℃ 其NO排放体积分数可能受其燃烧速率的影响. 100 600 对此，本研究进一步研究了两者间的关系，其结果 50 300 如图7所示 图7显示得是不同赋存形态粗粒级焦粉的燃 0 0100200300400500600700800900 烧速率与NO体积分数间的关系.从图7(a)中可 时间/s 以看出，粗粒级焦粉周围为氧化铝时，无论是裸露 图5不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧过程其NO排放规律 型焦粉，还是被覆型焦粉，其NO排放体积分数均 Fig.5 NO emission during the combustion of coarse coke breeze in 与燃烧速率呈现近似线性正相关关系，这主要是 different existing states 由于随着焦粉燃烧速率的增大，单位时间内燃烧 3 讨论 的焦粉增多，生成的NO则增多，然而，从图7(b) 中可以看出，裸露型焦粉+C℉情形下其NO排放体 3.1 固体燃料燃烧速率对NO,排放浓度的影响规律 积分数仍与燃烧速率呈现近似线性正相关关系， 图6显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉的燃 但被覆型焦粉C℉情形下焦粉燃烧峰值前期和后 烧速率变化规律.从图6中可以看出，整体而言， 期，其NO排放体积分数均与燃烧速率呈现“倒 不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧速率均呈现先增 V”字型规律，这可能是由于焦粉燃烧生成NO的 高后降低的趋势，开始燃烧温度和燃烧结束时间 同时亦会生成CO6-而CO在CF作用下其能高 基本相同，但被覆型焦粉-C℉情形的焦粉燃烧速 效将NO还原成无害化的N2P0-2),使得NO排放显 率最大速率显著高于其他三种情形.此外，对比NO 著降低.在燃烧峰值前期阶段，刚开始燃烧时，燃 的开始生成温度和燃烧结束时间及其体积分数变 烧速率较小，CO生成亦少，但NO生成量高于被 化规律可知，焦粉粗颗粒的开始燃烧温度和燃烧 还原量，进而使得其随着燃烧速率的增大而逐渐 结束时间与其较为相似，故焦粉粗颗粒燃烧过程 增大，而随着燃烧速率的增大，不完全燃烧反应加 250 200 燃烧峰值前期： 燃烧峰值后期： 燃烧蜂值前期： 燃烧蜂值后期： ,裸露型您粉+CF小球 。裸露型焦粉+CF小球 200 被覆型焦粉一氧化铝△被覆型焦粉一氧化铝 160 ,被覆型粉一CF ,被看利他一CF 150 100 0 50 40 w 020.30.4 0.5 00.10.20.30.40.50.60.70.8 v/102-s-) ',/102s) 图7不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧速率与NO体积分数间的关系.(a)Al2O3:(b)CF Fig.7 Relationship between combustion rates and NO volume fraction of different existing states of coarse coke breeze:(a)Al2O;;(b)CF
粉−CF 则大幅降低的趋势. 此外，相比于裸露型焦 粉，被覆型焦粉−氧化铝情形下其排放的 NO 体积 分数最大值略有降低，N 元素转化率降低约 19%， 而相比于裸露型焦粉+CF，被覆型焦粉−CF 情形下 其排放的 NO 体积分数最大值大幅降低，且 N 元 素转化率降低约 56%. 由此可知，相比于裸露型焦 粉，被覆型焦粉燃烧排放的 NO 更少，且被覆 CF 时 NOx 减排效果显著. 3 讨论 3.1 固体燃料燃烧速率对 NOx 排放浓度的影响规律 图 6 显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉的燃 烧速率变化规律. 从图 6 中可以看出，整体而言， 不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧速率均呈现先增 高后降低的趋势，开始燃烧温度和燃烧结束时间 基本相同，但被覆型焦粉−CF 情形的焦粉燃烧速 率最大速率显著高于其他三种情形. 此外，对比 NO 的开始生成温度和燃烧结束时间及其体积分数变 化规律可知，焦粉粗颗粒的开始燃烧温度和燃烧 结束时间与其较为相似，故焦粉粗颗粒燃烧过程 其 NO 排放体积分数可能受其燃烧速率的影响. 对此，本研究进一步研究了两者间的关系，其结果 如图 7 所示. 图 7 显示得是不同赋存形态粗粒级焦粉的燃 烧速率与 NO 体积分数间的关系. 从图 7（a）中可 以看出，粗粒级焦粉周围为氧化铝时，无论是裸露 型焦粉，还是被覆型焦粉，其 NO 排放体积分数均 与燃烧速率呈现近似线性正相关关系，这主要是 由于随着焦粉燃烧速率的增大，单位时间内燃烧 的焦粉增多，生成的 NO 则增多. 然而，从图 7（b） 中可以看出，裸露型焦粉+CF 情形下其 NO 排放体 积分数仍与燃烧速率呈现近似线性正相关关系， 但被覆型焦粉−CF 情形下焦粉燃烧峰值前期和后 期 ，其 NO 排放体积分数均与燃烧速率呈现“倒 V”字型规律，这可能是由于焦粉燃烧生成 NO 的 同时亦会生成 CO[16−19] ，而 CO 在 CF 作用下其能高 效将 NO 还原成无害化的 N2 [20−23] ，使得 NO 排放显 著降低. 在燃烧峰值前期阶段，刚开始燃烧时，燃 烧速率较小，CO 生成亦少，但 NO 生成量高于被 还原量，进而使得其随着燃烧速率的增大而逐渐 增大，而随着燃烧速率的增大，不完全燃烧反应加 NO体积分数/10−6 250 200 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 时间/s 1500 1200 900 600 300 0 温度/℃ 720 ℃ 温度 裸露型焦粉 裸露型焦粉+CF小球 被覆型焦粉-氧化铝 被覆型焦粉-CF ηN: 36.65% 29.69% 29.51% 12.85% 图 5 不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧过程其 NO 排放规律 Fig.5 NO emission during the combustion of coarse coke breeze in different existing states vt /(10−2·s−1 ) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 时间/s 1500 1200 900 600 300 0 温度/℃ 726 ℃ 温度 裸露型焦粉 裸露型焦粉+CF小球 被覆型焦粉-氧化铝 被覆型焦粉-CF 图 6 不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧速率变化规律 Fig.6 Combustion rates of coarse coke breeze in different existing states NO体积分数/10−6 250 200 150 100 50 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 (a) (b) 0.5 NO体积分数/10−6 200 160 120 80 40 0 vt /(10−2·s−1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 vt /(10−2·s−1) 裸露型焦粉 燃烧峰值前期： 燃烧峰值后期： 燃烧峰值前期： 燃烧峰值后期： 裸露型焦粉+CF小球 被覆型焦粉-氧化铝 裸露型焦粉 被覆型焦粉-氧化铝 被覆型焦粉-CF 裸露型焦粉+CF小球 被覆型焦粉-CF 图 7 不同赋存形态粗粒级焦粉的燃烧速率与 NO 体积分数间的关系. （a）Al2O3；（b） CF Fig.7 Relationship between combustion rates and NO volume fraction of different existing states of coarse coke breeze: (a) Al2O3 ; (b) CF · 168 · 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期
阙志刚等：基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NO减排 ·169 剧，CO生成增多，被还原的NO量亦逐渐增多，使 过程其CO排放及其与N元素转化率间的关系 得NO体积分数逐渐减少：当焦粉燃烧速率达到最 从图8(a)中可以看出，被覆型粗颗粒焦粉燃烧过 大值时，生成的NO全部被还原，NO体积分数降 程其CO排放最大体积分数和总量都显著低于裸 为零.同理，经燃烧峰值后，燃烧速率逐渐减小，使 露型粗颗粒情形，且相比于粗粒级焦粉周围为 得被还原NO亦减少，但由于此时生成的NO仍大 Al2O3情形，焦粉周围为C℉时其燃烧过程其CO 于被还原的NO,最终导致其NO体积分数逐渐增 排放最大体积分数和总量亦显著降低.此外，相比 大：随着焦粉的继续燃烧，燃烧速率进一步降低， 于其他赋存形态，被覆型焦粉-C℉下CO排放体积 生成的NO亦大幅降低，最终导致排放的NO也逐 分数及总量均相对较高，由此推测燃烧生成的 渐降低.综上可知，NO排放规律不仅与燃烧速率 CO可能被用于还原NO.而从8(b)中可以看出， 有关，亦与C0排放规律有关.基于此，本论文在3.2 CO排放总量与N元素转化率之间存在着线性正 节部分进一步研究了CO和NO排放规律间的关系， 相关关系，这是由于CF能促进CO还原NO2w-2), 3.2固体燃料燃烧过程C0排放量与N元素转化 导致生成的CO被消耗，排放的CO减少.由此可 间的关系 知，改善CF与焦粉粗颗粒的接触动力学，强化 图8显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧 CO还原NO反应的进行，能有效减少NO,排放 1000 1500 50 (a) (b) 800 1200 40 ◆ 600 900 30- ◆ 一温度 Sco/mg 400 574℃ 。一裸露形焦粉 1.313 600 ,法悟利电粉一每化铝 0.594 200 棵露型焦粉+C小球 1.239 =14.98r+15.312-=0.81 被覆型焦粉-CF 300 0.02 0 100200300400500600700800908 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 时间/s Sco/mg 图8不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧过程其CO排放及其与N元素转化率间的关系.()CO排放规律：(b)CO排放总量与N元素转化率间的关系 Fig.8 CO emission and correlativity of emission total of CO with conversion rate of N element during the combustion of coarse coke breeze in different existing states:(a)CO emission;(b)relation ofemission total of CO and conversion rate of N element 4基于NO,低减的固体燃料粗颗粒适宜 呈现先略微减小后显著降低的趋势，在分加比例 配加模式 为100%时，烧结固结强度降低23%.因此，在兼 顾NO,减排和烧结固结强度下，实际烧结过程中 从上述基础研究结果可知，粗粒级焦粉为裸 应尽量减少分加粗粒级焦粉.此外，相比于基准方 露型时，其NO,排放显著高于被覆型焦粉情形，为 案，焦粉全部为2.0~3.15mm时，其N元素转化率 了进一步明晰不同焦粉粗颗粒赋存形态对实际烧 大幅降低16.42%，而焦粉全部为0.5~1.0mm时， 结过程NO,及其烧结矿强度的影响规律，本论文 N元素转化率则略有降低，仅为4.81%，而其烧结 通过分加焦粉粗颗粒(>0.5mm)的50%（分加>1.0mm 固结强度则随着粒度的增大呈现逐渐升高的趋 粒级)、100%（分加>0.5mm粒级），以及控制焦粉 势，焦粉全部为2.0~3.15mm时，烧结固结强度升 全部为大粗颗粒（全部为2~3.15mm)、全部为小 高约8%.由此可知，在实际烧结过程可通过控制 粗颗粒（全部为0.5~1.0mm),研究粗颗粒为裸露 焦粉粒度，保持焦粉的赋存形态为被覆型 型和被覆型对烧结过程NO,排放及强度的影响规律. 图9显示的是不同焦粉粗颗粒配加模式下 5烧结杯试验 N元素转化率和烧结固结强度的变化规律，其中， 根据上述基础研究结果可知，分加焦粉粗颗 基准方案为全粒级焦粉.从图9中可以看出，随着 粒将导致N元素转化率升高，烧结体固结强度降 粗粒级焦粉分加比例的提高，其N元素转化率亦 低，而焦粉粒度为全部为大粗颗粒（全部为2 呈现逐渐升高的趋势，且在分加比例为100%时， 3.15mm)、全部为小粗颗粒（全部为0.5~1.0mm) N元素转化率升高约12%，而其烧结固结强度则 时，烧结过程NO,排放和固结强度均得到不同幅
剧，CO 生成增多，被还原的 NO 量亦逐渐增多，使 得 NO 体积分数逐渐减少；当焦粉燃烧速率达到最 大值时，生成的 NO 全部被还原，NO 体积分数降 为零. 同理，经燃烧峰值后，燃烧速率逐渐减小，使 得被还原 NO 亦减少，但由于此时生成的 NO 仍大 于被还原的 NO，最终导致其 NO 体积分数逐渐增 大；随着焦粉的继续燃烧，燃烧速率进一步降低， 生成的 NO 亦大幅降低，最终导致排放的 NO 也逐 渐降低. 综上可知，NO 排放规律不仅与燃烧速率 有关，亦与 CO 排放规律有关. 基于此，本论文在 3.2 节部分进一步研究了 CO 和 NO 排放规律间的关系. 3.2 固体燃料燃烧过程 CO 排放量与 N 元素转化 间的关系 图 8 显示的是不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧 过程其 CO 排放及其与 N 元素转化率间的关系. 从图 8（a）中可以看出，被覆型粗颗粒焦粉燃烧过 程其 CO 排放最大体积分数和总量都显著低于裸 露型粗颗粒情形 ，且相比于粗粒级焦粉周围为 Al2O3 情形，焦粉周围为 CF 时其燃烧过程其 CO 排放最大体积分数和总量亦显著降低. 此外，相比 于其他赋存形态，被覆型焦粉−CF 下 CO 排放体积 分数及总量均相对较高 ，由此推测燃烧生成的 CO 可能被用于还原 NO. 而从 8（b）中可以看出， CO 排放总量与 N 元素转化率之间存在着线性正 相关关系，这是由于 CF 能促进 CO 还原 NO[20−23] ， 导致生成的 CO 被消耗，排放的 CO 减少. 由此可 知 ，改善 CF 与焦粉粗颗粒的接触动力学 ，强化 CO 还原 NO 反应的进行，能有效减少 NOx 排放. 4 基于 NOx 低减的固体燃料粗颗粒适宜 配加模式 从上述基础研究结果可知，粗粒级焦粉为裸 露型时，其 NOx 排放显著高于被覆型焦粉情形，为 了进一步明晰不同焦粉粗颗粒赋存形态对实际烧 结过程 NOx 及其烧结矿强度的影响规律，本论文 通过分加焦粉粗颗粒（>0.5 mm）的 50%（分加>1.0 mm 粒级）、100%（分加>0.5 mm 粒级），以及控制焦粉 全部为大粗颗粒（全部为 2～3.15 mm）、全部为小 粗颗粒（全部为 0.5～1.0 mm），研究粗颗粒为裸露 型和被覆型对烧结过程 NOx 排放及强度的影响规律. 图 9 显示的是不同焦粉粗颗粒配加模式下 N 元素转化率和烧结固结强度的变化规律，其中， 基准方案为全粒级焦粉. 从图 9 中可以看出，随着 粗粒级焦粉分加比例的提高，其 N 元素转化率亦 呈现逐渐升高的趋势，且在分加比例为 100% 时， N 元素转化率升高约 12%，而其烧结固结强度则 呈现先略微减小后显著降低的趋势，在分加比例 为 100% 时，烧结固结强度降低 23%. 因此，在兼 顾 NOx 减排和烧结固结强度下，实际烧结过程中 应尽量减少分加粗粒级焦粉. 此外，相比于基准方 案，焦粉全部为 2.0～3.15 mm 时，其 N 元素转化率 大幅降低 16.42%，而焦粉全部为 0.5～1.0 mm 时 ， N 元素转化率则略有降低，仅为 4.81%，而其烧结 固结强度则随着粒度的增大呈现逐渐升高的趋 势，焦粉全部为 2.0～3.15 mm 时，烧结固结强度升 高约 8%. 由此可知，在实际烧结过程可通过控制 焦粉粒度，保持焦粉的赋存形态为被覆型. 5 烧结杯试验 根据上述基础研究结果可知，分加焦粉粗颗 粒将导致 N 元素转化率升高，烧结体固结强度降 低，而焦粉粒度为全部为大粗颗粒（全部为 2～ 3.15 mm）、全部为小粗颗粒（全部为 0.5～1.0 mm） 时，烧结过程 NOx 排放和固结强度均得到不同幅 CO体积分数/10−6 1000 800 600 400 200 0 0 100 200 300 400 500 600 574 ℃ 700 800 (a) (b) 900 50 40 30 20 10 0 0 0.3 0.6 y=14.98x+15.31 R2 =0.81 0.9 1.2 1.5 SCO/mg 1500 1200 900 600 300 0 温度/°C 时间/s ηN/% 温度 裸露型焦粉 裸露型焦粉+CF小球 被覆型焦粉-氧化铝 被覆型焦粉-CF SCO/mg 1.313 0.594 1.239 0.023 图 8 不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧过程其 CO 排放及其与 N 元素转化率间的关系. （a） CO 排放规律；（b） CO 排放总量与 N 元素转化率间的关系 Fig.8 CO emission and correlativity of emission total of CO with conversion rate of N element during the combustion of coarse coke breeze in different existing states: (a) CO emission; (b) relation of emission total of CO and conversion rate of N element 阙志刚等： 基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程 NOx减排 · 169 ·
170 工程科学学报，第42卷，第2期 30 55 11889%42 6 27 6.93% 50 8.05% 4.81% 45 21 40 35 5 30 基准 分加509% 分加100% 2.0-3.15mm 0.51.0mm 基准 分加50% 分加100% 2.0-3.15mm 0.51.0mm 方案 方案 图9不同焦粉粗颗粒配加模式下N元素转化率和烧结固结强度的变化规律.(a)N元素转化率；(b)固结强度 Fig.9 Conversion rate of N element and strength of sinter in different adding methods of coarse coke breeze:(a)conversion rate of N element;(b) strength of sinter 度的改善.基于此，为进一步研究实际烧结过程中 果.根据表3中各物质的配比，将上述烧结混合料 焦粉粗颗粒赋存形态对其NO,排放及烧结产质量 在圆筒制粒后，置于内径为200mm、高度为500mm 指标的影响规律，本论文参照国内某大型钢厂实 的烧结杯中进行实验，实验过程中点火2min, 际烧结混合料情况，分别研究>0.5mm粒级焦粉粗 点火负压5kPa,烧结负压11kPa.各烧结杯方案 颗粒全部分加、焦粉粒度控制在0.5~3.15mm范 的NO,排放指标和烧结产质量指标结果如表5 围下其对NO,排放及烧结产质量指标的改善效 所示 表5烧结杯实验结果 Table 5 Results of sinter pot tests NO,排放指标 烧结产质量指标 方案 NO最大体积分数/ 吨矿NO排放/ 垂直烧结速度/ 成品率/ 烧结利用系数/ 转鼓强度63m 102 (kgt) (mm'min) % (tm h) % 全粒级焦粉 164 0.62 26.81 80.36 2.00 60.00 >0.5mm焦粉分加 167 0.66 27.14 79.12 2.12 60.67 0.5-3.15mm焦粉 151 0.45 28.47 80.59 2.18 60.67 从表5中可以看出，将>0.5mm焦粉粗颗粒进 覆高温下可溶性的铁酸钙细粉时，则两者间的关 行分加，其NO,排放体积分数最大值和吨烧结矿 系呈现“倒V”字型关系，且其由于生成的CO会直 NO,排放升高分别约4%和7%，但其烧结产质量 接还原NO,导致CO排放量与N元素转化率呈现 指标中除成品率略有降低外，其他产质量指标均 良好线性正相关关系，故强化高温下CO还原NO 略有改善.此外，将焦粉粒度控制在0.5~3.15mm 将能减少NO,排放 范围内，其NO,最大体积分数降低约8%，吨烧结 (2)相比于裸露型粗粒级焦粉，在焦粉表面被 矿NO,排放则降低约27%，而其烧结各项产质量 覆铁酸钙细粉时，由于其在高温下熔化，将焦粉由 指标均呈现不同幅度的改善.因此，在铁矿烧结过 被覆型转变为裸露型，燃烧速率显著增加，且铁酸 程中，为降低烧结工序NO,排放，可适当将焦粉粒 钙会促进CO还原NO,使得其CO和NO排放量 度在0.5~3.15mm范围内，调控焦粉转变为被覆 均显著降低，故在实际烧结过程中应均可能改善 型，且同时应尽量避免焦粉以裸露型状态赋存 焦粉与粘附粉的接触动力学，以促进NO还原 (3)随着裸露型粗粒级焦粉比例的增加，N元 6结论 素转化率逐渐升高，而烧结固结强度则逐渐降低， (1)不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧过程其NO 且将>0.5mm粒级焦粉分加，其NO,排放体积分数 排放体积分数与燃烧速率呈现正相关关系，但被 最大值和吨烧结矿NO,.排放分别降低约4%和7%
度的改善. 基于此，为进一步研究实际烧结过程中 焦粉粗颗粒赋存形态对其 NOx 排放及烧结产质量 指标的影响规律，本论文参照国内某大型钢厂实 际烧结混合料情况，分别研究>0.5 mm 粒级焦粉粗 颗粒全部分加、焦粉粒度控制在 0.5～3.15 mm 范 围下其对 NOx 排放及烧结产质量指标的改善效 果. 根据表 3 中各物质的配比，将上述烧结混合料 在圆筒制粒后，置于内径为 200 mm、高度为 500 mm 的烧结杯中进行实验 ，实验过程中点 火 2 min， 点火负压 5 kPa，烧结负压 11 kPa. 各烧结杯方案 的 NOx 排放指标和烧结产质量指标结果如表 5 所示. 从表 5 中可以看出，将>0.5 mm 焦粉粗颗粒进 行分加，其 NOx 排放体积分数最大值和吨烧结矿 NOx 排放升高分别约 4% 和 7%，但其烧结产质量 指标中除成品率略有降低外，其他产质量指标均 略有改善. 此外，将焦粉粒度控制在 0.5～3.15 mm 范围内，其 NOx 最大体积分数降低约 8%，吨烧结 矿 NOx 排放则降低约 27%，而其烧结各项产质量 指标均呈现不同幅度的改善. 因此，在铁矿烧结过 程中，为降低烧结工序 NOx 排放，可适当将焦粉粒 度在 0.5～3.15 mm 范围内，调控焦粉转变为被覆 型，且同时应尽量避免焦粉以裸露型状态赋存. 6 结论 （1）不同赋存形态粗粒级焦粉燃烧过程其 NOx 排放体积分数与燃烧速率呈现正相关关系，但被 覆高温下可溶性的铁酸钙细粉时，则两者间的关 系呈现“倒 V”字型关系，且其由于生成的 CO 会直 接还原 NO，导致 CO 排放量与 N 元素转化率呈现 良好线性正相关关系，故强化高温下 CO 还原 NO 将能减少 NOx 排放. （2）相比于裸露型粗粒级焦粉，在焦粉表面被 覆铁酸钙细粉时，由于其在高温下熔化，将焦粉由 被覆型转变为裸露型，燃烧速率显著增加，且铁酸 钙会促进 CO 还原 NO，使得其 CO 和 NO 排放量 均显著降低，故在实际烧结过程中应均可能改善 焦粉与粘附粉的接触动力学，以促进 NO 还原. （3）随着裸露型粗粒级焦粉比例的增加，N 元 素转化率逐渐升高，而烧结固结强度则逐渐降低， 且将>0.5 mm 粒级焦粉分加，其 NOx 排放体积分数 最大值和吨烧结矿 NOx 排放分别降低约 4% 和 7%， 30 6.93% 11.88% 16.42% 4.81% 23.16% 27 8.05% 24 21 18 15 55 50 45 40 35 30 ηN/% 固结强度/% 分加50% 分加100% 2.0~3.15 mm 0.5~1.0 mm 基准 方案 分加50% 分加100% 2.0~3.15 mm 0.5~1.0 mm 基准 方案 (a) (b) 图 9 不同焦粉粗颗粒配加模式下 N 元素转化率和烧结固结强度的变化规律. （a） N 元素转化率；（b） 固结强度 Fig.9 Conversion rate of N element and strength of sinter in different adding methods of coarse coke breeze: (a) conversion rate of N element; (b) strength of sinter 表 5 烧结杯实验结果 Table 5 Results of sinter pot tests 方案 NOx排放指标 烧结产质量指标 NOx最大体积分数/ 10−2 吨矿NOx排放/ （kg·t−1） 垂直烧结速度/ （mm·min−1） 成品率/ % 烧结利用系数/ （t∙m−2∙h−1） 转鼓强度+6.3 mm/ % 全粒级焦粉 164 0.62 26.81 80.36 2.00 60.00 >0.5 mm焦粉分加 167 0.66 27.14 79.12 2.12 60.67 0.5~3.15 mm焦粉 151 0.45 28.47 80.59 2.18 60.67 · 170 · 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期
阙志刚等：基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程NO减排 ·171· 且烧结成品率亦略有降低，故在实际烧结过程中 iron ore sintering process./SL/Int,2013,53(9):1642 应尽量避免焦粉以裸露型赋存， [10]Ohno K.Noda K,Nishioka K,et al.Combustion rate of coke in (4)将焦粉粒度调控在全大粗粒级（2.0~ quasi-particle at iron ore sintering process.ISI/Int,2013,53(9): 1588 3.15mm)和全小粗粒级(0.5~1.0mm)下烧结过程 [11]Tobu Y,Nakano M,Nakagawa T,et al.Effect of granule structure NO,排放体积分数和转化率均降低，烧结固结强 on the combustion behavior of coke breeze for iron ore sintering 度得到提高，且前者的改善效果显著高于后者，而 SUu,2013,53(9):1594 将焦粉粒度控制在0.5~3.15mm范围内时，其 [12]Hou P,Choi S,Yang W,et al.Application of intra-particle NO,排放体积分数最大值和吨烧结矿NO,排放分 combustion model for iron ore sintering bed.Mater Sci Appl,2011, 别降低8%和27%，各项烧结矿产质量指标均得到 2(5):370 有效改善 [13]Zhou H,Ma P N,Cheng M,et al.Effects of temperature and circulating flue gas components on combustion and NO,emissions 参考文献 characteristics of four types quasi-particles in iron ore sintering process.ISZU1m,2018,58(9):1650 [1]Qie J M,Zhang C X,Wang H F,et al.Analysis of emission situation and emission reduction technology of typical sintering [14]Zhou H,Cheng M,Zhao J P,et al.Evaluation of the adhering layer flue gas pollutants.Sinter Pelleriz,2016,41(6):59 ratio of iron ore granules and its influence on combustion- (都俊懋，张春霞.王海风，等.烧结烟气典型污染物排放形势及 generated NO,emission in iron ore sintering JZhejiang Univ Sci 4,2018,19(6):479 减排技术分析.烧结球团，2016,41(6)：59) [2]Wu S L,Zhang Y Z,Su B,et al.Analysis of main factors affecting [15]Kasai E,Wu S L,Sugiyama T,et al.Combustion rate and NO NO,emissions in sintering process.Chin J Eng,2017,39(5):693 emission during combustion of coke granules in packed beds (吴胜利，张永忠，苏博，等.影响烧结工艺过程NO排放质量浓 Tetsu-1o-Hagane,1992,78(7):1005 度的主要因素解析.工程科学学报，2017,39(5)：693) [16]Hida Y,Sasaki M,Ito K.Consideration on the CO and NO [3] Yan B J,Xing Y,Lu P,et al.A critical review on the research formation around the coke specimen during combustion.Tetsu-to- progress of multi-pollutant collaborative control technologies of Hagane,1980,66(13:1801 sintering flue gas in the iron and steel industry.Chin J Eng,2018, [17]Hida Y,Sasaki M,Ito K,et al.Effect of heat supply on the CO and 40(7):767 NO formation in the sintering process of iron ores.Tetsu-to- (间伯骏，邢奕，路培，等.钢铁行业烧结烟气多污染物协同净化 Hagane,1981,6716:2625 技术研究进展.工程科学学报，2018,40(7)：767) [18]Cen K F,Yao Q,Luo Z Y,et al.Advanced Combustion Science. [4]Suzuki G,Ando R,Yoshikoshi H,et al.A study of the reduction of Hangzhou:Zhejiang University Press,2002 NO,in the waste gas from sinter plant.Tetsu-to-Hagane,1975 (岑可法，姚强，骆仲浃，等.高等燃烧学.杭州：浙江大学出版社， 61(13):2775 2002) [5]Jin Y L.Analyses about the producing mechanism of NO,during [19]Zhou H,Zhou M X,Liu Z H,et al.Modeling NO,emission of sintering process.Sinter Pelleti=,2004,29(5):6 coke combustion in iron ore sintering process and its experimental (金永龙.烧结过程中NO的生成机理解析.烧结球团，2004， validation.Fuel,2016,179:322 29(5):6) [20]Pan J.Theoretical and Process Studies of the Abatement of Flue [6]Long H M,Xiao JJ,Li J X,et al.Formation mechanism and Gas Emission During Iron Ore Sintering [Dissertation].Changsha: emission reduction methods of nitrogen oxides in sintering process Central South University,2007 l Proceedings of 9th China Iron and Steel Annual Meeting (潘建.铁矿烧结烟气减量排放基础理论与工艺研究学位论文]. Beijing,2013:1 长沙：中南大学，2007) (龙红明，肖俊军，李家新，等.烧结过程氨氧化物的生成机理与 [21]Wu S L,Sugiyama T,Morioka K,et al.Elimination reaction of 减排方法∥第九届中国钢铁年会论文集.北京，2013：1) NO gas generated from coke combustion in iron ore sinter bed. [7]Lu W,Fan X H,Min X B,et al.Formation of nitrogen mono oxide Tes-o-Hagane1994,80(4)276 (NO)during iron ore sintering process.SIn,018,58(2):236 [22]Morioka K,Inaba S,Shimizu M,et al.Primary application of the [8]Hida Y,Sasaki M,Enokido T,et al.Effect of the existing state of "In-Bed-de NO,"process using Ca-Fe oxides in iron ore sintering coke breeze in quasi-particles of raw mix on coke combustion in machines./S1/Int,2000,40(3):280 the sintering process.Tetsu-to-Hagane,1982,68(3):400 [23]Gan M,Fan X H,Lu W,et al.Fuel pre-granulation for reducing [9]Ohno K.Noda K,Nishioka K,et al.Effect of coke combustion rate NO,emissions from the iron ore sintering process.Powder equation on numerical simulation of temperature distribution in Technol,2016,301:478
且烧结成品率亦略有降低，故在实际烧结过程中 应尽量避免焦粉以裸露型赋存. （ 4）将焦粉粒度调控在全大粗粒级 （ 2.0～ 3.15 mm）和全小粗粒级（0.5～1.0 mm）下烧结过程 NOx 排放体积分数和转化率均降低，烧结固结强 度得到提高，且前者的改善效果显著高于后者，而 将焦粉粒度控制 在 0.5～ 3.15 mm 范围内时 ， 其 NOx 排放体积分数最大值和吨烧结矿 NOx 排放分 别降低 8% 和 27%，各项烧结矿产质量指标均得到 有效改善. 参 考 文 献 Qie J M, Zhang C X, Wang H F, et al. Analysis of emission situation and emission reduction technology of typical sintering flue gas pollutants. Sinter Pelletiz, 2016, 41（6）: 59 （郄俊懋, 张春霞, 王海风, 等. 烧结烟气典型污染物排放形势及 减排技术分析. 烧结球团, 2016, 41（6）：59 ） [1] Wu S L, Zhang Y Z, Su B, et al. Analysis of main factors affecting NOx emissions in sintering process. Chin J Eng, 2017, 39（5）: 693 （吴胜利, 张永忠, 苏博, 等. 影响烧结工艺过程NOx排放质量浓 度的主要因素解析. 工程科学学报, 2017, 39（5）：693 ） [2] Yan B J, Xing Y, Lu P, et al. A critical review on the research progress of multi-pollutant collaborative control technologies of sintering flue gas in the iron and steel industry. Chin J Eng, 2018, 40（7）: 767 （闫伯骏, 邢奕, 路培, 等. 钢铁行业烧结烟气多污染物协同净化 技术研究进展. 工程科学学报, 2018, 40（7）：767 ） [3] Suzuki G, Ando R, Yoshikoshi H, et al. A study of the reduction of NOx in the waste gas from sinter plant. Tetsu-to-Hagané, 1975, 61（13）: 2775 [4] Jin Y L. Analyses about the producing mechanism of NOx during sintering process. Sinter Pelletiz, 2004, 29（5）: 6 （金永龙. 烧结过程中NOx的生成机理解析. 烧结球团, 2004, 29（5）：6 ） [5] Long H M, Xiao J J, Li J X, et al. Formation mechanism and emission reduction methods of nitrogen oxides in sintering process // Proceedings of 9th China Iron and Steel Annual Meeting. Beijing, 2013: 1 （龙红明, 肖俊军, 李家新, 等. 烧结过程氮氧化物的生成机理与 减排方法// 第九届中国钢铁年会论文集. 北京, 2013: 1） [6] Lü W, Fan X H, Min X B, et al. Formation of nitrogen mono oxide (NO) during iron ore sintering process. ISIJ Int, 2018, 58（2）: 236 [7] Hida Y, Sasaki M, Enokido T, et al. Effect of the existing state of coke breeze in quasi-particles of raw mix on coke combustion in the sintering process. Tetsu-to-Hagané, 1982, 68（3）: 400 [8] Ohno K, Noda K, Nishioka K, et al. Effect of coke combustion rate equation on numerical simulation of temperature distribution in [9] iron ore sintering process. ISIJ Int, 2013, 53（9）: 1642 Ohno K, Noda K, Nishioka K, et al. Combustion rate of coke in quasi-particle at iron ore sintering process. ISIJ Int, 2013, 53（9）: 1588 [10] Tobu Y, Nakano M, Nakagawa T, et al. Effect of granule structure on the combustion behavior of coke breeze for iron ore sintering. ISIJ Int, 2013, 53（9）: 1594 [11] Hou P, Choi S, Yang W, et al. Application of intra-particle combustion model for iron ore sintering bed. Mater Sci Appl, 2011, 2（5）: 370 [12] Zhou H, Ma P N, Cheng M, et al. Effects of temperature and circulating flue gas components on combustion and NOx emissions characteristics of four types quasi-particles in iron ore sintering process. ISIJ Int, 2018, 58（9）: 1650 [13] Zhou H, Cheng M, Zhao J P, et al. Evaluation of the adhering layer ratio of iron ore granules and its influence on combustiongenerated NOx emission in iron ore sintering. J Zhejiang Univ Sci A, 2018, 19（6）: 479 [14] Kasai E, Wu S L, Sugiyama T, et al. Combustion rate and NO emission during combustion of coke granules in packed beds. Tetsu-to-Hagané, 1992, 78（7）: 1005 [15] Hida Y, Sasaki M, Ito K. Consideration on the CO and NO formation around the coke specimen during combustion. Tetsu-toHagané, 1980, 66（13）: 1801 [16] Hida Y, Sasaki M, Ito K, et al. Effect of heat supply on the CO and NO formation in the sintering process of iron ores. Tetsu-toHagané, 1981, 67（16）: 2625 [17] Cen K F, Yao Q, Luo Z Y, et al. Advanced Combustion Science. Hangzhou: Zhejiang University Press, 2002 （岑可法, 姚强, 骆仲泱, 等. 高等燃烧学. 杭州: 浙江大学出版社, 2002） [18] Zhou H, Zhou M X, Liu Z H, et al. Modeling NOx emission of coke combustion in iron ore sintering process and its experimental validation. Fuel, 2016, 179: 322 [19] Pan J. Theoretical and Process Studies of the Abatement of Flue Gas Emission During Iron Ore Sintering [Dissertation]. Changsha: Central South University, 2007 （潘建. 铁矿烧结烟气减量排放基础理论与工艺研究[学位论文]. 长沙: 中南大学, 2007） [20] Wu S L, Sugiyama T, Morioka K, et al. Elimination reaction of NO gas generated from coke combustion in iron ore sinter bed. Tetsu-to-Hagané, 1994, 80（4）: 276 [21] Morioka K, Inaba S, Shimizu M, et al. Primary application of the “In-Bed-de NOx” process using Ca-Fe oxides in iron ore sintering machines. ISIJ Int, 2000, 40（3）: 280 [22] Gan M, Fan X H, Lü W, et al. Fuel pre-granulation for reducing NOx emissions from the iron ore sintering process. Powder Technol, 2016, 301: 478 [23] 阙志刚等： 基于优化粗粒级固体燃料赋存形态的铁矿烧结过程 NOx减排 · 171 ·