·696· 工程科学学报，第39卷，第5期 结过程控制技术在现实层面是具有可行性的. 小，其反应动力学条件较好，因此，同化温度较低，液相 表3NO,排放质量浓度的描述性统计分析 生成较早.赤铁矿类型铁矿粉，由于其结构致密、结晶 Table 3 Descriptive statistics of NO,emission mass concentrations 程度高，导致其与熔剂的反应能力低，同化温度较高， 变化范围/ 均值/ 标淮差」 <300mgm3 需要在较高的温度条件下才能大量生成有利于NO, 样本数 (mg'm-3) (mg'm-3)(mg'm-3) 比例/% 还原分解的铁酸钙矿物，并且NO,的大量生成是在燃 334 62-400 291.05 51.88 52.99 烧反应的初期，故烧结过程中铁矿酸钙矿物的形成温 度越低、铁酸钙的生成量越多，越有利于CO对NO,的 2.2烧结烟气NO,排放质量浓度的主要影响因素解析 分解还原作用].因此，呈现出了NO,的排放质量浓 2.2.1含铁原料对N0,排放质量浓度的影响 本节研究中不限制褐铁矿、半褐铁矿、赤铁矿的使 度随赤铁矿比例的增加而升高的趋势. 用比例范围，控制其他因素在表2的范围内，得到不同 采用类似的方法分析烧结粉比例、返矿比例对 类型的铁矿粉配比对烧结烟气NO,排放质量浓度的 NO,排放质量浓度的影响，结果如图5所示.烧结粉 影响如图4所示.从图4(a)及4(b)可以看出铁矿粉 和返矿的比例与NO,排放质量浓度呈负相关关系，随 中褐铁矿与半褐铁矿的比例与NO,排放质量浓度呈 着混合料中烧结粉和返矿比例的增加，烧结烟气中 负相关关系，即随着铁矿粉原料中褐铁矿和半褐铁矿 NO,的排放质量浓度呈现降低的趋势 比例的升高，NO,排放质量浓度降低.图4(c)表明赤 分析认为，烧结粉是指高炉槽下返矿，其是成品烧 铁矿比例N0,排放质量浓度呈较强的正相关关系，随 结矿往高炉运输过程中因碰撞、冲击、摩擦等原因所剥 着赤铁矿矿粉使用比例的增加，NO,排放质量浓度也 落的烧结矿小颗粒，其主要成分是铁酸钙等黏结相矿 随之升高. 物：内返矿是指在烧结厂内筛分出的不能满足高炉生 对此，分析认为这主要是由不同类型的铁矿粉在 产要求的未融化、未黏结的物料颗粒，其主要包含铁氧 烧结过程中液相生成能力的差异性所致.根据阎丽娟 化物和少量黏结相矿物.众多国内外研究者[0-山的研 等]对铁矿粉高温特性的研究结果可知，褐铁矿和半 究结果表明：铁酸钙系矿物对N0的还原分解均具有 褐铁矿类型的铁矿粉由于颗粒疏松多孔且矿物晶粒细 较强的促进作用，且铁酸钙矿物在较低的温度下 400r (a) 350 300 ◆ ◆ 2250 ■2-0.0491 200 20212223242526 2728 褐铁矿质量分数% 400r 400 b e) 350 350 ■ ◆◆ ◆ 300 300 ◆ R-0.2768 ◆ 2=0.1127 250 250 ■ 200 10 2009 20 21 22 23 半褐铁矿质量分数/% 赤铁矿质量分数% 图4铁矿粉对NO,排放质量浓度的影响.(a)褐铁矿：(b)半褐铁矿；(c)赤铁矿 Fig.4 Influence of iron ore on NO,emissions:(a)limonite;(b)marramanba ore;(c)hematite工程科学学报,第 39 卷,第 5 期 结过程控制技术在现实层面是具有可行性的. 表 3 NOx 排放质量浓度的描述性统计分析 Table 3 Descriptive statistics of NOx emission mass concentrations 样本数 变化范围/ (mg·m -3 ) 均值/ (mg·m -3 ) 标准差/ (mg·m -3 ) <300 mg·m -3 比例/ % 334 62 ~ 400 291郾 05 51郾 88 52郾 99 2郾 2 烧结烟气 NOx 排放质量浓度的主要影响因素解析 2郾 2郾 1 含铁原料对 NOx 排放质量浓度的影响 图 4 铁矿粉对 NOx 排放质量浓度的影响 郾 (a) 褐铁矿; (b) 半褐铁矿; (c) 赤铁矿 Fig. 4 Influence of iron ore on NOx emissions: (a) limonite; (b) marramanba ore; (c) hematite 本节研究中不限制褐铁矿、半褐铁矿、赤铁矿的使 用比例范围,控制其他因素在表 2 的范围内,得到不同 类型的铁矿粉配比对烧结烟气 NOx 排放质量浓度的 影响如图 4 所示. 从图 4(a)及 4( b)可以看出铁矿粉 中褐铁矿与半褐铁矿的比例与 NOx 排放质量浓度呈 负相关关系,即随着铁矿粉原料中褐铁矿和半褐铁矿 比例的升高,NOx 排放质量浓度降低. 图 4( c)表明赤 铁矿比例 NOx 排放质量浓度呈较强的正相关关系,随 着赤铁矿矿粉使用比例的增加,NOx 排放质量浓度也 随之升高. 对此,分析认为这主要是由不同类型的铁矿粉在 烧结过程中液相生成能力的差异性所致. 根据阎丽娟 等[8]对铁矿粉高温特性的研究结果可知,褐铁矿和半 褐铁矿类型的铁矿粉由于颗粒疏松多孔且矿物晶粒细 小,其反应动力学条件较好,因此,同化温度较低,液相 生成较早. 赤铁矿类型铁矿粉,由于其结构致密、结晶 程度高,导致其与熔剂的反应能力低,同化温度较高, 需要在较高的温度条件下才能大量生成有利于 NOx 还原分解的铁酸钙矿物,并且 NOx 的大量生成是在燃 烧反应的初期,故烧结过程中铁矿酸钙矿物的形成温 度越低、铁酸钙的生成量越多,越有利于 CO 对 NOx 的 分解还原作用[9] . 因此,呈现出了 NOx 的排放质量浓 度随赤铁矿比例的增加而升高的趋势. 采用类似的方法分析烧结粉比例、返矿比例对 NOx 排放质量浓度的影响,结果如图 5 所示. 烧结粉 和返矿的比例与 NOx 排放质量浓度呈负相关关系,随 着混合料中烧结粉和返矿比例的增加,烧结烟气中 NOx 的排放质量浓度呈现降低的趋势. 分析认为,烧结粉是指高炉槽下返矿,其是成品烧 结矿往高炉运输过程中因碰撞、冲击、摩擦等原因所剥 落的烧结矿小颗粒,其主要成分是铁酸钙等黏结相矿 物;内返矿是指在烧结厂内筛分出的不能满足高炉生 产要求的未融化、未黏结的物料颗粒,其主要包含铁氧 化物和少量黏结相矿物. 众多国内外研究者[10鄄鄄11]的研 究结果表明:铁酸钙系矿物对 NO 的还原分解均具有 较强的 促 进 作 用,且 铁 酸 钙 矿 物 在 较 低 的 温 度 下 ·696·