CN110004286B - 基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉及改性方法和系统、铁矿烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明的提供一种改性焦粉及焦粉改性方法，利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。经改性后的焦粉再参与烧结混合料混匀和制粒，制粒后小球再进行常规烧结。经实验研究，采用该方法后烧结烟气中NO_x的生成量和浓度将降低20％‑40％，可实现低氮氧化物过程控制。

Description

基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉及改性方法和系统、铁 矿烧结方法

技术领域

本发明涉及一种用于烧结用的改性焦粉及焦粉改性方法、焦粉改性系统及其使用方法、一种烧结新工艺，具体涉及一种基于烧结低NO_x燃烧的改性焦粉、焦粉改性系统及其方法，属于烧结领域。

背景技术

烧结工艺因其生产规模大、资源适应性强、生产成本低等优势，是我国钢铁冶炼炉料加工的主流程。烧结工序也是钢铁冶炼过程中高能耗、高污染的集中环节，排放的废气量占钢铁工业总废气量的一半左右，废气中SO_x、NO_x、持久性有机物等污染物的排放均居钢铁工业首位。随着《大气污染防治行动计划》、“史上最严”新《环保法》、《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等法律法规和相关政策的颁布和实施，对烧结污染物排放指标控制提出了更高的要求。按现行标准要求，所有烧结机执行SO₂浓度200mg/m³、NO_x浓度300mg/m³的排放限值，部分地方标准更加严格，如上海市工业炉窑NO_x排放限制为200mg/m³。2017年由环保部公开的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》征求意见稿中进一步大幅缩紧了各项污染物的排放量，在烟气中氧含量为16％的基准条件下，要求SO₂的排放浓度低于30mg/m³，NO_x的排放浓度低于100mg/m³。

发展至今，单独的烟气脱硫技术已臻于成熟，脱硫效率达90％以上和排放达标并非难事，所追求的目标只是如何进一步降低投资和运行费用，提高运行可靠性和自动化水平，扩大副产物资源化途径。对NO_x治理而言，国内外应用较多、技术相对成熟的烟气脱硝技术为选择性催化还原法(SCR)，脱硝率可达90％，但烧结烟气的温度仅130-150℃，远低于SCR技术需要的适宜反应温度320～450℃，需要消耗大量能源来加热烟气，运行成本较高，且存在催化剂失效引起二次污染的问题。值得关注的是，可实现多污染物协同治理的活性炭烟气净化技术被业内广泛认可，已在宝钢、湛钢、太钢等大型烧结厂成功应用。不管是单塔式设计还是双塔式设计，二氧化硫脱除率均可达95％，而对于氮氧化物来讲，单塔式设计脱硝率不足60％，双塔式设计尽管脱硝率可进一步提高至85％以上，但投资成本也相应地大幅增加。

我国烧结机烟气中NO_x浓度往往介于200-350mg/m³，处于现行国家排放标准限值的边缘，绝大部分烧结厂基于经济性考虑，只配置了烟气脱硫系统，在环保高压下不得不以限产换取环保达标。若能通过工艺过程控制，使得烟气中NO_x生成浓度降低10％-20％，处于警戒线以内，将彻底解决排放达标与高效生产的根本性矛盾。未来几年，随着新排放标准的正式实施，脱硝系统与脱硫系统一样将成为烧结烟气净化的标配，可实现多污染物协同治理的活性炭烟气净化技术也将被各大烧结厂列为首选。对于目前正在筹划建设活性炭烟气净化装置的烧结厂来说，面临了单塔式设计投资成本低但净化后烟气NO_x排放浓度仍高于100mg/m³和双塔式设计净化后烟气NO_x排放浓度可达标但投资成本高的两难境遇。

发明内容

业内专家学者研究表明：烧结过程烟气中的NO_x主要为燃料型NO_x，NO_x中95％以上的N元素来源于燃料。一方面，改善烧结过程中固体燃料(例如焦粉)的燃烧环境，降低焦粉燃烧时周边气膜中的氧势，有助于降低燃料中N元素到NO_x的转化率；另一方面，烧结过程的产物铁酸钙可作为一种催化剂，促进NO_x到N₂的反向还原，有助于及时处理产生的NO_x，实现抑制NO_x的排放量。若能同时结合过程控制和末端治理的优势，先降低烟气NO_x生成浓度，再辅以单塔式活性炭烟气净化装置，即可解决以上的后顾之忧。综上，从工艺角度入手，开发一种低NO_x的烧结过程控制技术对烧结行业的可持续发展至关重要。

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种改性焦粉及焦粉改性方法，利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。经改性后的焦粉再参与烧结混合料混匀和制粒，制粒后小球再进行常规烧结。通过该方法改性后的焦粉由于外表面裹覆了一层石灰乳和铁矿粉，在燃烧时焦粉不会直接暴露于含氧烧结气流介质中，降低了NO_x的生成；另外，焦粉表面的石灰乳和铁矿粉在烧结时迅速生成铁酸钙系产物，从而促进NO_x转化为N₂，减少NO_x的生成量。同时，开发出一种基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统及其使用方法，将经过改性的焦粉用于烧结形成一种新的烧结工艺。经实验研究，采用该方法后烧结烟气中NO_x的生成量和浓度将降低20％-40％，可实现低氮氧化物过程控制。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉。

一种基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。

在本发明中，所述改性焦粉中，石灰乳和铁矿粉的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.5-5，优选为1:0.8-3；更优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

在本发明中，所述石灰乳由生石灰和水混合获得。

作为优选，生石灰和水的重量比为1:0.7-3，优选为1:0.8-2，更优选1:0.9-1.5，更优选1:1-1.3。

在本发明中，生石灰和铁矿粉的重量比为1:0.8-3，优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

作为优选，铁矿粉采用小于100目的铁精粉，优选为小于200目的铁精粉，更优选为小于300目的铁精粉。

根据本发明的第二种实施方案，提供一种制备基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉的方法。

一种制备基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉的方法或制备第一种实施方案所述改性焦粉的方法，该方法包括以下步骤：

1)将生石灰和水混合、搅拌，得到石灰乳；

2)在步骤1)得到的石灰乳中加入铁矿粉，搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

3)将步骤2)得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。

或者

一种制备基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉的方法，该方法包括以下步骤：

a)将生石灰、铁矿粉和水混合、搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

b)将得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。

在本发明中，步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.8-3，优选为1:1-2。

在本发明中，步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:0.8-3，优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

在本发明中，步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.5-5，优选为1:0.8-3；更优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

根据本发明的第三种实施方案，提供一种铁矿烧结方法。

一种铁矿烧结方法，该方法包括以下步骤：

1)将生石灰和水混合、搅拌，得到石灰乳；

2)在步骤1)得到的石灰乳中加入铁矿粉，搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

3)将步骤2)得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；

4)将改性焦粉与剩余烧结料混合，搅拌均匀，制粒；得到烧结混合料；和

5)将烧结混合料布置于烧结机台车上进行烧结。

或者

一种铁矿烧结方法，该方法包括以下步骤：

a)将生石灰、铁矿粉和水混合、搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

b)将得到的铁矿粉和石灰乳的混合物、焦粉混合，搅拌，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；

c)将改性焦粉与剩余烧结料混合，搅拌均匀，制粒；得到烧结混合料；和

d)将烧结混合料布置于烧结机台车上进行烧结。

在本发明中，步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.7-3，优选为1:0.8-2，更优选1:0.9-1.5，更优选1:1-1.3。

在本发明中，步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:0.8-3，优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

在本发明中，步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.5-5，优选为1:0.8-3；更优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

在本发明中，剩余烧结料包括生石灰、水、熔剂、含铁原料。

根据本发明提供的第四种实施方案，提供一种基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统。

一种基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统，该系统包括：制浆罐、浆液缓冲罐和裹覆筒。其中制浆罐的顶部设有三个进料口，分别为生石灰入口、铁矿粉入口和水入口。制浆罐的出料口经由第一管路连接至浆液缓冲罐的进料口。浆液缓冲罐的出料口经由第二管路连接至裹覆筒的进料口。并且在第二管路设有浆液循环泵。

作为优选，该系统还包括生石灰仓、铁矿粉仓、焦粉仓和水管。其中生石灰仓的出料口与制浆罐的生石灰入口连接。铁矿粉仓的出料口与制浆罐的铁矿粉入口连接。焦粉仓的出料口连接至裹覆筒的进料口。制浆罐的水入口连接有水管。

作为优选，生石灰入口设有生石灰控制阀。铁矿粉入口设有铁矿粉控制阀。水入口设有水控制阀。

作为优选，该系统还包括设置在生石灰仓的出料口下部的螺旋给料机。螺旋给料机的下方设有第一皮带秤。生石灰仓中的生石灰通过螺旋给料机和第一皮带秤输送至制浆罐的生石灰入口。

作为优选，该系统还包括设置在铁矿粉仓的出料口下部的第一圆盘给料机。第一圆盘给料机的下方设有第二皮带秤。铁矿粉仓中的铁矿粉通过第一圆盘给料机和第二皮带秤输送至制浆罐的铁矿粉入口。

作为优选，该系统还包括设置在焦粉仓的出料口下部的第二圆盘给料机。第二圆盘给料机的下方设有第三皮带秤。焦粉仓中的焦粉通过第二圆盘给料机和第三皮带秤输送至裹覆筒的进料口。

作为优选，水管上设有流量计。

作为优选，生石灰仓的顶部还设有除尘器和减压阀。生石灰仓的底部还设有振打装置。

作为优选，该系统还包括设置在制浆罐内部的浓度检测仪。

作为优选，第二管路上还设有流量检测仪。按照浆液流动的方向，流量检测仪位于浆液循环泵的下游。

作为优选，制浆罐侧壁的上部设有高料位计。制浆罐侧壁的下部设有低料位计。

作为优选，制浆罐内的上部设有喷头。水管通过制浆罐的水入口与喷头连接。

作为优选，制浆罐内设有制浆罐搅拌桨。浆液缓冲罐内设有缓冲罐搅拌桨。裹覆筒内设有裹覆筒桨叶。优选，裹覆筒呈小角度倾斜设置。

作为优选，该系统还包括备用管路。备用管路从第二管路上分出并连接至浆液缓冲罐的进料口。备用管路从二管路上分出的位置位于流量检测仪与裹覆筒的进料口之间。

根据本发明提供的第五种实施方案，提供一种使用基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统的方法。

一种使用基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统来制备改性焦粉的方法或使用第四种实施方案中所述的焦粉改性系统来制备改性焦粉的方法，该方法包括以下步骤：

1)开启生石灰控制阀，向制浆罐中加入生石灰；关闭生石灰控制阀，打开水控制阀，由喷头向制浆罐中喷水；关闭水控制阀，混合，搅拌；打开铁矿粉控制阀，向制浆罐中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀，开启制浆罐搅拌桨，制浆罐内开始搅拌；

或者

开启生石灰控制阀，向制浆罐中加入生石灰；关闭生石灰控制阀，打开铁矿粉控制阀，向制浆罐中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀，打开水控制阀，由喷头向制浆罐中喷水；关闭水控制阀，开启制浆罐搅拌桨，制浆罐内开始搅拌；

2)搅拌过程中，当制浆罐内的浓度检测仪检测到浆液搅拌均匀，则制浆罐开始放浆，制浆罐中的石灰乳进入浆液缓冲罐；开启浆液缓冲罐的搅拌桨，浆液缓冲罐内持续搅拌；

3)焦粉仓中的焦粉通过第二圆盘给料机和第三皮带秤输送至裹覆筒的进料口；

4)浆液缓冲罐内的石灰乳通过第二管路上的浆液循环泵进入裹覆筒内，开启裹覆筒桨叶，使得裹覆筒内的石灰乳与焦粉搅拌并混匀；

5)裹覆筒内表面改性后的焦粉被输送至下一工序。

优选的是，加入制浆罐内的生石灰量与水量的比例为1:0.7-3，优选为1:0.8-2，更优选1:0.9-1.5，更优选1:1-1.3。加入制浆罐内的生石灰量与铁矿粉量的比例为1:0.8-3，优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。加入制浆罐内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒内的焦粉量的比例为1:0.5-5，优选为1:0.8-3；更优选为1:1-2，进一步优选1:1.2-1.8。

作为优选，进行步骤2)时，当高料位计检测到制浆罐内的料面处于高料位时，制浆罐内停止进料，开始搅拌。当低料位计检测到制浆罐内的料面处于低料位时，制浆罐内停止放浆，开始进料。

作为优选，进行步骤4)时，当裹覆筒及下游工序系统检修时，石灰乳由浆液循环泵通过备用管路再次返回至浆液缓冲罐内。

在本发明中，通过对焦粉的改性，利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。经改性后的焦粉再参与烧结混合料混匀和制粒，制粒后小球再进行常规烧结。通过该方法改性后的焦粉由于外表面裹覆了一层石灰乳和铁矿粉，在燃烧时焦粉不会直接暴露于含氧烧结气流介质中，降低了NO_x的生成；另外，焦粉表面的石灰乳和铁矿粉在烧结时迅速生成铁酸钙系产物，从而促进NO_x转化为N₂，减少NO_x的生成量。

将研发的改性焦粉用于烧结，形成新的烧结工艺，具体如下：首先用定量的生石灰和自来水在制浆罐内充分搅拌制备石灰乳，并在石灰乳中添加定量的铁矿粉，通过搅拌保证铁精粉均匀弥散于整个石灰乳中；其次将含铁矿粉的石灰乳通过浆液缓冲罐和浆液循环泵，连续稳定的输入至裹覆筒内，与定量的焦粉在裹覆筒内充分搅拌；最终，利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的新型燃料结构。经改性后的焦粉与剩余烧结混合料(包括烧结用剩余的生石灰、剩余的水、其它熔剂、含铁原料)一并进入一次滚筒或强力混合机(优选强力混合机)进行混匀，而后与常规烧结工艺类似进入二次滚筒进行制粒，制粒后小球布置于烧结机台车上进行烧结。

新工艺中将烧结用全部焦粉进行表面改性。为了考虑改性后焦粉至下一工序(与其余烧结混合料混匀)的运输问题，要求含铁矿粉的石灰乳量与焦粉量配比不可过高，否则改性后焦粉在皮带运输过程中可能会出现过湿淌水的现象；同时为了保证焦粉改性对降低烧结氮氧化物生成量的效果，要求含铁矿粉的石灰乳量与焦粉量配比又不能太低。经实验研究，焦粉表面改性系统中初步优选生石灰量+水量+铁矿粉量与焦粉量比例为1:0.5-5，优选为1:0.8-3；更优选为1:1-2。其中，生石灰量与水量的适宜配比主要是在保证石灰乳流动性为前提的条件下而确定的，加水量过少，石灰乳制备系统、运输系统可能会出现堵塞或焦粉表面改性无效果等严重问题；而加水量过多，一方面可能会出现上述改性后焦粉过湿淌水问题，另一方面，可能会出现后续混匀、制粒过程无水可用现象，破坏原有的物料水平衡。经实验研究，对于制备同样流动性的石灰乳，不同活性度的石灰需水量不一，初步优选的生石灰量与水量比例为1:0.8-3，优选为1:1-2；例如1:1。其中，初步优选的生石灰量与铁矿粉量为1:0.8-3，优选为1:1-2，铁矿粉量不宜过多，应尽可能保证裹覆于焦粉表面的物质中钙铁摩尔比大于1:1，烧结时易于形成铁酸钙系物质；另一方面铁粉量过多会降低石灰乳的黏性，影响焦粉表面改性的效果。

在本发明中，焦粉表面改性系统主要由生石灰仓、焦粉仓、铁矿粉仓、制浆罐、浆液缓冲罐、裹覆筒等构成。来自煅烧系统的生石灰由皮带或气力输送至生石灰仓中，再由位于石灰仓底的螺旋给料机，定量输送至皮带秤，经精确称量后进入生石灰制浆罐进行消化。在生石灰仓顶部设有除尘器和减压阀，在石灰仓进料时除尘器自动开启，减压阀用来防止生石灰仓内出现过压或负压。在石灰仓下部设有振打装置，保证生石灰的通畅运行，以防结棚。石灰浆是在制浆罐内循环制备完成的在制浆罐的顶端分别设有自来水控制阀门、生石灰控制阀门，铁矿粉控制阀门，水、生石灰与铁矿粉按序加入制浆罐。首先开启生石灰控制阀门，待生石灰供给量达到要求后，关闭生石灰控制阀门；开启自来水控制阀门，由喷头向制浆罐喷入定量水后，关闭自来水控制阀门；开启铁矿粉控制阀门，待铁矿粉供给量达到要求后，关闭铁矿粉控制阀门；最后开启制浆罐内的搅拌桨，待生石灰充分消化成流动性较强的石灰乳时开始放浆。在制浆罐的上部和下部分别装有高、低料位计，当高料位时停止进料开始搅拌，低料位时停止放浆，开始进料。在制浆罐内设置石灰乳的浓度检测仪，用以衡量浆液是否搅拌均匀至理想的浓度。制浆过程中需确保所有控制阀门关闭，以防蒸汽反窜。铁矿粉的定量供给依靠圆盘给料机和皮带秤来完成。

来自制浆罐的生石灰进入浆液缓冲罐，由浆液缓冲罐实现石灰乳向下一工序持续不断的供给，在浆液缓冲罐内同样设置搅拌桨，该搅拌桨持续运行，从而保持石灰乳的均匀度。浆液缓冲罐与裹覆筒之间由浆液循环泵连接，管路上设有石灰乳流量计，可精准控制进入裹覆筒的石灰乳量。此外，还设有备路系统，在裹覆筒及下游系统检修时，石灰乳可直接由浆液循环泵再次返回至浆液缓冲罐，可有效防止管路的堵塞。

来自焦粉仓的焦粉，由圆盘给料机和皮带秤定量供给于裹覆筒内，与来自浆液缓冲罐的石灰乳充分搅拌并混匀。裹覆筒筒体与筒内的桨叶同时逆向旋转，在公转和自转的同时带动下，实现含铁矿粉的石灰乳均匀裹覆于焦粉表面，以及改性后焦粉与焦粉间不结块。裹覆筒设有1-30度左右的倾角，改性后焦粉在桨叶的驱动力下进入一次滚筒或强力混合机(优选强力混合机)，与剩余烧结混合料(包括烧结用剩余的生石灰、剩余的水、其它熔剂、含铁原料)进行混匀，而后与常规烧结工艺类似，进入二次滚筒进行制粒，制粒后小球布置于烧结机台车上进行烧结。

在本发明中，该系统在生石灰仓的出料口下部设有螺旋给料机和第一皮带秤，便于向制浆罐内精确定量地输送生石灰。在铁矿粉仓的出料口下部设有第一圆盘给料机和第二皮带秤，便于向制浆罐内精确定量地输送铁矿粉。在焦粉仓的出料口下部设有第二圆盘给料机和第三皮带秤，便于向裹覆筒内精确定量地输送焦粉。在水管上设有流量计，便于向制浆罐内加入定量的水。该系统中各装置的设置，可以对物料进行定量适量的添加，从而使得添加的各物料之间达到所要求的配比，进而获得更好效果的改性焦粉。

来自煅烧系统的生石灰由皮带或气力输送至生石灰仓中，再由位于石灰仓底的螺旋给料机，定量输送至第一皮带秤，经精确称量后进入制浆罐进行消化。在生石灰仓顶部设有除尘器和减压阀，在生石灰仓进料时除尘器自动开启，减压阀用来防止生石灰仓内出现过压或负压。在生石灰仓下部设有振打装置，保证生石灰的通畅运行，以防结棚。石灰浆(或石灰乳)是在制浆罐内循环制备完成的，在制浆罐的顶端分别设有生石灰控制阀、铁矿粉控制阀和水控制阀，生石灰、水与铁矿粉按序加入制浆罐。

来自焦粉仓的焦粉，由第二圆盘给料机和第三皮带秤定量供给于裹覆筒内，与来自浆液缓冲罐的石灰乳充分搅拌并混匀。裹覆筒筒体与筒内的桨叶同时逆向旋转，在公转和自转的同时带动下，实现含铁矿粉的石灰乳均匀裹覆于焦粉表面，以及改性后焦粉与焦粉间不结块。裹覆筒设有小角度(优选为1-30度，更优选为2-10度，例如1-3度)的倾角，改性后焦粉在桨叶的驱动力下进入一次滚筒或强力混合机(优选强力混合机)，与剩余烧结混合料(包括烧结用剩余的生石灰、剩余的水、其它熔剂、含铁原料)进行混匀，而后与常规烧结工艺类似，进入二次滚筒进行制粒，制粒后小球布置于烧结机台车上进行烧结。

在本发明中，将用于焦粉经过改性，使得焦粉的外周包裹一层生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳，从而保证在燃烧时焦粉不会直接暴露于含氧烧结气流介质中，降低了NO_x的生成。同时，在外周包围的石灰乳中加入铁精矿，使得铁精矿也附着在焦粉表面，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；焦粉表面的石灰乳和铁矿粉在烧结时迅速生成铁酸钙系产物，铁酸钙系产物可以使得焦粉在燃烧是产生的NO_x转化为N₂，进一步减少NO_x的生成量。本发明通过两部改性，石灰乳包裹在焦粉外周达到减少NO_x的生成的目的，石灰乳中加入铁精矿，生成铁酸钙系产物，促使产生的NO_x转化为N₂；可实现低氮氧化物过程控制。

在本发明中，改性焦粉用的石灰乳是生石灰经过过渡消化后获得的，通过生石灰的过渡消化，能够形成黏度极强的石灰乳，石灰乳为乳液状的粘稠物。本发明的第一步骤中生石灰和水的比例控制在1:0.8-3，优选为1:1-2的范围内，改变现有技术中加入润湿量的水分，增加水的用量，使得生石灰完全消化，形成乳液状的石灰乳。本发明这一特征带来极强的效果：通过石灰乳包裹在焦粉的外侧，避免焦粉直接暴露于含氧烧结气流介质中，降低了NO_x的生成。此外，由于焦粉是疏水性的小颗粒，在现有的技术中，焦粉极难与其他烧结原料混合成粒状，焦粉往往都是独立存在于烧结原料中，这就使得焦粉和其他原料混合很难达到均匀的状态。本发明经过改性后的焦粉，外周包裹一层石灰乳，石灰乳具有极强的黏度，在后续加入其他烧结原料时，使得焦粉能够与其他烧结原料粘接在一起，从而通过制粒时，焦粉也作为其中的一部分，实现焦粉与其他烧结原料的混合制粒，焦粉和其他烧结原料混合均匀，提高烧结球团的混匀度，从而在烧结过程中，混合均匀的烧结球团能够更好、更均匀的实现烧结效果，提高烧结球团的品质。

在本发明中，用于烧结用的燃料(例如焦粉或煤粉)，全部全部进行改性，然后再加入到其他剩余烧结料中去，剩余烧结料中没有焦粉，通过对全部焦粉的改性，使得烧结烟气中的氮氧化物浓度大大降低，从而在源头上减少了氮氧化物的产生。经实验研究，采用该方法进行烧结后，烧结烟气中NO_x的生成量和浓度将降低20％-40％，极大的减少了氮氧化物的排放，保护了环境。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的新型燃料结构；表面改性后的焦粉在燃烧时不会直接暴露于含氧烧结气流介质中，降低了NO_x的生成；

2、本发明利用生石灰过量消化而产生的黏度极强的石灰乳对疏水性较差的焦粉进行表面改性，并在焦粉表面黏附少量铁矿粉，形成一种以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的新型燃料结构；采用本发明方法改性后的焦粉，其表面的石灰和铁矿粉在烧结时迅速生成铁酸钙系产物，从而抑制NO_x的生成。

采用本发明技术改性后的焦粉再参与烧结的过程中，针对现行国家污染物排放标准(≤300mg/m³)，烧结烟气只需经脱硫系统净化后即可外排；针对未来新国家污染物排放标准(≤100mg/m³)，烧结烟气只需配置单塔式活性炭烟气净化装置即可达标。

综上所述，本发明技术有效解决了现有技术的缺陷与不足，且制作成本低廉，可以预计在未来市场具有很高的应用价值。

附图说明

图1为本发明一种基于烧结低NO_x燃烧的焦粉表面改性系统的结构示意图；

图2为本发明系统的制浆罐进料口的示意图；

图3为本发明一种基于烧结低NO_x燃烧的焦粉表面改性方法及后续新烧结工艺流程。

附图标记：1：制浆罐；101：制浆罐的进料口；101a：制浆罐的生石灰入口；101b：制浆罐的铁矿粉入口；101c：制浆罐的水入口；102：制浆罐的出料口；103：制浆罐搅拌桨；2：浆液缓冲罐；201：浆液缓冲罐的进料口；202：浆液缓冲罐的出料口；203：缓冲罐搅拌桨；3：裹覆筒；301：裹覆筒的进料口；302：裹覆筒桨叶；4：浆液循环泵；5：浓度检测仪；6：流量检测仪；7：生石灰控制阀；8：铁矿粉控制阀；9：水控制阀；10：生石灰仓；1001：生石灰仓的出料口；1002：除尘器；1003：减压阀；1004：振打装置；11：铁矿粉仓；1101：铁矿粉仓的出料口；12：焦粉仓；1201：焦粉仓的出料口；13：水管；14：螺旋给料机；15：第一皮带秤；16：第一圆盘给料机；17：第二皮带秤；18：第二圆盘给料机；19：第三皮带秤；20：流量计；21：高料位计；22：低料位计；23：喷头；L1：第一管路；L2：第二管路；L3：备用管路。

具体实施方式

根据本发明提供的实施方案，提供一种基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统。

一种基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统，该系统包括：制浆罐1、浆液缓冲罐2和裹覆筒3。其中制浆罐1的顶部设有三个进料口101，分别为生石灰入口101a、铁矿粉入口101b和水入口101c。制浆罐1的出料口102经由第一管路L1连接至浆液缓冲罐2的进料口201。浆液缓冲罐2的出料口202经由第二管路L2连接至裹覆筒3的进料口301。并且在第二管路L2设有浆液循环泵4。

作为优选，该系统还包括生石灰仓10、铁矿粉仓11、焦粉仓12和水管13。其中生石灰仓10的出料口1001与制浆罐1的生石灰入口101a连接。铁矿粉仓11的出料口1101与制浆罐1的铁矿粉入口101b连接。焦粉仓12的出料口1201连接至裹覆筒3的进料口301。制浆罐1的水入口101c连接有水管13。

作为优选，生石灰入口101a设有生石灰控制阀7。铁矿粉入口101b设有铁矿粉控制阀8。水入口101c设有水控制阀9。

作为优选，该系统还包括设置在生石灰仓10的出料口1001下部的螺旋给料机14。螺旋给料机14的下方设有第一皮带秤15。生石灰仓10中的生石灰通过螺旋给料机14和第一皮带秤15输送至制浆罐1的生石灰入口101a。

作为优选，该系统还包括设置在铁矿粉仓11的出料口1101下部的第一圆盘给料机16。第一圆盘给料机16的下方设有第二皮带秤17。铁矿粉仓11中的铁矿粉通过第一圆盘给料机16和第二皮带秤17输送至制浆罐1的铁矿粉入口101b。

作为优选，该系统还包括设置在焦粉仓12的出料口1201下部的第二圆盘给料机18。第二圆盘给料机18的下方设有第三皮带秤19。焦粉仓7中的焦粉通过第二圆盘给料机18和第三皮带秤19输送至裹覆筒3的进料口301。

作为优选，水管13上设有流量计20。

作为优选，生石灰仓10的顶部还设有除尘器1002和减压阀1003。生石灰仓10的底部还设有振打装置1004。

作为优选，该系统还包括设置在制浆罐1内部的浓度检测仪5。

作为优选，第二管路L2上还设有流量检测仪6。按照浆液流动的方向，流量检测仪6位于浆液循环泵4的下游。

作为优选，制浆罐1侧壁的上部设有高料位计21。制浆罐1侧壁的下部设有低料位计22。

作为优选，制浆罐1内的上部设有喷头23。水管20通过制浆罐1的水入口101c与喷头23连接。

作为优选，制浆罐1内设有制浆罐搅拌桨103。浆液缓冲罐2内设有缓冲罐搅拌桨203。裹覆筒3内设有裹覆筒桨叶302。优选，裹覆筒3呈小角度倾斜设置。

作为优选，该系统还包括备用管路L3。备用管路L3从第二管路L2上分出并连接至浆液缓冲罐2的进料口201。备用管路L3从二管路L2上分出的位置位于流量检测仪6与裹覆筒3的进料口301之间。

根据本发明提供的另一种实施方案，提供一种使用基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统的方法。

一种使用基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统的方法或使用上述实施方案中所述的焦粉改性系统的方法，该方法包括以下步骤：

1)开启生石灰控制阀7，向制浆罐1中加入生石灰；关闭生石灰控制阀7，打开水控制阀9，由喷头23向制浆罐中喷水；关闭水控制阀9，打开铁矿粉控制阀8，向制浆罐1中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀8，开启制浆罐搅拌桨103，制浆罐1内开始搅拌；

或者

开启生石灰控制阀7，向制浆罐1中加入生石灰；关闭生石灰控制阀7，打开铁矿粉控制阀8，向制浆罐1中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀8，打开水控制阀9，由喷头23向制浆罐中喷水；关闭水控制阀9，开启制浆罐搅拌桨103，制浆罐1内开始搅拌；

2)搅拌过程中，当制浆罐1内的浓度检测仪5检测到浆液搅拌均匀，则制浆罐1开始放浆，制浆罐1中的石灰乳进入浆液缓冲罐2；开启浆液缓冲罐2的搅拌桨203，浆液缓冲罐2内持续搅拌；

3)焦粉仓12中的焦粉通过第二圆盘给料机18和第三皮带秤19输送至裹覆筒3的进料口301；

4)浆液缓冲罐2内的石灰乳通过第二管路L2上的浆液循环泵4进入裹覆筒3内，开启裹覆筒桨叶302，使得裹覆筒3内的石灰乳与焦粉搅拌并混匀；

5)裹覆筒3内表面改性后的焦粉被输送至下一工序。

优选的是，加入制浆罐1内的生石灰量与水量的比例为1:0.8-3，优选为1:1-2。加入制浆罐1内的生石灰量与铁矿粉量的比例为1:0.8-3，优选为1:1-2。加入制浆罐1内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒3内的焦粉量的比例为1:0.5-5，优选为1:0.8-3；更优选为1:1-2。

作为优选，进行步骤2)时，当高料位计21检测到制浆罐1内的料面处于高料位时，制浆罐1内停止进料，开始搅拌。当低料位计22检测到制浆罐1内的料面处于低料位时，制浆罐1内停止放浆，开始进料。

作为优选，进行步骤4)时，当裹覆筒3及下游工序系统检修时，石灰乳由浆液循环泵4通过备用管路L3再次返回至浆液缓冲罐2内。

实施例1

如图1和2所示，一种基于烧结低NO_x燃烧的焦粉表面改性系统，该系统包括：制浆罐1、浆液缓冲罐2和裹覆筒3。其中制浆罐1的出料口102经由第一管路L1连接至浆液缓冲罐2的进料口201。浆液缓冲罐2的出料口202经由第二管路L2连接至裹覆筒3的进料口301并且在第二管路L2设有浆液循环泵4。制浆罐1的顶部设有进料口101。

该系统还包括设置在制浆罐1内部的浓度检测仪5。第二管路L2上还设有流量检测仪6。按照浆液流动的方向，流量检测仪6位于浆液循环泵4的下游。

制浆罐1的顶部设有三个进料口101，分别为生石灰入口101a、铁矿粉入口101b和水入口101c。生石灰入口101a设有生石灰控制阀7，铁矿粉入口101b设有铁矿粉控制阀8，水入口101c设有水控制阀9。

该系统还包括生石灰仓10、铁矿粉仓11、焦粉仓12和水管13。其中生石灰仓10的出料口1001与制浆罐1的生石灰入口101a连接。铁矿粉仓11的出料口1101与制浆罐1的铁矿粉入口101b连接。焦粉仓12的出料口1201与裹覆筒3的进料口301连接。制浆罐1的水入口101c连接有水管13。生石灰仓10的顶部还设有除尘器1002和减压阀1003。生石灰仓10的底部还设有振打装置1004。

该系统还包括设置在生石灰仓10的出料口1001下部的螺旋给料机14。螺旋给料机14的下方设有第一皮带秤15。生石灰仓10中的生石灰通过螺旋给料机14和第一皮带秤15输送至制浆罐1的生石灰入口101a。

该系统还包括设置在铁矿粉仓11的出料口1101下部的第一圆盘给料机16。第一圆盘给料机16的下方设有第二皮带秤17。铁矿粉仓11中的铁矿粉通过第一圆盘给料机16和第二皮带秤17输送至制浆罐1的铁矿粉入口101b。

该系统还包括设置在焦粉仓12的出料口1201下部的第二圆盘给料机18。第二圆盘给料机18的下方设有第三皮带秤19。焦粉仓7中的焦粉通过第二圆盘给料机18和第三皮带秤19输送至裹覆筒3的进料口301。

水管13上设有流量计20。

制浆罐1侧壁的上部设有高料位计21。制浆罐1侧壁的下部设有低料位计22。

制浆罐1内的上部设有喷头23。水管20通过制浆罐1的水入口101c与喷头23连接。

制浆罐1内设有制浆罐搅拌桨103。浆液缓冲罐2内设有缓冲罐搅拌桨203。裹覆筒3内设有裹覆筒桨叶302。裹覆筒3呈小角度倾斜设置。

实施例2

重复实施例1，只是该系统还包括备用管路L3。备用管路L3从第二管路L2上分出并连接至浆液缓冲罐2的进料口201。备用管路L3从二管路L2上分出的位置位于流量检测仪6与裹覆筒3的进料口301之间。

实施例3

一种基于烧结低NO_x燃烧的焦粉表面改性方法，使用实施例2中的系统，该方法包括以下步骤：

1)开启生石灰控制阀7，向制浆罐1中加入生石灰；关闭生石灰控制阀7，打开铁矿粉控制阀8，向制浆罐1中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀8，打开水控制阀9，由喷头23向制浆罐中喷水；关闭水控制阀9，开启制浆罐搅拌桨103，制浆罐1内开始搅拌；

其中，加入制浆罐1内的生石灰量与水量的比例为1:1；加入制浆罐1内的生石灰量与铁矿粉量的比例为1:1；加入制浆罐1内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒3内的焦粉量的比例为1:1；

2)搅拌过程中，当制浆罐1内的浓度检测仪5检测到浆液搅拌均匀，则制浆罐1开始放浆，制浆罐1中的石灰乳进入浆液缓冲罐2；开启浆液缓冲罐2的搅拌桨203，浆液缓冲罐2内持续搅拌；

3)焦粉仓12中的焦粉通过第二圆盘给料机18和第三皮带秤19输送至裹覆筒3的进料口301；

4)浆液缓冲罐2内的石灰乳通过第二管路L2上的浆液循环泵4进入裹覆筒3内，开启裹覆筒桨叶302，使得裹覆筒3内的石灰乳与焦粉搅拌并混匀；

5)裹覆筒3内表面改性后的焦粉被输送至下一工序。

实施例4

重复实施例3，只是进行步骤1)按照以下方式进行：开启生石灰控制阀7，向制浆罐1中加入生石灰，关闭生石灰控制阀7；打开水控制阀9，由喷头23向制浆罐中喷水，关闭水控制阀9；混合，搅拌；打开铁矿粉控制阀8，向制浆罐1中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀8，开启制浆罐搅拌桨103，制浆罐1内开始搅拌。

实施例5

重复实施例3，只是进行步骤2)时，当高料位计21检测到制浆罐1内的料面处于高料位时，制浆罐1内停止进料，开始搅拌。当低料位计22检测到制浆罐1内的料面处于低料位时，制浆罐1内停止放浆，开始进料。

实施例6

重复实施例3，只是进行步骤4)时，当裹覆筒3及下游工序系统检修时，石灰乳由浆液循环泵4通过备用管路L3再次返回至浆液缓冲罐2内。

实施例7

一种基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。石灰乳由生石灰和水混合获得；生石灰和水的重量比为1:1。生石灰和铁矿粉的重量比为1:1.5。石灰乳和铁矿粉的重量总和与焦粉的质量之比为1:1.5。

实施例8

重复实施例6，只是生石灰和水的重量比为1:0.8。生石灰和铁矿粉的重量比为1:1。石灰乳和铁矿粉的重量总和与焦粉的质量之比为1:2。

实施例9

重复实施例6，只是生石灰和水的重量比为1:2。生石灰和铁矿粉的重量比为1:2。石灰乳和铁矿粉的重量总和与焦粉的质量之比为1:3。

实施例10

一种制备基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉的方法，该方法包括以下步骤：

1)将5t/h生石灰和5t/h水混合、搅拌，得到石灰乳；

2)在步骤1)得到的石灰乳中加入10t/h铁矿粉，搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

3)将步骤2)得到的铁矿粉和石灰乳的混合物、30t/h焦粉混合，搅拌，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。

实施例11

重复实施例10，只是步骤1)中加入生石灰的重量为6t/h，加入水的重量为5t/h。步骤2)中加入铁矿粉的重量为6t/h。步骤3)中加入焦粉的重量为30t/h。

实施例12

a)将6t/h生石灰、6t/h铁矿粉和5t/h水混合、搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

b)将得到的铁矿粉和石灰乳的混合物、30t/h焦粉混合，搅拌，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构。

实施例13

一种烧结方法，该方法包括以下步骤：

1)将实施例10获得的改性焦粉与剩余烧结料混合，搅拌均匀，制粒；得到烧结混合料；

2)将烧结混合料布置于烧结机台车上进行烧结；

其中：剩余烧结料包括生石灰、水、熔剂、含铁原料。

实施例14

重复实施例13，只是步骤1)中采用实施例12获得的改性焦粉替换实施例10获得的改性焦粉。

对比例1

1)将9t/h的焦粉与180t/h铁精矿、8t/h生石灰、15t/h水混合、搅拌，获得预混合料；

2)将步骤1)获得的预混合料与剩余烧结料混合，搅拌均匀，制粒；得到烧结混合料；

3)将烧结混合料布置于烧结机台车上进行烧结；

其中：剩余烧结料包括21t/h的焦粉和其余的生石灰、水、熔剂、含铁原料。

对比例2

1)全部烧结料直接经混匀制粒后布置于烧结机台车上进行烧结；

其中：全部烧结料是指30t/h的焦粉和诸如生石灰、水、熔剂、含铁原料等烧结物料。

检测实施例13、14，对比例1、2，进行烧结后，从烧结机引出的烧结烟气中氮氧化物的浓度，情况如下表：

原燃料条件1是指现有技术中，烧结工艺排放烟气中氮氧化物浓度高于300mg/m³的工艺条件。原燃料条件2是指现有技术中，烧结工艺排放烟气中氮氧化物浓度高于200mg/m³、低于300mg/m³的工艺条件。现有技术中，采用的是两套标准；按现行标准要求，所有烧结机执行SO₂浓度200mg/m³、NO_x浓度300mg/m³的排放限值；部分地方标准更加严格，如上海市工业炉窑NO_x排放限制为200mg/m³。

采用本发明提供的改性焦粉采用现有的烧结机用于烧结，针对现行国家污染物排放标准(氮氧化物浓度≤300mg/m³)，烧结烟气只需经脱硫系统净化后即可外排；针对未来新国家污染物排放标准(氮氧化物浓度≤100mg/m³)，烧结烟气只需配置单塔式活性炭烟气净化装置即可达标。

Claims (26)

1.一种制备基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉的方法，该制备方法包括以下步骤：

1)将生石灰和水混合、搅拌，得到石灰乳；

2)在步骤1)得到的石灰乳中加入铁矿粉，搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

3)将步骤2)得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；或者

所述制备方法包括以下步骤：

a)将生石灰、铁矿粉和水混合、搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

b)将得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；

其中：步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.7-3；步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:0.8-3；步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.5-5。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.8-2；和/或

步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:1-2；和/或

步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.8-3。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.9-1.5；和/或

步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:1.2-1.8；和/或

步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:1-2。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:1.2-1.8。

5.一种基于烧结低氮氧化物燃烧的改性焦粉，其特征在于：该改性焦粉通过权利要求1-4中任一项所述方法制备获得。

6.一种铁矿烧结方法，该烧结方法包括以下步骤：

1)将生石灰和水混合、搅拌，得到石灰乳；

2)在步骤1)得到的石灰乳中加入铁矿粉，搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

3)将步骤2)得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；

4)将改性焦粉与剩余烧结料混合，搅拌均匀，制粒；得到烧结混合料；和

5)将烧结混合料布置于烧结机台车上进行烧结；

或该烧结方法包括以下步骤：

a)将生石灰、铁矿粉和水混合、搅拌，得到铁矿粉和石灰乳的混合物；

b)将得到的铁矿粉和石灰乳的混合物与焦粉进行搅拌混合，得到改性焦粉，该改性焦粉为以焦粉为核、石灰乳挂浆、铁矿粉裹覆的燃料结构；

c)将改性焦粉与剩余烧结料混合，搅拌均匀，制粒；得到烧结混合料；和

d)将烧结混合料布置于烧结机台车上进行烧结；

其中：步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.7-3；步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:0.8-3；步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.5-5。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.8-2；和/或

步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:1-2；和/或

步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:0.8-3。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤1)或步骤a)中生石灰和水的重量比为1:0.9-1.5；和/或

步骤2)或步骤a)中加入铁矿粉的量为：生石灰和铁矿粉的重量比为1:1.2-1.8；和/或

步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:1-2。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤3)或步骤b)中铁矿粉和石灰乳的混合物的重量总和与焦粉的质量之比为1:1.2-1.8。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于：剩余烧结料包括生石灰、水、熔剂、含铁原料。

11.一种基于烧结低氮氧化物燃烧的焦粉改性系统，该系统包括：制浆罐(1)、浆液缓冲罐(2)和裹覆筒(3)，其中制浆罐(1)的顶部设有三个进料口(101)，分别为生石灰入口(101a)、铁矿粉入口(101b)和水入口(101c)；制浆罐(1)的出料口(102)经由第一管路(L1)连接至浆液缓冲罐(2)的进料口(201)，浆液缓冲罐(2)的出料口(202)经由第二管路(L2)连接至裹覆筒(3)的进料口(301)；并且在第二管路(L2)设有浆液循环泵(4)。

12.根据权利要求11所述的焦粉改性系统，其特征在于：该系统还包括生石灰仓(10)、铁矿粉仓(11)、焦粉仓(12)和水管(13)，其中生石灰仓(10)的出料口(1001)与制浆罐(1)的生石灰入口(101a)连接，铁矿粉仓(11)的出料口(1101)与制浆罐(1)的铁矿粉入口(101b)连接，焦粉仓(12)的出料口(1201)连接至裹覆筒(3)的进料口(301)，制浆罐(1)的水入口(101c)连接有水管(13)；和/或

生石灰入口(101a)设有生石灰控制阀(7)，铁矿粉入口(101b)设有铁矿粉控制阀(8)，水入口(101c)设有水控制阀(9)。

13.根据权利要求12所述的焦粉改性系统，其特征在于：该系统还包括设置在生石灰仓(10)的出料口(1001)下部的螺旋给料机(14)，螺旋给料机(14)的下方设有第一皮带秤(15)，生石灰仓(10)中的生石灰通过螺旋给料机(14)和第一皮带秤(15)输送至制浆罐(1)的生石灰入口(101a)；和/或

该系统还包括设置在铁矿粉仓(11)的出料口(1101)下部的第一圆盘给料机(16)，第一圆盘给料机(16)的下方设有第二皮带秤(17)，铁矿粉仓(11)中的铁矿粉通过第一圆盘给料机(16)和第二皮带秤(17)输送至制浆罐(1)的铁矿粉入口(101b)；和/或

该系统还包括设置在焦粉仓(12)的出料口(1201)下部的第二圆盘给料机(18)，第二圆盘给料机(18)的下方设有第三皮带秤(19)，焦粉仓(7)中的焦粉通过第二圆盘给料机(18)和第三皮带秤(19)输送至裹覆筒(3)的进料口(301)；和/或

水管(13)上设有流量计(20)。

14.根据权利要求12或13所述的焦粉改性系统，其特征在于：生石灰仓(10)的顶部还设有除尘器(1002)和减压阀(1003)，生石灰仓(10)的底部还设有振打装置(1004)；和/或

该系统还包括设置在制浆罐(1)内部的浓度检测仪(5)；和/或

第二管路(L2)上还设有流量检测仪(6)，按照浆液流动的方向，流量检测仪(6)位于浆液循环泵(4)的下游。

15.根据权利要求11-13中任一项所述的焦粉改性系统，其特征在于：制浆罐(1)侧壁的上部设有高料位计(21)，制浆罐(1)侧壁的下部设有低料位计(22)；和/或

制浆罐(1)内的上部设有喷头(23)，水管(20)通过制浆罐(1)的水入口(101c)与喷头(23)连接；和/或

制浆罐(1)内设有制浆罐搅拌桨(103)，浆液缓冲罐(2)内设有缓冲罐搅拌桨(203)，裹覆筒(3)内设有裹覆筒桨叶(302)。

16.根据权利要求14所述的焦粉改性系统，其特征在于：制浆罐(1)侧壁的上部设有高料位计(21)，制浆罐(1)侧壁的下部设有低料位计(22)；和/或

制浆罐(1)内的上部设有喷头(23)，水管(20)通过制浆罐(1)的水入口(101c)与喷头(23)连接；和/或

制浆罐(1)内设有制浆罐搅拌桨(103)，浆液缓冲罐(2)内设有缓冲罐搅拌桨(203)，裹覆筒(3)内设有裹覆筒桨叶(302)。

17.根据权利要求15所述的焦粉改性系统，其特征在于：裹覆筒(3)呈小角度倾斜设置。

18.根据权利要求16所述的焦粉改性系统，其特征在于：裹覆筒(3)呈小角度倾斜设置。

19.根据权利要求11-13、16-18中任一项所述的焦粉改性系统，其特征在于：该系统还包括备用管路(L3)，备用管路(L3)从第二管路(L2)上分出并连接至浆液缓冲罐(2)的进料口(201)，备用管路(L3)从二管路(L2)上分出的位置位于流量检测仪(6)与裹覆筒(3)的进料口(301)之间。

20.根据权利要求14所述的焦粉改性系统，其特征在于：该系统还包括备用管路(L3)，备用管路(L3)从第二管路(L2)上分出并连接至浆液缓冲罐(2)的进料口(201)，备用管路(L3)从二管路(L2)上分出的位置位于流量检测仪(6)与裹覆筒(3)的进料口(301)之间。

21.根据权利要求15所述的焦粉改性系统，其特征在于：该系统还包括备用管路(L3)，备用管路(L3)从第二管路(L2)上分出并连接至浆液缓冲罐(2)的进料口(201)，备用管路(L3)从二管路(L2)上分出的位置位于流量检测仪(6)与裹覆筒(3)的进料口(301)之间。

22.一种使用权利要求11-21中任一项所述的焦粉改性系统来制备改性焦粉的方法，该方法包括以下步骤：

1)开启生石灰控制阀(7)，向制浆罐(1)中加入生石灰，关闭生石灰控制阀(7)；打开水控制阀(9)，由喷头(23)向制浆罐中喷水，关闭水控制阀(9)；混合，搅拌；打开铁矿粉控制阀(8)，向制浆罐(1)中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀(8)，开启制浆罐搅拌桨(103)，制浆罐(1)内开始搅拌；或者

开启生石灰控制阀(7)，向制浆罐(1)中加入生石灰；关闭生石灰控制阀(7)，打开铁矿粉控制阀(8)，向制浆罐(1)中加入铁矿粉；关闭铁矿粉控制阀(8)，打开水控制阀(9)，由喷头(23)向制浆罐中喷水；关闭水控制阀(9)，开启制浆罐搅拌桨(103)，制浆罐(1)内开始搅拌；

2)搅拌过程中，当制浆罐(1)内的浓度检测仪(5)检测到浆液搅拌均匀，则制浆罐(1)开始放浆，制浆罐(1)中的石灰乳进入浆液缓冲罐(2)；开启浆液缓冲罐(2)的搅拌桨(203)，浆液缓冲罐(2)内持续搅拌；

3)焦粉仓(12)中的焦粉通过第二圆盘给料机(18)和第三皮带秤(19)输送至裹覆筒(3)的进料口(301)；

4)浆液缓冲罐(2)内的石灰乳通过第二管路(L2)上的浆液循环泵(4)进入裹覆筒(3)内，开启裹覆筒桨叶(302)，使得裹覆筒(3)内的石灰乳与焦粉搅拌并混匀；

5)裹覆筒(3)内表面改性后的焦粉被输送至下一工序；

其中：加入制浆罐(1)内的生石灰量与水量的比例为1:0.7-3；加入制浆罐(1)内的生石灰量与铁矿粉量的比例为1:0.8-3；加入制浆罐(1)内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒(3)内的焦粉量的比例为1:0.5-5。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：加入制浆罐(1)内的生石灰量与水量的比例为1:0.8-2；加入制浆罐(1)内的生石灰量与铁矿粉量的比例为1:1-2；加入制浆罐(1)内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒(3)内的焦粉量的比例为1:0.8-3。

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：加入制浆罐(1)内的生石灰量与水量的比例为1:0.9-1.5；加入制浆罐(1)内的生石灰量与铁矿粉量的比例为1:1.2-1.8；加入制浆罐(1)内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒(3)内的焦粉量的比例为1:1-2。

25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：加入制浆罐(1)内的生石灰量、水量和铁矿粉量的总量与加入裹覆筒(3)内的焦粉量的比例为1:1.2-1.8。

26.根据权利要求22-25中任一项所述的方法，其特征在于：进行步骤2)时，当高料位计(21)检测到制浆罐(1)内的料面处于高料位时，制浆罐(1)内停止进料，开始搅拌；当低料位计(22)检测到制浆罐(1)内的料面处于低料位时，制浆罐(1)内停止放浆，开始进料；和/或

进行步骤4)时，当裹覆筒(3)及下游工序系统检修时，石灰乳由浆液循环泵(4)通过备用管路(L3)再次返回至浆液缓冲罐(2)内。

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