钢铁烧结工艺消纳废离子交换树脂的过程模拟与工程试验

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1、ProcessingSimulationandEngineeringExperimentsofSpentIonExchangeResinDisposinginIronOreSinteringProcessAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHOUGuan．wenSupervisedervlseO1DyProf．ZHONGWen-qiAndSeniorEng"LIUFeibenlortmgmeerLIUelCol

2、legeofEnergyandEnvironmentSoutheastUniversity2013东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。[11111111IILIIIU11111111111111111111Y2511280研究生签名：：!

3、兰i壑叁日期：墨堕三竖卜东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：7塑导师签名扩"欲7摘要题名：钢铁烧结工艺消纳废离子交换树脂的过程模拟与工程试验研究生：周冠文导师：钟文琪教授校外导师：刘飞高工学校：东南大学正文：废离子交换树脂是

4、钢铁行业中产生的主要危险废弃物之一，来源于水处理工序。采用简单焚烧、就地填埋等传统处理方式，不仅对环境产生了极大的影响，同时也耗费了钢铁企业大量的成本。本文旨在利用钢铁烧结工艺实现废离子交换树脂与铁矿石混匀料共烧结，不但可使其在烧结过程产生的高温环境中(>1200"C)充分燃烧，而且可利用已有的尾气处理装置吸收其燃烧排出的污染性气体，从而在完成废离子交换树脂无害化处理的同时为钢铁企业节约了成本。为此，本文开展了废离子交换树脂与铁矿石混匀料共烧结特性研究。对废离子交换树脂展开了理化特性基础实验研究，首先通过废离子交换树脂的工业分析、元素

5、分析，掌握了废离子交换树脂的基础特性；然后采用热重红外联用(TG．FTIR)技术研究了废离子交换树脂燃烧及热解过程，分析并揭示了废离子交换树脂燃烧反应机理；采用Coats．redfem积分法对废离子交换树脂燃烧过程进行动力学分析，结果表明，普通化学反应模型可用来描述废离子交换树脂燃烧，当第一阶段和第三阶段反应级数n=l、第二阶段反应级数n=4时拟合结果最好，且第三阶段反应活化能最高。在容量为80kg的烧结杯实验系统上开展了废离子交换树脂与铁矿石混匀料共烧结的中试实验研究，研究了不同质量分数(O～8％)的废离子交换树脂与铁矿石混匀料共烧

6、结对烧结过程参数、烧结成品理化特性及污染物排放特性的影响，得出了如下结论：随着废离子交换树脂含量的增加，料层透气性增强，垂直烧结速度先增大后减小，且掺入2％时为最大；烧结成品含硫量增加，二元碱度和转鼓指数减小，筛分指数增大；SOz和C02平均排放浓度增大，而Nq平均排放浓度减小。对废离子交换树脂与铁矿石混匀料共烧结过程料层的气固温度分布进行了数值模拟，获得了不同工况下烧结料层气固温度分布变化规律，结果表明：标准工况下的模拟结果与实测值吻合较好；废离子交换树脂的掺入会导致料层温度升高，甚至出现“过烧”现象。结合废离子交换树脂与铁矿石混匀

7、料共烧结的中试实验和数值模拟结果，提出了钢铁烧结工艺消纳废离子交换树脂时，“铁矿石混匀料中掺入质量分数为4％的废离子交换树脂，同时配碳量减少1％”的方案。采用本文提出的方案在南钢炼铁新厂360m2烧结机上开展了钢铁烧结工艺消纳废离子交换树脂的工程试验，并对烧结过程及烧结成品各项参数进行了监测，监测结果表明；工程试验结果验证了本文所提出方案的可行性与可靠性，且在实际生产中，可采用该方案指导并实施钢铁烧结工艺消纳废离子交换树脂作业。耀词：废离子交换树脂；危险废弃物；钢铁烧结工艺；烧结；数值模拟ABSTRACTTITLE：Processin

8、gSimulationandEngineeringExperimentsofSpentIonExchangeResinDisposinginIronOreSinteringProcessNAME：ZhoUGuan．wen