铁矿石烧结过程中多氯代二苯并-对-二恶英／呋喃的形成机理

摘要

为更好地了解并控制在铁矿石烧结过程中二恶英／呋喃（PCDD／Fs）的形成机理，建立了铁矿石烧结的CFD模型，该模型结合了14种相关化学反应动力学模型和二恶英形成的热力学计算，可以模拟计算各种气体浓度、气体固体温度、气体流速、温度带以及气体在不同温度带中的停留时间。利用模型计算出的废气组成、气体流速以及烧结料层底部气体温度变化等结果与烧结厂的实测数据相比，二者的拟合程度很高。根据计算出的气体固体温度带、各温度带中气体的停留时间，以及PCDD／F形成的热力学条件，对烧结过程中PCDD／Fs的形成过程进行了论述。二恶英在烧结料层燃烧区以下250—450℃的临界温度区域内开始形成，然后随气流向下运动，富集在烧结料层的底部，继而与固体混合物一起被送往烧结机卸料端。当火焰前缘接近烧结料层底部时，这些二恶英又重新被释放至气相。在靠近卸料端的最后几个风箱内，当废气冷却至适合二恶英形成的临界温度范围内时，也会产生二恶英。二恶英的这些形成途径可以很好地解释工厂观测现象。上述信息可能会对有效地控制或减少铁矿烧结过程中二恶英的形成提供帮助。