本发明涉及镍铁冶炼，具体是一种生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法。
背景技术：
1、红土镍矿采用回转窑一电炉工艺(rkef)生产镍铁因其工艺成熟、设备简单易控且生产率高，在铁合金冶炼行业得到了广泛应用，是目前主流的镍铁生产方式；但这种生产方式也存在一些缺点：其一，生产过程能耗较大，需要在回转窑内喷入大量燃气来提高焙烧温度及氧化镍矿的预还原程度；其二，冶炼过程产生大量含有氮氧化物的烟尘需要处理才可满足排放要求。按照相关规定，氮氧化物的排放浓度须小于100mg/nm3。为了达到这一要求，现有解决方案是在冶炼过程增加scr脱硝工艺流程，该工艺流程主要由scr催化反应器、氨气注入系统、烟气旁路系统、氨的储存和制备系统等组成；存在的问题是：设备投资大，处理过程需要通过煤气炉（或天然气炉）对烟气进行补热，满足催化剂的使用温度要求，消耗大量的煤气（或天然气）和氨基还原剂（氨水）；另外，氨水在运输储存过程还存在一定程度的安全隐患；催化剂须定期更换，更换费用高，而且废弃的催化剂再生处理难度大。总之，scr脱硝工艺流程能源消耗大，运行成本高。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提出了一种生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，在回转窑焙烧系统增加一套生物质原料气化及加料系统（含生物质燃气再燃系统），用其产生的生物质燃气替代20～25%分解炉用煤气（或煤炭），降低燃料消耗和二氧化碳排放；同时，生物质燃气中的主要成分一氧化碳和甲烷与回转窑内的氮氧化物发生反应，将氮氧化物转化成为二氧化碳、氮气和水，使氮氧化物的排放浓度达到排放标准要求。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于，包括以下3个主要步骤：步骤s1，生物质原料进入气化发生炉内加热，首先析出吸附在表面的水分，当气化炉内温度在 100～150℃时，主要为生物质原料干燥阶段，大部分水分在105℃以上释出；当气化炉内温度达到160℃以上时，构成生物质的主要成分高分子有机物在不可逆条件下发生热分解反应，并随炉内温度的升高，分解进行得更快更完全；热分解反应是生物质在缺氧条件下的热分解过程，其产物主要成分为生物质燃气co、ch4和h2等；步骤s2，再燃煤气经焙烧回转窑尾部的中心位置喷入回转窑内第一燃烧区，加热窑内烟气的同时对窑内物料进行脱水、焙烧，并且对物料中的铁、镍和钴氧化物进行预还原；步骤s3，生物质燃气经增压风机后，从六个均匀布置在焙烧回转窑头罩一圈的喷咀以40±5m/s的速度喷入回转窑内第二燃烧区，较大的喷射速度保证了一定的射流刚性，生物质燃气在炉内截面均匀分布；在欠氧条件下，呈强还原性的生物质燃气co、ch4与窑内烟气中的氮氧化物发生快速反应。
3、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，主要发生以下生物质燃气与氮氧化物的化学反应，分别是：（一）一氧化碳与氮氧化物的反应①co+no2=no+co2；②2co+2no=n2+2co2；（二）甲烷与氮氧化物的反应③ ch4+2no2=n2+co2+2h2o ； ④ch4+4no=2n2+co2+2h2o 。
4、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s1中的生物质原料主要包括废木工板、杂材、树皮、刨花、木屑、碎木等林业加工废弃物经撕碎机加工处理成片状生物质木片、经过烘干压制成块的植物秸秆、城市污泥、食物残渣等固态物。
5、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s2中第一燃烧区为主燃区，烟气温度800±50℃，煤气喷入量为75-80%。
6、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中生物质燃气的喷入量为75-80%。
7、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中的氮氧化物中一氧化氮占95%，二氧化氮占5%。
8、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中一氧化碳与二氧化氮反应温度高于600℃。
9、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中一氧化碳与一氧化氮反应温度在800-1000℃，为放热反应。
10、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中甲烷与二氧化氮在常温下便可发生反应，反应速率随温度的升高而增加。
11、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中甲烷与一氧化氮反应温度高于500℃。
12、上述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，步骤s3中还原区燃烧温度在800±50℃。
13、采用本发明带来的益处是：生物质原料通过热分解气化过程产生的生物质燃气可以代替部分煤气，减少25～30%的化石燃料的消耗，氮氧化物的排放，使除尘系统的设备投资和运行费用大幅度减少，实现了节能降耗减排的社会效益，也可将林业废弃物、植物秸秆等变废为宝。
1.一种生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于，包括以下3个主要步骤：
2.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s1中的生物质原料主要包括废木工板、杂材、树皮、刨花、木屑、碎木等林业加工废弃物经撕碎机加工处理成片状生物质木片、经过烘干压制成块的植物秸秆、城市污泥、食物残渣等固态物。
3.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s2中第一燃烧区为主燃区，烟气温度800±50℃，煤气喷入量为75-80%。
4.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中生物质燃气的喷入量为75-80%。
5.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中的氮氧化物中一氧化氮占95%，二氧化氮占5%。
6.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中一氧化碳与二氧化氮反应温度高于600℃。
7.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中一氧化碳与一氧化氮反应温度在800-1000℃，为放热反应。
8.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中甲烷与二氧化氮在常温下便可发生反应，反应速率随温度的升高而增加。
9.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中甲烷与一氧化氮反应温度高于500℃。
10.根据权利要求1所述的生物质原料在镍铁冶炼中的应用方法，其特征在于：步骤s3中还原区燃烧温度在800±50℃。
