一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法。该方法是将烧结产生的烟气分为烧结前段(PM2.5排放浓度低且主要由Fe、Ca、O组成)、烧结中段(PM2.5排放浓度高且主要由K、Na、Pb、Cl组成)、烧结后段(PM2.5排放浓度低、烟气温度高)，将烧结前段烟气、中段烟气分别导入低温烟道和中温烟道，并通过烧结后段烟气调控低温烟道温度高于酸露点和中温烟道在180～220℃范围内，同时向中温烟道中喷加烟气调质剂；两烟道烟气均经由常规静电除尘器脱除PM2.5，烧结烟气分段、烟道温度调控以及喷加调质剂实现了烟气中PM2.5成分以及比电阻的调控，从而提高了电除尘器脱除PM2.5的效率。

A method of improving PM2.5 removal efficiency in the process of iron ore sintering flue gas electrostatic precipitator

The invention discloses a method for improving the PM2.5 removal efficiency in the process of iron ore sintering flue gas electrostatic precipitator. The method is to divide the flue gas produced by sintering into the front of sintering (low PM2.5 emission concentration and mainly composed of Fe, Ca, O) and the middle sintering section (high PM2.5 emission concentration and mainly composed of K, Na, Pb, Cl), and the post sintering section (PM2.5 emission concentration is low and the flue gas temperature is high). The flue gas and the middle part of the flue gas are introduced into the low temperature flue and the flue gas respectively. In the middle temperature flue, the temperature of the flue gas is regulated by the flue gas in the post sintering section higher than the acid dew point and the medium temperature flue in the range of 180~220, and the flue gas conditioner is added to the medium temperature smoke channel. The two flue gas is removed by the conventional electrostatic precipitator for PM2.5, the section of the flue gas, the control of the flue temperature and the addition of the tempering agent. The regulation of PM2.5 composition and specific resistance in flue gas increases the efficiency of PM2.5 removal by electrostatic precipitator.

【技术实现步骤摘要】
一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法
本专利技术涉及一种烧结烟气的处理方法，特别涉及一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法；属于钢铁冶金烟气处理

技术介绍
PM2.5是指空气动力学直径小于或等于2.5μm的颗粒物，它们可进入人体肺泡，因此也称为可入肺颗粒物。因其粒径小、比表面积大，容易负载重金属(Pb、Zn、As、Hg等)、持久性有机污染物(PCDD/Fs、PCBs等)、病菌等有毒有害物质，从而对人体健康构成严重威胁。近年来，我国大中城市频繁出现的重度雾霾天气也主要由工业废气、汽车尾气等排放的PM2.5所造成。钢铁行业是除燃煤发电、水泥制造等行业外PM2.5的主要固定排放源。铁矿烧结作为整个钢铁冶炼流程中的第一步高温工序，在消耗大量物料、能源的同时，外排废气量也占到钢铁工业总量40％以上，是钢铁工业的主要大气污染源。烧结烟气中除含有COx、NOx、SOx等气体污染物外，还含有PM2.5超细颗粒污染物，其排放量占钢铁行业排放总量的40％以上。因此，有效控制烧结工序PM2.5的排放量对降低整个钢铁行业超细颗粒污染物的排放意义重大。目前国内烧结机机头除尘主要采用静电除尘器，比例达84.2％，对烟气中总颗粒物的脱除效率可达99％以上，但粒径小于2.5μm的超细颗粒物易负载KCl、NaCl、PbCl2等重(碱)金属氯化物，比电阻通常高达1012-1013Ω·cm，从而在电场中易产生反电晕、二次扬尘造成脱除效率低。目前，我国烧结厂烟气粉尘平均排放浓度约为102mg/m3，其中80％的粉尘为超细颗粒污染物，该排放浓度也与《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》中规定的最大浓度50mg/m3的排放标准存在较大差距，与该标准修订单征求意见稿中规定的20mg/m3排放限值差距更大，从而烧结工序PM2.5减排面临巨大的环保压力。目前，国内外鲜有针对烧结烟气PM2.5减排的研究报道，PM2.5排放控制技术的研究主要集中在燃煤领域，主要包括两种类型：①过程吸附控制技术；②颗粒物团聚技术。因添加固体、气体吸附剂存在向混合料中引入新杂质或在烧结料层难以实施等不足，过程吸附技术并不能适应烧结需求；因烧结烟气流量大(1t烧结矿约排出3000-4300m3废气)、PM2.5排放浓度较低，团聚预处理技术难以获得高效、低成本的应用。因此，上述控制技术都难以直接移植到铁矿烧结领域，当前还缺乏切实可行的烧结烟气PM2.5治理技术。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是在于提供一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法，该方法依据烧结不同阶段PM2.5的主要化学组成和排放浓度，将不同特性的PM2.5导入不同烟道分开处理，并调节不同烟道的烟气温度，实现PM2.5化学成分和比电阻的调控，从而使其易于被常规静电除尘器高效脱除。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法，其包括以下步骤：1)依据PM2.5、SO2排放浓度、PM2.5化学组成及温度特性将烧结机内产生的烧结烟气划分为烧结机前段烟气、烧结机中段烟气和烧结机后段烟气；所述烧结机前段烟气中PM2.5≤0.3×MAXPM，SO2<180mg/m3，烟气温度≤100℃，且PM2.5包括Fe、Ca和O主要成份；所述烧结机中段烟气中PM2.5排放浓度为(0.3～1)×MAXPM、SO2≤MAXs，烟气温度≤300℃，且PM2.5包括K、Na、Pb和Cl主要成分；所述烧结机后段烟气中PM2.5≤0.2×MAXPM、SO2≤0.3×MAXS，烟气温度为250℃～500℃；其中，MAXPM为烟气中PM2.5的最大排放浓度，其中MAXS为烟气中SO2的最大排放浓度；2)将烧结机前段烟气导入低温除尘烟道，通过引入烧结机后段的高温废气进行调节，使低温除尘烟道的烟气温度高于酸露点温度110℃，经电除尘器脱除颗粒物后，直接排放；3)将烧结机中段烟气导入中温除尘烟道，通过引入烧结机后段的高温废气进行调节，使中温除尘烟道烟气温度调控至180～220℃，经电除尘器脱除颗粒物后，导入脱硫工序。优选的方案，所述烧结机前段烟气中PM2.5包含的Fe、Ca、O质量百分比之和不低于70％，K、Na、Pb、Cl质量百分比之和不超过20％。优选的方案，所述烧结机中段烟气中PM2.5包含的K、Na、Pb、Cl质量百分比之和不低于60％。优选的方案，所述中温烟道通过喷入调质剂来调控颗粒的比电阻至电除尘器工作的范围104～1010Ω·cm。较优选的方案，所述调质剂为臭氧发生器产生的O3或等离子发生器产生的等离子体。进一步优选的方案，所述调质剂的质量百分比浓度为除尘前低温除尘烟道烟气中PM2.5质量百分比浓度的0.05～0.10倍。优选的方案，烟气温度调控方法，通过调控烧结冷却段单个风箱的高温烟气进入两个烟道的比例以调控低温烟道和中温烟道烟气的温度。本专利技术烧结机中烟气的特点为：烧结机前段烟气PM2.5、SO2排放浓度低，且PM2.5主要由Fe、Ca、O组成；烧结机中段烟气PM2.5、SO2排放浓度高，且PM2.5主要由K、Na、Pb、Cl组成；烧结机后段烟气PM2.5、SO2排放浓度低，但烟气温度相对前段和中段高。根据烟气的特点，巧妙地将烧结机前段烟气和烧结机中段烟气分开处理，同时分别采用烧结机后段烟气来调节温度，且不影响烟气的主要组成，将前段烟气和中段烟气分别进行低温除尘和中温除尘烟道，并实现PM2.5化学成分和比电阻的调控，从而使其易于被常规静电除尘器高效脱除。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益效果：(1)通过将烧结前段Fe、Ca为主要组成的PM2.5和烧结中段K、Na、Pb、Cl为主要组成的PM2.5分别引入不同烟道，有利于调控烟气中PM2.5的成分，使容易脱除的铁钙类PM2.5与危害性更大、控制难度更高的碱金属氯化物类PM2.5分流治理，也有利于后续综合回收粉尘中的Fe、Ca和K、Na、Pb等有价组分。(2)通过将烧结机后段高温热废气引入低温烟道，使烟气温度高于酸露点温度，可在保持除尘设备顺行的条件下实现前段烟气中Fe、Ca为主要组成的PM2.5高效脱除；将中温烟道烟气的温度调控在180～220℃，且结合烟气调质剂氧化SO2成SO3吸附在颗粒物表面提高其表面的导电性，可实现将K、Na、Pb、Cl为主要组成PM2.5的比电阻由1011～1013Ω·cm降低至电除尘器高效除尘所需范围104-1010Ω·cm，实现静电除尘器对烧结中段烟气中PM2.5的高效脱除。(3)将烧结烟气分段后，实现将烧结前段呈低浓度排放的SO2随低浓度排放的PM2.5一并导入低温烟道，而烧结中段呈高浓度排放的SO2随高浓度排放的PM2.5一并导入中温烟道，有利于大幅降低进入脱硫工序的烟气处理量，实现PM2.5、SO2的经济高效综合治理。附图说明【图1】为烧结台车不同风箱中PM2.5、SO2排放浓度与废气温度变化关系；【图2】为烧结台车不同风箱中PM2.5化学组成的变化关系。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)依据PM2.5、SO2排放浓度、PM2.5化学组成及温度特性将烧结机内产生的烧结烟气划分为烧结机前段烟气、烧结机中段烟气和烧结机后段烟气；所述烧结机前段烟气中PM2.5≤0.3×MAXPM，SO2

【技术特征摘要】
1.一种提高铁矿烧结烟气电除尘过程PM2.5脱除效率的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)依据PM2.5、SO2排放浓度、PM2.5化学组成及温度特性将烧结机内产生的烧结烟气划分为烧结机前段烟气、烧结机中段烟气和烧结机后段烟气；所述烧结机前段烟气中PM2.5≤0.3×MAXPM，SO2<180mg/m3，烟气温度≤100℃，且PM2.5包括Fe、Ca和O主要成份；所述烧结机中段烟气中PM2.5排放浓度为(0.3～1)×MAXPM、SO2≤MAXs，烟气温度≤300℃，且PM2.5包括K、Na、Pb和Cl主要成分；所述烧结机后段烟气中PM2.5≤0.2×MAXPM、SO2≤0.3×MAXS，烟气温度为250℃～500℃；其中，MAXPM为烟气中PM2.5的最大排放浓度，其中MAXS为烟气中SO2的最大排放浓度；2)将烧结机前段烟气导入低温除尘烟道，通过引入烧结机后段的高温废气进行调节，使低温除尘烟道的烟气温度高于酸露点温度110℃，经电除尘器脱除颗粒物后，直接排放；3)将烧结机中段烟气导入中温除尘烟道，通过引入烧结机后段的高温废气进行调节，使中温除尘烟道烟气温度调...

【专利技术属性】
技术研发人员：季志云，甘敏，范晓慧，周志安，陈许玲，姜涛，李光辉，王兆才，刘水石，袁礼顺，吕薇，汪国靖，周阳，姚佳文，王壮壮，郑如月，肖永贤，王巧，黄柱成，杨永斌，郭宇峰，
申请(专利权)人：中南大学，中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43