烧结烟气循环低NOx排放工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种烧结烟气循环低NOx排放工艺，技术方案包括烧结烟气穿过烧结料层、底料、烧结机台车底部篦子、台车下方的风箱进入烟气管道，来自所述机尾段和烟气快速升温段区域的烧结烟气在风箱内与喷入的液氨、以及液氨在高温下汽化形成的氨气混合，在催化作用下发生脱硝还原反应后进入主烟道；来自所述机头段的烧结烟气经对应的风箱收集后通过循环烟气主烟道引出，送入烧结机台车上方的循环烟气罩内，在高压风机的抽力作用下再次进入烧结料层，参与烧结过程并还原脱硝后穿过台车篦子再次进入风箱内。本发明专利技术工艺流程简单、不外购催化剂实现有效脱硝、可控性好、对环境友好、设备投资省、运行成本低，并能有效脱除外排烧结烟气中的NOx。

Low cycle NOx emission process for sintering flue gas

The present invention relates to a cycle of low NOx emission technology for sintering flue gas, including through the technical scheme of sintering flue gas of sintering material layer and base material, sintering machine trolley, trolley bottom grate beneath the bellows into the flue gas pipeline, from the tail section and the sintering flue gas flue gas rapid heating region in the air inside the sprayed liquid ammonia, and the liquid ammonia at high temperature and vaporized to form ammonia mixed in catalyst denitration reaction backward in flue; sintering flue gas from the nose section of the bellows to collect the main flue by circulating flue gas extraction, circulating flue gas into the sintering machine trolley at the top of the hood, in pumping high pressure fan under the action of re entering the sinter layer, in the sintering process and reduction of NOx after passing through the grate again into the air inside the car. The invention has the advantages of simple technological process, no purchasing catalyst, effective denitration, good controllability, friendly environment, low investment in equipment and low running cost, and can effectively remove NOx in the exhaust flue gas.

【技术实现步骤摘要】
烧结烟气循环低NOx排放工艺
本专利技术涉及环保领域的烟气脱硝工艺，具体的说是一种烧结烟气循环低NOx排放工艺。
技术介绍
钢铁行业烟气污染是我国大气污染的主要来源之一，“十二五”期间钢铁行业虽已完成烧结烟气脱硫，但脱硝工作才刚刚起步，较成熟的SCR脱硝技术由于催化脱硝温度窗口的制约，脱硝装置投资和运行费用偏高，一次性投资成本高(其中催化剂成本占投资总成本的30－40％)；温度窗口一般在350－450℃之间，需要消耗大量热能给烟气加热，额外增加了SCR脱硝的运行成本。低温脱硝催化剂多半为贵金属，其成本更高，而且易发生氧抑制和硫中毒。即使开发出低成本、低落温窗口的催化剂对烧结烟气进行SCR催化还原脱硝，其功能也仅仅只能脱除NOx，对烧结烟气的净化全过程来说，每种污染物的脱除需对应建设一套设施，各独立设施的污染物去除功能单一，导致烟气净化系统工艺路线长，占地面积大，控制复杂。为了减少烟气净化设施的规模，佐藤羲政等开展了烧结烟气循环的研究，将烧结烟气部分循环再次进入烧结机，可明显减少了废气的排放量,可实现减排25-50％,具有重大的环境和社会效益。但目前开展的烟气循环并未针对烟气的性质进行分区、分质循环，节能及减排效果不明显，以至于国内还未全面推广应用。通过对烧结机不同区域的烟气进行跟踪分析，烧结机不同区域其烟气物性及组成区别较大，如图1-1、图1－2、图2-1、图2-2所示，在烟气快速升温段前期，如9、10号风箱以前(风箱编号按两侧连续编号，数字大的对应机头，小的对应机尾)，烟气温度低，NOx浓度高；快速升温段后(9、10号风箱以后)，烟气温度高，NOx浓度低。另一方面，Yao等发现γ-Fe2O3对NH3-SCR脱硝有较强的活性，在250℃下达到95％的最佳脱硝效率。王芳等也证明了铁矿石对烟气中低浓度NOx的催化还原特性。针对此，本技术利用烧结矿中铁系氧化物多组分协同催化作用，在烧结机中部的烟气快速升温段，向风箱内的喷入氨气，利用烟气中的粉尘富含铁系氧化物多组分具有的脱硝催化作用，且温度在300℃以上，实现了烧结粉尘及烟气的高温(脱硝温度窗口)余热充分利用并同步脱硝的目的。同时，将快速升温段前期的烟气循环引到烧结机快速升温段后段，再次进入烧结过程，既节省了脱硝设备的投资，还省去了外购脱硝催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，针对烧结机不同区域产生的烟气污染物浓度不同以及不同区域的烧结矿或烧结混合料层内的不同的反应特性，提供一种工艺流程简单、不外购催化剂实现有效脱硝、可控性好、对环境友好、设备投资、运行成本低，并能有效减排NOx的烧结烟气循环低NOx排放工艺。技术方案包括烧结烟气在高压风机的抽力作用下穿过烧结料层、底料、烧结机台车底部篦子、台车下方的风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的35－45％；机尾段烧结烟气温度＞200℃，NOx浓度＜100mg/Nm3；烟气快速升温段烧结烟气温度80－200℃，NOx浓度＞100mg/Nm3；机头段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度300mg/Nm3以上；点火段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度＜100mg/Nm3，，所述烟气管道包括主烟道和循环烟气主烟道，来自所述机尾段和烟气快速升温段区域的烧结烟气在风箱内与喷入的液氨、以及液氨在高温下汽化形成的氨气混合，在烧结烟尘颗粒物富含的铁系氧化物催化作用下发生脱硝还原反应后进入主烟道；来自所述机头段的烧结烟气经对应的风箱收集后通过循环烟气主烟道引出，送入烧结机台车上方的循环烟气罩内，在高压风机的抽力作用下再次进入烧结料层，参与烧结过程并还原脱硝后穿过台车篦子再次进入风箱内。所述循环烟气罩安装在烧结机正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段。所述烧结机机尾段和烟气快速升温段区域下方的风箱侧壁上沿周向安装至少一层液氨喷嘴，通过喷嘴喷入液氨进入风箱并汽化成氨气与烧结烟气混合，在烧结烟气中富含铁系多氧化物的催化作用下与烟气中的NOx发生脱硝反应。所述机尾段和烟气快速升温段下方的风箱侧壁上的液氨喷嘴喷出口倾斜向上，使液氨喷向台车底部篦子上，或使液氨喷出方向与烧结烟气流动方向相反，或两方向的夹角大于90度。所述主烟道引出的烟气经循环烟气换热器间接换热降温后送入后续静电/布袋除尘器内。所述烟气管道还包括有机头点火段烟道，来自所述点火段的烧结烟气被对应的风箱收集后直接引出经机头点火段烟道进入后续静电/布袋除尘器内。来自循环烟气主烟道的烧结烟气先经循环烟气除尘器除尘后进入循环烟气换热器与循环烟气主烟道引入的烟气间接换热后送入循环烟气罩。专利技术人分析发现，烧结机不同区域产生的烧结烟气温度及烟气中污染物浓度均不同，机尾段烧结烟气温度＞200℃，NOx浓度＜100mg/Nm3；烟气快速升温段烧结烟气温度80－200℃，NOx浓度＞100mg/Nm3；机头段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度300mg/Nm3以上；点火段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度＜100mg/Nm3，如果直接不经区别将所有烧结烟气都送入烟气管道内混合，则会使主烟道内的烟尘温度下降，影响烧结烟气在高温烟气主烟道行进中的还原脱硝反应。据此将所述烟气管道分为主烟道、循环烟气主烟道和机头点火段烟道，来自机尾段和烟气快速升温段的烧结烟气温度较高，因此可在下方的风箱中与液氨混合，创造出满足脱硝反应的温度、原料和催化剂条件，这部分烟气不混入其它低温烟气直接送入主烟道，在后续主烟道内还可继续发生脱硝反应；来自所述机头段的烧结烟气温度低而NOx浓度较高，这部分烟气脱硝处理时，需加热升温到脱硝温度窗口，能耗高，还需外购脱硝催化剂，处理成本大，将这部分烟气经对应的风箱收集后单独通过循环烟气主烟道引出，专利技术人巧妙地送入烧结机台车上方的循环烟气罩内，在高压风机的抽力作用下再次进入烧结料层，参与烧结过程并还原脱硝后穿过台车篦子再次进入风箱内；通过将循环烟气罩安装在烧结机正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段，使这部分烟气回送到温度最高的烧结机机尾段和烟气快速升温段区域，这样的技术效果主要为：①机头段高NOx浓度的烟气循环进入机尾段及烟气快速升温段，在穿过烧结料层时，该区域烧结料层富含有铁系多氧化物，同时循环烟气中氧气浓度偏低(低于空气中的氧气浓度)，烧结过程形成的烟气含有一定的还原气体，循环烟气穿过烧结料层时，在铁系多氧化物的催化作用下对NOx进行了脱除；②机头段引出的循环烟气的湿度比空气的湿度大，循环烟气穿过烧结料层时的阻力较空气低，减少了气体穿过烧结料层的阻力损失；③通过换热器将机尾段和烟气快速升温段的烟气与循环烟气换热，回收了烟气的余热，降低了进后续静电/布袋除尘器的烟气温度，节省了原烟气处理系统中进入除尘器前需对烧结烟气降温所采用的补充室温空气所增加的能耗；④烧结烟气的部分循环减少了烟气的外排量，降低了后续烟气净化系统的负荷；⑤向机尾段和烟气快速升温段区域对应的风箱内喷入液氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结烟气循环低NOx排放工艺，包括烧结烟气在高压风机的抽力作用下穿过烧结料层、底料、烧结机台车底部篦子、台车下方的风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的35－45％；机尾段烧结烟气温度＞200℃，NOx浓度＜100mg/Nm

【技术特征摘要】
1.一种烧结烟气循环低NOx排放工艺，包括烧结烟气在高压风机的抽力作用下穿过烧结料层、底料、烧结机台车底部篦子、台车下方的风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的35－45％；机尾段烧结烟气温度＞200℃，NOx浓度＜100mg/Nm3；烟气快速升温段烧结烟气温度80－200℃，NOx浓度＞100mg/Nm3；机头段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度300mg/Nm3以上；点火段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度＜100mg/Nm3，其特征在于，所述烟气管道包括主烟道和循环烟气主烟道，来自所述机尾段和烟气快速升温段区域的烧结烟气在风箱内与喷入的液氨、以及液氨在高温下汽化形成的氨气混合，在烧结烟尘颗粒物富含的铁系氧化物催化作用下发生脱硝还原反应后进入主烟道；来自所述机头段的烧结烟气经对应的风箱收集后通过循环烟气主烟道引出，送入烧结机台车上方的循环烟气罩内，在高压风机的抽力作用下再次进入烧结料层，参与烧结过程并还原脱硝后穿过台车篦子再次进入风箱内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，王丽娜，丁翠娇，杨超，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42