一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统，将烧结机烟气中NOx浓度较高的烟气作为冷却介质输入冷却系统，冷却烧结矿，该部分烧结机烟气经过冷却系统后可以升温至260～480℃，再将这一部分烟气输入脱硝系统中进行脱硝处理，然后进行余热利用、除尘、脱硫处理，从而达到排放要求；同时烧结机烟气中NOx浓度较低的烟气经过余热利用、除尘后进行脱硫处理后，直接可以达到排放要求，从而减小了脱硝系统的烟气处理量。本发明专利技术的系统有效的利用了冷却系统中烧结矿的余热，使得烧结烟气达到脱硝系统中要求的温度，在实现节能减排的同时实现烧结烟气治理运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统
本专利技术涉及一种烧结烟气脱硝系统，具体涉及一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统，属于烧结矿烧结、余热利用领域。
技术介绍
钢铁工业是我国国民经济的基础和支柱产业，我国钢铁冶炼以“烧结(球团)焦化—高炉—转炉”的长流程为主，75％以上的高炉炉料来源于烧结矿，年产量已达近10亿吨，可见烧结生产在炼铁前原料制备方面起着至关重要的作用。同时，烧结工序也是钢铁流程中高能耗、高污染集中环节，能耗占钢铁冶金总能耗的10％,排放的废气量占钢铁工业总废气量的50％，废气中微米级细颗粒粉尘、SOx、NOx、持久性有机物、重金属等污染物的排放均居钢铁工业首位。目前基本上烧结厂都已配备脱硫系统，但是脱硝系统还不够完善或者相比脱硫技术还不够成熟。烟气脱硝技术主要是将NOx进行处理，使之成为水和氮气或对NOx进行吸附、减量化处理。脱硝技术有干法和湿法之分，主要有气相反应法、液体吸附法、吸附法、液膜法、微生物法等。其中脱硝效率最高、技术最为成熟的是选择性催化还原(SCR)过程，选择性催化还原法(SCR)是一种行之有效的烟气脱硝工艺，系统运行稳定，脱硝效率可达90％。SCR工艺是将氨喷入含NOx烟气中，在催化剂的作用下将有毒的NOx还原为无毒的N2。但是SCR技术需要的适宜反应温度窗口为260～480℃，反应温度过高，催化剂会产生结晶现象而中毒失效；反应温度过低，催化剂的活性又较低。因温度的限制，现在广泛商业应用的SCR催化剂反应器布置在除尘器之前，但是因粉尘杂质毒害作用，导致催化剂的使用寿命严重缩短。而当烟气温度较低时，就需要对烟气进行加热后再经过SCR处理，由于烟气量巨大，在脱硝过程中每吨矿约需要3.81kg标煤用于加热烟气，运行成本较高。烧结机产生的烧结烟气温度一般为130-180℃，需要加热到260～480℃才能进入到脱硝系统，需要消耗大量的能源。烧结机烧成的平均温度约700℃的热烧结矿经由单辊破碎后进入环式或带式冷却机进行鼓风或抽风冷却，冷却过程产生大量的热废气，冷却系统需要大量的冷却介质，冷却介质经过冷却系统后，与烧结矿进行热交换，可以达到400℃左右，为了冷却烧结矿，需要提供大量的冷却介质。
技术实现思路
为了降低烧结烟气末端治理总量，提高烧结系统内余能利用率，解决SCR技术应用于烧结脱硝运行成本高的老大难问题，本专利技术提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统，将烧结机烟气中NOx浓度较高的烟气作为冷却介质输入冷却系统，冷却烧结矿，该部分烧结机烟气经过冷却系统后可以升温至260～480℃，再将这一部分烟气输入脱硝系统中进行脱硝处理，然后进行余热利用、除尘、脱硫处理，从而达到排放要求；同时烧结机烟气中NOx浓度较低的烟气经过余热利用、除尘后进行脱硫处理后，直接可以达到排放要求，从而减小了脱硝系统的处理量。本专利技术的系统有效的利用了冷却系统中烧结矿的余热，使得烧结烟气达到脱硫系统中要求的温度，在实现节能减排的同时节约了烟气治理成本。在本申请中，“任选”表示进行或不进行，或表示有或没有。根据本专利技术提供的第一种实施方案，提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统。一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统，该系统包括：烧结机，该烧结机的台车下方设有多个风箱；烧结机下方设有的非脱硝烟气管道和脱硝烟气管道，冷却系统，和脱硝系统；其中，依据烧结机上矿料运行的方向，烧结机的这些风箱分为5个区段，第一个区段包括2-4个风箱，第二个区段包括2-3个风箱，第三个区段包括8-22个风箱(优选12-18个)，第四个区段包括2-3个风箱，第五个区段包括4-6个风箱；属于第一个区段的各风箱通过各自的风箱支管连接至非脱硝烟气管道，属于第二个区段的各风箱通过各自的风箱支管和各自的切换阀以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道或脱硝烟气管道，属于第三个区段的各风箱通过各自的风箱支管连接至脱硝烟气管道，属于第四个区段的各风箱通过各自的风箱支管和各自的切换阀以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道或脱硝烟气管道，属于第五个区段的各风箱通过各自的风箱支管连接至非脱硝烟气管道；非脱硝烟气管道经过第一除尘器后，通过第一抽风机后连接至第一脱硫系统的烟气入口，第一脱硫系统的烟气出口连接至第一烟囱；脱硝烟气管道通过第二除尘器后，通过第一烟气输送管道连接至冷却系统的进风口，冷却系统的出风口通过第二烟气输送管道连接至脱硝系统的烟气入口；脱硝系统的烟气出口连接至第一余热回收装置的烟气入口，第一余热回收装置的烟气出口经过第三除尘器后连接至第一脱硫系统或第二脱硫系统的烟气入口，第二脱硫系统的烟气出口连接至第一烟囱或第二烟囱。在本专利技术中，烧结机的风箱的个数n＝18-38个，优选n＝22-34个，更优选n＝26-30个。作为优选，烧结机的风箱的个数n＝28个，第一个区段包括3个风箱，第二个区段包括2个风箱，第三个区段包括16个风箱，第四个区段包括2个风箱，第五个区段包括5个风箱。在本专利技术中，所述冷却系统为立式冷却机。优选的是，第一烟气输送管道上设有第二抽风机和第一鼓风机。优选的是，第二抽风机和第一鼓风机依次设置在第二除尘器之后的第一烟气输送管道上。在本专利技术中，所述冷却系统为环式冷却机。环式冷却机包括高温段、中温段和低温段。脱硝烟气管道通过第二除尘器后，连接至环式冷却机高温段的进风口。高温段的上方设有环冷机高温段风罩。环冷机高温段风罩的出风口连接脱硝系统的烟气入口。优选的是，第一烟气输送管道上设有第三抽风机。优选的是，在烧结机的台车上方设有密封罩。一般，密封罩被设置在烧结机的点火区之后。环式冷却机低温段的进风口与大气相通。低温段的上方设有环冷机低温段风罩。环式冷却机中温段的进风口与大气相通和/或通过环冷机低温段烟气管道与环冷机低温段风罩的出风口连接。中温段的上方设有环冷机中温段风罩。环冷机中温段风罩的出风口通过环冷机中温段烟气管道连接至烧结机上方的密封罩或与大气相通。当烧结机出现故障或其他情况，环冷机中温段的烟气不能输送至烧结机时，环冷机中温段风罩的出风口与大气相通，保证环冷机的正常运行。优选的是，密封罩上设有天窗。当环冷机出现故障或其他情况，环冷机中温段没有冷却介质排出时，打开密封罩上方的天窗，保证烧结机正常运行。作为优选，第二烟气输送管道上设有第四除尘器。作为优选，第二烟气输送管道经过第三余热回收装置后连接至脱硝系统的烟气入口。当烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后，烧结烟气的温度超过480℃时，该温度超过了脱硝系统中催化剂的最佳催化温度，可以将这部分烧结烟气先进行余热利用，然后再输送到脱硝系统。这样既能回收热量，又能保护脱硝系统中的催化剂。当烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后，烧结烟气的温度不超过480℃时，将这部分烧结烟气直接输送到脱硝系统。作为优选，非脱硝烟气管道上设有第一温度检测仪和浓度检测仪。脱硝烟气管道上设有第二温度检测仪。作为优选，第一余热回收装置的烟气出口经过第三除尘器后通过第五抽风机连接至第一脱硫系统或第二脱硫系统的烟气入口。作为优选，与属于第五区段的各风箱连接的风箱支管都直接连接至第三烟气输送管道，经由第四抽风机后连接至非脱硝烟气管道。优选的是，第三烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统，该系统包括：烧结机(1)，该烧结机(1)的台车下方设有多个风箱(101)；烧结机(1)下方设有的非脱硝烟气管道(L1)和脱硝烟气管道(L2)，冷却系统(6)，和脱硝系统(7)；其中，依据烧结机(1)上矿料运行的方向，烧结机(1)的这些风箱分为5个区段，第一个区段包括2‑4个风箱，第二个区段包括2‑3个风箱，第三个区段包括8‑22个风箱(优选12‑18个)，第四个区段包括2‑3个风箱，第五个区段包括4‑6个风箱；属于第一个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至非脱硝烟气管道(L1)，属于第二个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)和各自的切换阀(13)以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道(L1)或脱硝烟气管道(L2)，属于第三个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至脱硝烟气管道(L2)，属于第四个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)和各自的切换阀(13)以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道(L1)或脱硝烟气管道(L2)，属于第五个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至非脱硝烟气管道(L1)；非脱硝烟气管道(L1)经过第一除尘器(201)后，通过第一抽风机(301)后连接至第一脱硫系统(401)的烟气入口，第一脱硫系统(401)的烟气出口连接至第一烟囱(501)；脱硝烟气管道(L2)通过第二除尘器(202)后，通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却系统(6)的进风口(601)，冷却系统(6)的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接至脱硝系统(7)的烟气入口(701)；脱硝系统(7)的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟气入口(1101)，第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口，第二脱硫系统(402)的烟气出口连接至第一烟囱(501)或第二烟囱(502)。...

【技术特征摘要】
1.一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统，该系统包括：烧结机(1)，该烧结机(1)的台车下方设有多个风箱(101)；烧结机(1)下方设有的非脱硝烟气管道(L1)和脱硝烟气管道(L2)，冷却系统(6)，和脱硝系统(7)；其中，依据烧结机(1)上矿料运行的方向，烧结机(1)的这些风箱分为5个区段，第一个区段包括2-4个风箱，第二个区段包括2-3个风箱，第三个区段包括8-22个风箱(优选12-18个)，第四个区段包括2-3个风箱，第五个区段包括4-6个风箱；属于第一个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至非脱硝烟气管道(L1)，属于第二个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)和各自的切换阀(13)以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道(L1)或脱硝烟气管道(L2)，属于第三个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至脱硝烟气管道(L2)，属于第四个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)和各自的切换阀(13)以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道(L1)或脱硝烟气管道(L2)，属于第五个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至非脱硝烟气管道(L1)；非脱硝烟气管道(L1)经过第一除尘器(201)后，通过第一抽风机(301)后连接至第一脱硫系统(401)的烟气入口，第一脱硫系统(401)的烟气出口连接至第一烟囱(501)；脱硝烟气管道(L2)通过第二除尘器(202)后，通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却系统(6)的进风口(601)，冷却系统(6)的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接至脱硝系统(7)的烟气入口(701)；脱硝系统(7)的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟气入口(1101)，第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口，第二脱硫系统(402)的烟气出口连接至第一烟囱(501)或第二烟囱(502)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：烧结机(1)的风箱(101)的个数n＝18-38个，优选n＝22-34个，更优选n＝26-30个。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：烧结机(1)的风箱(101)的个数n＝28个，第一个区段包括3个风箱，第二个区段包括2个风箱，第三个区段包括16个风箱，第四个区段包括2个风箱，第五个区段包括5个风箱。4.根据权利要求1-3中任何一项所述的系统，其特征在于：所述冷却系统(6)为立式冷却机(8)；优选的是，第一烟气输送管道(L3)上设有第二抽风机(302)和第一鼓风机(1001)，第二抽风机(302)和第一鼓风机(1001)依次设置在第二除尘器(202)之后的第一烟气输送管道(L3)上。5.根据权利要求1-3中任何一项所述的系统，其特征在于：所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志安，王兆才，谭诚，李文林，储太山，贺新华，代友训，李康，
申请(专利权)人：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