一种烧结烟气在线脱硫工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种烧结烟气在线脱硫工艺，技术方案包括烧结气流在风机的抽吸作用下穿过烧结料层、铺底料、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道；沿烧结机台车行进方向将烧结机依次分为点火区域、低温烟气区域、烟气快速升温区域、NOx浓度快速降低区域和高温烟气区域；所述低温烟气区域对应的风箱侧壁上沿周向安装至少1层氨水喷嘴，所述风箱内由喷嘴喷出的氨水水雾与进入所述风箱内的烧结烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵。本发明专利技术工艺简单，不需新建烟气脱硫设施，设备投资和运行成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结烟气在线脱硫工艺
本专利技术涉及环保领域的工业烟气净化工艺，具体的说是一种烧结烟气在线脱硫工艺。
技术介绍
钢铁行业是我国重要的支柱产业之一，但其具有高能耗、高负荷、污染排放大等特点。钢铁行业中烧结烟气量大、SO2浓度及烟气温度波动大、粉尘浓度高、烟气含湿量大，同时烟气中污染物种类多，不仅含有高浓度的SO2，还含有NOx、二恶英等。国外,大规模工业化烧结烟气脱硫开始于20世纪70年代。日本于1974年11月就建成了世界首套烧结烟气脱硫设施，之后美国、法国、德国、韩国、奥地利、澳大利亚等国家陆续建设并取得新进展。30多年来日本烧结烟气脱硫技术一直引领世界水平，但目前应用的主流技术主要包括石灰石-石膏法、活性炭法、氧化镁法、硫酸铵法等四类方法，其中石灰石-石膏法、活性炭法应用最广泛。目前国内烧结烟气净化脱硫主要分为三类:湿法、干法与半干法。半干法脱硫(CFB、SDA)在烧结烟气净化中应用较多，主要由吸收塔、脱硫除尘器、脱硫灰循环及排放、吸收剂制备及供应、工艺水系统等组成，经过半干法处理的烧结烟气排放温度约为110℃。半干法脱硫除尘后的烟气通入脱硝系统实现NOx的脱除。CFB系统烟气联合治理工艺早期在中国台湾中钢、韩国POSCO光阳厂、奥钢联林茨厂等烧结烟气治理中进行了应用。近几中国内陆大多数烧结烟气脱硫采用半干法，如宝钢、武钢以及宝钢湛江等基地的多数烧结机采用半干法脱硫。该法存在的最大问题是产生大量的脱硫灰综合利用渠道不畅通。湿法主要有氨法和石灰石－石膏法。武钢和柳钢是国内最早采用氨法进行烧结烟气的钢厂。氨法脱硫效率高，脱硫附产物为硫酸铵，对烟气中硫污染物进行了回收利用。但由于存在该工艺介质腐蚀性强，还存在气溶胶外溢等不足，未能大范围推广应用。湘钢、广钢等采用了石灰石－石膏法，并取得90％以上的脱硫效率。但随着吸收剂不同以及工艺参数变化，该法的脱硫率也随之波动，为保持稳定较高的脱硫率，各国学者已围绕其吸收剂性能、运行参数等进行了大量的系统研究，不断调整、优化。尽管石灰石－石膏法在烧结净化运用中已经很成熟，但是在实际应用中仍存在不少实际问题，如：投资大、工艺复杂、维修量大以及脱硫石膏处置等。湿法脱硫技术的优点是吸收剂利用率很高,脱硫效率在95％以上,对烟气适用范围宽,副产物脱硫石膏成分相对稳定,二次污染小。但工艺废水中氯离子浓度高,对设备有一定腐蚀；石灰浆液喷嘴易发生堵塞情况；除雾器易结垢堵塞,影响尾气处理,形成石膏雨,对周边环境造成污染。干法主要以吸附法为主。目前应用较为广泛的是活性炭(焦)法。国内最先采用该工艺的是太钢，随后宝钢湛江钢铁采用了该工艺。优点是吸附的SO2可加工成硫酸,具有较高价值,且无二次污染,同时可实现脱硝、脱二噁英、吸附粉尘及重金属等污染物。但入塔烟气SO2浓度不能超过2400mg/m3,以避免因吸附热过高而发生爆炸。该法主要以活性炭或活性焦作为脱硫剂，烟气中SO2吸附于脱硫剂吸附孔，失活后的脱硫剂通过热再生和水洗再生进行回收处理。多年来，活性炭(焦)脱硫的影响因素一直是学者们的研究重点，Y.Liu等研究发现，当烟气中存在H2O时，粒径3mm并且孔径大于1nm的活性炭具有很好的脱硫效果。活性炭表面的含氮基团和含氧基团对活性炭脱硫的性能也有重要影响，P.Davini等还研究了温度对活性炭脱硫的影响。结果表明，当温度到170℃以上时，反应快速生成的三氧化硫占据了所有的活性中心，使吸附很快达到饱和，脱硫效果并不理想。当温度低于170℃时，三氧化硫的形成比三氧化硫的解吸慢，吸附不会很快达到饱和，脱硫效果较好。由于活性炭(焦)脱硫温度低，操作简单，产生的硫酸还可以作为副产品回收利用，因此，用活性炭(焦)脱硫是一种很有潜力的脱硫方法。但该法投资大、运行成本高，运行的安全稳定性差，吸附SO2的活性炭(焦)解析后产生的酸为混合酸,要求设备防腐性能高。如上所述，由于受烟气自身性质及污染物种类多等因素的影响，目前广泛采用的烧结烟气脱硫技术均存在投资较大、运行成本较高、占地面积大等不足，如何结合烧结烟气自身特点，开发投资省、运行成本低的脱硫技术已成为当前钢铁企业降低铁前成本的技术重点。
技术实现思路
本专利技术针对现有烧结烟气脱硫技术投资大、运行成本高等问题，提供一种系统简单、节能降耗、占地面积小、设备投资和运行成本低的一种烧结烟气在线脱硫工艺。本专利技术工艺包括烧结气流在风机的抽吸作用下穿过烧结料层、铺底料、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道；沿烧结机台车行进方向将烧结机依次分为点火区域、低温烟气区域、烟气快速升温区域、NOx浓度快速降低区域和高温烟气区域；所述点火区域长约4米，占2－3个风箱；所述低温烟气区域占烧结机总长度的45－55％；所述烟气快速升温区域占烧结机总长度的15－20％；所述NOx浓度快速降低区域占烧结机总长度的15－20％，所述高温烟气区域占2－4个风箱，所述低温烟气区域对应的风箱侧壁上沿周向安装至少1层氨水喷嘴，所述风箱内由喷嘴喷出的氨水水雾与进入所述风箱内的烧结烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵。所述喷嘴喷出口倾斜向上，使喷出的氨水喷出方向与烟气流动方向的夹角大于90度。所述烧结烟气至少通过2条烟气主烟道进行收集，所述2条烟气主烟道分别为低温烟气主烟道和高温烟气主烟道；所述高温烟气主烟道收集烟气快速升温区域、NOx浓度快速降低区域和高温烟气区域的烧结烟气，所述低温烟气主烟道收集点火区域和低温烟气区域的烧结烟气。所述高温烟气主烟道收集的烧结烟气进入低温烟气区域烧结料层上方的高温烟气循环罩内，在低温烟气风机的抽吸作用下进入烧结料层再次参与烧结。所述高温烟气主烟道内的烧结烟气进入高温烟气循环罩前，先向烟气中补充氧气，并通过管道混合器混合。所述紧邻烟气快速升温区域的低温烟气区域对应的4-7组风箱的烟气出口通过交换阀分别连接低温烟气主烟道和高温烟气主烟道。所述高温烟气循环罩上均布若干根气流平衡管，所述气流平衡管上安装有单向翻板阀，空气通过所述平衡管由上向穿过翻板阀进入烧结料层。所述高温烟气循环罩的边缘内侧安装若干个温度监测器，监测信号与高温烟气风机及低温烟气风机联锁。所述温度监测器监测到该处气流温度高于室温时，切换连接两个主烟道的风箱烟气出口交换阀，调节进入烟气主烟道的烧结烟气量。所述温度监测器监测到该处气流温度高于室温时，调整连接相应烟气主烟道的风机抽风量。所述喷嘴喷出的氨水的含氨量与烟气中二氧化硫含量的摩尔比为1.9∶1。所述台车及烧结混合料倾斜向上从机头运行到机尾，所述烧结气流及烧结火焰锋面垂直于台车行进方向，倾斜向下穿过烧结料层。所述台车及台车上的烧结混合料倾斜向上从机头运行到机尾，倾斜度为5-15％。所述烧结烟气至少通过3条烟气主烟道进行收集，所述3条烟气主烟道分别为低温烟气主烟道、高NOx烟气主烟道和高温烟气主烟道；所述高温烟气主烟道收集高温烟气区域和紧邻高温烟气区域的NOx浓度快速降低区域1-2组风箱的烧结烟气；所述低温烟气主烟道收集点火区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结烟气在线脱硫工艺，包括烧结气流在风机的抽吸作用下穿过烧结料层、铺底料、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道；沿烧结机台车行进方向将烧结机依次分为点火区域、低温烟气区域、烟气快速升温区域、NOx浓度快速降低区域和高温烟气区域；所述点火区域长约4米，占2－3个风箱；所述低温烟气区域占烧结机总长度的45－55％；所述烟气快速升温区域占烧结机总长度的15－20％；所述NOx浓度快速降低区域占烧结机总长度的15－20％，所述高温烟气区域占2－4个风箱，其特征在于，所述低温烟气区域对应的风箱侧壁上沿周向安装至少1层氨水喷嘴，所述风箱内由喷嘴喷出的氨水水雾与进入所述风箱内的烧结烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵。/n

【技术特征摘要】
1.一种烧结烟气在线脱硫工艺，包括烧结气流在风机的抽吸作用下穿过烧结料层、铺底料、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道；沿烧结机台车行进方向将烧结机依次分为点火区域、低温烟气区域、烟气快速升温区域、NOx浓度快速降低区域和高温烟气区域；所述点火区域长约4米，占2－3个风箱；所述低温烟气区域占烧结机总长度的45－55％；所述烟气快速升温区域占烧结机总长度的15－20％；所述NOx浓度快速降低区域占烧结机总长度的15－20％，所述高温烟气区域占2－4个风箱，其特征在于，所述低温烟气区域对应的风箱侧壁上沿周向安装至少1层氨水喷嘴，所述风箱内由喷嘴喷出的氨水水雾与进入所述风箱内的烧结烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵。


2.如权利要求1所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述喷嘴喷出口倾斜向上，使喷出的氨水喷出方向与烟气流动方向的夹角大于90度。


3.如权利要求1所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述烧结烟气至少通过2条烟气主烟道进行收集，所述2条烟气主烟道分别为低温烟气主烟道和高温烟气主烟道；所述高温烟气主烟道收集烟气快速升温区域、NOx浓度快速降低区域和高温烟气区域的烧结烟气，所述低温烟气主烟道收集点火区域和低温烟气区域的烧结烟气。


4.如权利要求1所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述高温烟气主烟道收集的烧结烟气进入低温烟气区域烧结料层上方的高温烟气循环罩内，在低温烟气风机的抽吸作用下进入烧结料层再次参与烧结。


5.如权利要求4所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述高温烟气主烟道内的烧结烟气进入高温烟气循环罩前，先向烟气中补充氧气，并通过管道混合器混合。


6.如权利要求3所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述紧邻烟气快速升温区域的低温烟气区域对应的4-7组风箱的烟气出口通过交换阀分别连接低温烟气主烟道和高温烟气主烟道。


7.如权利要求4所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述高温烟气循环罩上均布若干根气流平衡管，所述气流平衡管上安装有单向翻板阀，空气通过所述平衡管由上向穿过翻板阀进入烧结料层。


8.如权利要求4所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述高温烟气循环罩的边缘内侧安装若干个温度监测器，监测信号与高温烟气风机及低温烟气风机联锁。


9.如权利要求8所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述温度监测器监测到该处气流温度高于室温时，切换连接两个主烟道的风箱烟气出口交换阀，调节进入烟气主烟道的烧结烟气量。


10.如权利要求9所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述温度监测器监测到该处气流温度高于室温时，调整连接相应烟气主烟道的风机抽风量。


11.如权利要求1所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述喷嘴喷出的氨水的含氨量与烟气中二氧化硫含量的摩尔比为1.9∶1。


12.如权利要求1所述的一种烧结烟气在线脱硫工艺，其特征在于，所述台车及烧结混合料倾斜向上从机头运行到机尾，所述烧结气流及烧结火焰锋面垂直于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，胡文才，乔越，许丽娟，张艺，卫书杰，
申请(专利权)人：江苏集萃冶金技术研究院有限公司，武汉科技大学，武汉悟拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32