基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，技术方案包括烧结机台车、烧结气流及助燃烧结后形成的烟气烟气、烧结混合料及烧结后形成的烧结矿；沿台车行进方向将烧结机依次分为点火区域、低温烟气区域、SO

【技术实现步骤摘要】
基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺
本专利技术涉及环保领域的工业烟气净化工艺，具体的说是基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺。
技术介绍
随着近几年国家对环保要求的不断提高，国内钢铁企业的烧结烟气均进行了脱硫脱硝处理。烟气脱硫技术可分为干法和湿法脱硫技术，干法技术主要指循环流化床技术，湿法技术主要有石灰石/石灰-石膏法、氨-硫酸铵法、双减法和海水脱硫技术。烧结烟气具有烟气量波动较大的特点，循环流化床技术存在塌床的技术风险；氨-硫酸铵法脱硫效率高，但是因为工艺自身特点存在易产生气溶胶、氨逃逸等二次污染、且腐蚀性强、硫酸铵结晶困难等问题；双碱法因为脱硫剂再生困难，且易产生高盐度废水，已经属于淘汰工艺；海水脱硫技术有地域性限制；石灰石/石灰-石膏法能够适应烧结机工况复杂，烟气量大、温度低、变化大、烟气成分复杂，含氧量高等特点，且石灰石资源丰富，品质较优，因此石灰石-石膏法具有天然优势，在烧结机烟气脱硫项目中应用广泛，且运行稳定。在脱硝技术方面，SCR或SNCR工艺是目前较成熟且应用较为广泛的技术，且运行稳定。但由于钢铁厂烧结烟气的温度较低(<200℃)，烟气量大、变化大等特点，很难直接采用燃煤锅炉烟气脱硝常用的SCR技术(最佳反应温度320-20℃)或SNCR技术(最佳反应温度800-1200℃)，需要通过工艺优化和技术创新后，再应用于钢铁厂烧结烟气脱硝。目前国内外有两种方案。方案一：采用低温催化剂，烧结烟气经整流喷氨混合后，直接导入SCR反应器催化脱硝。其优点是不需对烟气加热升温，工艺路线简单，缺点在于低温催化剂技术目前国内还不成熟，且催化剂单价高，耗量大，初期投资大，脱硝效率低。方案二：采用中温催化剂，烧结烟气进入脱硝反应器之前，经过空气预热器预热和烟道燃烧器加热，烟气温度提高到中温催化剂最佳反应温度区间(320-420℃)，然后将烟气送往SCR反应器催化脱硝。其优点是中温催化剂在国内应用成熟、广泛，且脱硝效率高、单价便宜，催化剂耗量小，初期投资小，缺点在于需要加补燃器，需要提供燃料，另一方面还需考虑占地影响。基于方案一和方案二均存在严重的不足，近几年国内学者开发出了中低温的SCR脱硝催化剂，催化剂最佳反应温度区间(220-300℃)。尽管烧结烟气单独的脱硫及单独的脱硝工艺技术成熟，但在工程应用时，由于烧结烟气脱硫、脱硝工艺串联接，导致烟气净化工艺路线长，处理成本高。针对此，近几年国内通过技术引进并消化、改进，开发出了多种脱硫脱硝一体化技术，如氨法脱硫同步络合吸收脱硝技术、活性炭(焦)吸附法脱硫脱硝技术、高级氧化-吸收法脱硫脱硝技术等。(1)氨法脱硫同步络合吸收脱硝技术由武汉钢铁(集团)公司和武汉科技大学共同开发，其原理是在氨水吸收液中添加络合剂，在吸收液化学吸收烟气中的二氧化硫的同时，对烟气中的NOx同时被络合吸收下来。该技术在武钢五烧结车间进行了现场试验，脱硝效率达60％。但由于络合剂的再生循环利用成本高，同时氨法脱硫存在的气溶胶等问题，导致该技术未能有效推广应用。(2)活性焦吸附法最早由德国Bergbau-Forschung公司开发。吸附剂活性焦在移动床吸附塔中自上而下缓慢移动，烟气以错流方式穿过移动床层，烟气中的SO2被吸附并与O2生成SO3，进而与吸附态的H2O反应生成硫酸储存在吸附剂微孔中。NOx与SO2存在竞争吸附，当SO2吸附完全时，活性焦开始脱硝，这时可向塔内通氨，氨与被吸附的NOx作用生成氮气，随净化后的烟气排空。吸附饱和的吸附剂经由卸料器排出送至再生塔，经再生循环使用，再生得到的高浓度SO2气体可进一步的转换成液态SO2或H2SO4。国内引进的第一条烧结烟气活性焦吸附法脱硫脱硝工艺在太钢，采用的也是错流方式，脱硝效率较低，约40％。经过近几年改进，目前烧结烟气活性焦吸附法脱硫脱硝工艺在国内很多钢厂得应用。但其投资大、运行成本高、运行的安全稳定性难以保证。无论是单独的脱硫或脱硝，还是脱硫脱硝一体化技术，其技术目标都是针对烧结烟气的末端治理，所以技术的特点决定了脱硫脱硝的投资大、运行成本高。要有效降低投资和运行成本，必须从源头，从烧结工艺过程本身进行污染的减排。
技术实现思路
本专利技术针对现有烧结烟气脱硫脱硝投资大、运行成本高、废弃催化剂处理难等一系列问题，提供一种工艺方案简单、不外购催化剂、节能降耗、占地面积小、烟气脱硝设备投资和运行成本低的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺。本专利技术工艺包括烧结机及其台车、烧结气流以及助燃烧结后形成的烟气烟气、烧结混合料以及烧结后形成的烧结矿；所述烧结气流在风机的抽吸作用下进入烧结混合料层助燃烧结形成烧结烟气，并穿过烧结混合料层、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道；所述烧结混合料在烧结气流的助燃下高温烧结形成烧结矿，所述烧结矿随台车在烧结机机尾固定弯道处卸入烧结矿冷却炉内；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、SO2浓度快速升高区域、SO2浓度快速降低区域和高温烟气区域等5个区域；所述烧结烟气分别通过低温烟气主烟道、高SO2烟气主烟道和高温烟气主烟道进行收集，所述低温烟气主烟道收集点火区域的烧结烟气，以及低温烟气区域紧邻点火区域70-80％的低温烧结烟气，所述高SO2烟气主烟道收集SO2浓度快速降低区域和SO2浓度快速升高区域的烧结烟气，以及低温烟气区域紧邻SO2浓度快速升高区域20-30％的低温烧结烟气，所述高温烟气主烟道收集高温烟气区域的低温烧结烟气。所述低温烟气主烟道内的烧结烟气通过喷入过量的氨水脱硫后经低温烟气管道引到低温循环烟气罩内；所述高SO2烟气主烟道内的烧结烟气与氧气混合后经高SO2循环烟气管道进入低温烟气区域烧结料层上方的高SO2烟气循环罩内，在风机的抽吸作用下，烟气再次进入烧结料层作为助燃空气参与烧结；所述高温烟气主烟道内的烧结烟气分成高温循环烟气和高温外排烟气两部分，所述高温循环烟气与氧气混合后经高温循环烟气管道进入SO2浓度快速降低区域和SO2浓度快速升高区域烧结料层上方的高温烟气循环罩内，在风机的抽吸作用下，烟气再次进入烧结料层作为助燃空气参与烧结，所述高温外排烟气经高温外排烟气管道、高温外排烟气除尘器进入余热锅炉回收余热后，深度除尘外排。在所述低温烟气主烟道对应的风箱侧壁上沿周向安装至少1层氨水喷嘴，并通过喷嘴向烟气中喷入氨水，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，在风箱内，所述喷出的氨水与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵。所述低温烟气区域和SO2浓度快速升高区域交界处的2-4组风箱烟气出口通过交换阀分别连接低温烟气主烟道和高SO2烟气主烟道。所述高温烟气区域和SO2浓度快速降低区域交界处的2-4组风箱烟气出口通过交换阀分别连接高SO2烟气主烟道和高温烟气主烟道。在所述低温烟气管道侧壁上沿周向安装至少1层氨水或液氨喷嘴，所述喷嘴喷出氨水或液氨，所述氨水或液氨在烧结烟气中气化成氨气并与烧结烟气一同进入管道混合器混合后进入低温循环烟气罩内；在所述高SO2循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，包括烧结机及其台车、烧结气流以及助燃烧结后形成的烟气烟气、烧结混合料以及烧结后形成的烧结矿；所述烧结气流在风机的抽吸作用下进入烧结混合料层助燃烧结形成烧结烟气，并穿过烧结混合料层、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道，所述烧结混合料在烧结气流的助燃下高温烧结形成烧结矿，所述烧结矿随台车在烧结机机尾固定弯道处卸入烧结矿冷却炉内；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、SO

【技术特征摘要】
1.基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，包括烧结机及其台车、烧结气流以及助燃烧结后形成的烟气烟气、烧结混合料以及烧结后形成的烧结矿；所述烧结气流在风机的抽吸作用下进入烧结混合料层助燃烧结形成烧结烟气，并穿过烧结混合料层、烧结机台车篦子、台车下方风箱进入主烟道，所述烧结混合料在烧结气流的助燃下高温烧结形成烧结矿，所述烧结矿随台车在烧结机机尾固定弯道处卸入烧结矿冷却炉内；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、SO2浓度快速升高区域、SO2浓度快速降低区域和高温烟气区域等5个区域，其特征在于，所述烧结烟气分别通过低温烟气主烟道、高SO2烟气主烟道和高温烟气主烟道进行收集，所述低温烟气主烟道收集点火区域的烧结烟气，以及低温烟气区域紧邻点火区域70-80％的低温烧结烟气，所述高SO2烟气主烟道收集SO2浓度快速降低区域和SO2浓度快速升高区域的烧结烟气，以及低温烟气区域紧邻SO2浓度快速升高区域20-30％的低温烧结烟气，所述高温烟气主烟道收集高温烟气区域的低温烧结烟气。


2.如权利要求1所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，所述低温烟气主烟道内的烧结烟气通过喷入过量的氨水脱硫后经低温烟气管道引到低温循环烟气罩内；所述高SO2烟气主烟道内的烧结烟气与氧气混合后经高SO2循环烟气管道进入低温烟气区域烧结料层上方的高SO2烟气循环罩内，在风机的抽吸作用下，烟气再次进入烧结料层作为助燃空气参与烧结；所述高温烟气主烟道内的烧结烟气分成高温循环烟气和高温外排烟气两部分，所述高温循环烟气与氧气混合后经高温循环烟气管道进入SO2浓度快速降低区域和SO2浓度快速升高区域烧结料层上方的高温烟气循环罩内，在风机的抽吸作用下，烟气再次进入烧结料层作为助燃空气参与烧结，所述高温外排烟气经高温外排烟气管道、高温外排烟气除尘器进入余热锅炉回收余热后，深度除尘外排。


3.如权利要求1所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，在所述低温烟气主烟道对应的风箱侧壁上沿周向安装至少1层氨水喷嘴，并通过喷嘴向烟气中喷入氨水，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，在风箱内，所述喷出的氨水与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵。


4.如权利要求1所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，所述低温烟气区域和SO2浓度快速升高区域交界处的2-4组风箱烟气出口通过交换阀分别连接低温烟气主烟道和高SO2烟气主烟道。


5.如权利要求1所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，所述高温烟气区域和SO2浓度快速降低区域交界处的2-4组风箱烟气出口通过交换阀分别连接高SO2烟气主烟道和高温烟气主烟道。


6.如权利要求1或2所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，在所述低温烟气管道侧壁上沿周向安装至少1层氨水或液氨喷嘴，所述喷嘴喷出氨水或液氨，所述氨水或液氨在烧结烟气中气化成氨气并与烧结烟气一同进入管道混合器混合后进入低温循环烟气罩内；在所述高SO2循环烟气管道侧壁上沿周向安装至少1层氧气喷嘴，所述喷嘴喷出氧气，所述氧气与烧结烟气一同进入管道混合器混合后进入高SO2循环烟气罩内；在所述高温循环烟气管道侧壁上沿周向安装至少1层氧气喷嘴，所述喷嘴喷出氧气，所述氧气与烧结烟气一同进入管道混合器混合后进入高温循环烟气罩内。


7.如权利要求2所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，所述高SO2烟气循环罩覆盖低温烟气区域；所述高温烟气循环罩覆盖SO2浓度快速升高区域和SO2浓度快速降低区域；所述低温烟气循环罩覆盖高温烟气区域。


8.如权利要求1或2所述的基于烧结烟气分质循环偶合烟气污染物减排的烧结工艺，其特征在于，所述高温烟气循环罩、高SO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，许丽娟，李牧明，柯尊华，汪芮，童为硕，
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