低能耗烧结烟气氮氧化物减排系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种低能耗烧结烟气氮氧化物减排系统及其方法，该系统包括氮氧化物高浓度区域风箱Ａ、氮氧化物低浓度区域风箱Ｂ、脱硝除尘器、脱硝装置、除尘器、脱硫装置、主抽风机、排放烟囱以及循环回路。脱硝除尘器连接风箱Ａ，收集风箱中的烟气，脱硝除尘器依次连接脱硝装置和脱硫装置，将除尘并脱硝后的烟气导入脱硫装置。除尘器连接氮氧化物低浓度区域风箱Ｂ，收集烟气，除尘器连接脱硫装置，将除尘后的烟气导入脱硫装置。脱硫装置依次连接主抽风机和排放烟囱，将烟气脱硫后排入大气。循环回路至少包括循环烟罩、循环风机、循环烟气除尘器以及循环管道。该方法包括收集烟气、除尘、脱硝、脱硫、排放到大气等步骤。本发明专利技术的整个系统相对简单，节能减排效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶金领域的烧结烟气氮氧化物减排工艺，具体地说是涉及一种钢 铁冶金领域的。
技术介绍
烧结生产是钢铁生产的重要工艺单元，烧结生产过程中产生多种大气污染物，如 颗粒物、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、氯化氢、氟化氢、碱金属、多种重金属和包括二恶 英在内的多种有机物等。烧结是钢铁联合企业最大的氮氧化物排放源，占全厂排放总量 的60%左右(不含自备电厂)，浓度范围一般为150 700mg/Nm3，平均浓度大多在250 350mg/Nm3。随着国民经济的发展和人们对环境保护要求的日益提高，国家对氮氧化物的排 放要求将会更加严格，烧结机氮氧化物的减排在几年之后必将提上议事日程。氮氧化物脱除在国内电力行业已经开始应用，技术上也相对成熟。但烧结烟气与 电厂燃煤锅炉烟气有着本质上的不同，将电厂脱硝工艺照搬到钢铁行业的烧结机上是行不 通的，目前国内烧结烟气脱除氮氧化物仍属空白。烧结机产生的烟气量很大，但各个风箱烟 气中的NOx浓度却是大不一样的，总平均浓度要比电厂燃煤锅炉烟气低得多，不利于提高 氮氧化物的脱除效率；如果对全烟气脱硝，不仅总脱除效率低，而且运行成本也将会高得惊 人。有鉴于此，寻求一种钢铁行业铁前系统低能耗烧结烟气氮氧化物减排系统及其方 法成为该领域技术人员的追求目标。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种，它解决了 上述现有技术所存在的问题，符合国家环境保护政策和节能减排要求，达到了将烧结机排 放的烟气脱硝，且结构简单，投入资金少，使用方便安全的目的。本专利技术的技术解决方案如下—种低能耗烧结烟气氮氧化物减排系统，按氮氧化物浓度高低将烧结机台车下部 的所有抽风箱分为高浓度区域和低浓度区域，包括氮氧化物高浓度区域风箱A、氮氧化物低 浓度区域风箱B、脱硝除尘器、脱硝装置、除尘器、脱硫装置、主抽风机、排放烟 以及循环回 路；所述脱硝除尘器连接氮氧化物高浓度区域风箱A，收集该区域风箱中的烟气，脱硝 除尘器依次连接脱硝装置和脱硫装置，将除尘并脱硝后的烟气导入脱硫装置；所述除尘器连接氮氧化物低浓度区域风箱B，收集该区域中的烟气，除尘器连接脱 硫装置，将除尘后的烟气导入脱硫装置；所述脱硫装置依次连接主抽风机和排放烟@，将烟气脱硫后排入大气；所述循环回路至少包括循环烟罩、循环风机、循环烟气除尘器以及循环管道；所述循环烟罩罩盖在氮氧化物高浓度区域风箱A上方，循环烟罩通过循环管道连接脱硝除尘器与氮氧化物高浓度区域风箱A之间的管道，所述循环管道上设有循环风机以 及循环烟气除尘器。 所述循环管道上设有挡板阀门，控制从氮氧化物高浓度区域风箱A进入循环管道 的烟气比例。所述氮氧化物高浓度区域风箱A进入循环管道的烟气比例为50% 70%。所述循环管道连接带有混风阀门的混风调节管道，该连接节点位于循环烟气除尘 器与挡板阀门的管道上。所述氮氧化物高浓度区域风箱A设置在烧结机台车下部的中央，所述氮氧化物低 浓度区域风箱B设置在烧结机台车下部的两侧。所述氮氧化物高浓度区域风箱A占据烧结机台车下部总长度的50%左右。所述烧结机台车头部的氮氧化物低浓度区域风箱B占据烧结机台车下部总长度 的20% ；所述烧结机台车尾部的氮氧化物低浓度区域风箱B占据烧结机台车下部总长度的 30%。一种低能耗烧结烟气氮氧化物减排方法，采用所述的低能耗烧结烟气氮氧化物减 排系统，包括以下步骤A、收集高浓度区域的烟气，并从中抽取部分烟气循环回到烧结机的上部用作助燃 气体，将剩余烟气先除尘、后脱硝；B、收集低浓度区域的烟气并除尘；C、将上述两部分的烟气共同脱硫；D、将脱硫后的气体排放到大气。所述步骤A中收集的高浓度烟气占全烟气量的50%左右，用于循环的烟气量占收 集高浓度烟气量的50% 70%。所述步骤A和步骤B的顺序可以替换或并列。通过对氮氧化物的形成和烧结机各风箱烟气中氮氧化物浓度变化规律的研究，发 现从烧结机机头开始至机尾方向大约20%处到70%处之间的区域为氮氧化物高浓度区 域(即A区域)，此区域的烟气量大约占整台烧结机总烟气量的40 % 50 %，而NOx总量则 要占到整台烧结机产生总量的70% 80%;其它区域为氮氧化物低浓度区域(即B区域)， NOx产生量则只占到整台烧结机产生总量的20% 30%。将A区域高浓度烟气循环到烧结机台车用作助燃气体，发现烟气中的绝大部分 NOx都可以被烧结料层中的某些物质分解，循环后烟气中的NOx浓度略有升高。仅通过烟气 循环，就可以使整台烧结机NOx的排放总量减少30% 40%，再加上脱硝装置，NOx的排放 总量就可以减少60%以上。就“烟气循环”部分而言，循环风机要消耗电能，如果这部分烟气不循环而直接送 除尘、脱硝、脱硫并通过高烟囱排放将会消耗更多的电能；该区域烟气温度在100°C左右， 且含有一定数量的C0，循环后这部分烟气中的显热和潜热能够得到充分利用，可以节约固 体燃料8%左右(取决于循环的烟气量)。就脱硝系统而言，由于需要处理的烟气为高NOx 烟气，有利于提高脱硝装置的NOx脱除效率；由于需要脱硝处理的烟气量减少了 70% 80% (相对于全烟气脱硝)，可以大幅度降低脱硝装置的建设投资及其运行成本；不仅如 此，由于后续总处理烟气量减少了 35% 40%，除尘系统、脱硫设施的建设投资和运行成本也将明显降低。因此，本专利技术具有十分明显的节能减排效果。本专利技术的目的就是要根据上述研究结果提供一种综合性的低成本烧结NOx减排 工艺方案，即烧结烟气部分脱硝和部分烟气循环相结合的NOx减排技术。通过A区域高NOx 烟气循环分解掉循环烟气中80%的氮氧化物，同时将A区域高NOx未循环烟气送脱硝装置 进行脱硝处理，可以大幅度减少脱硝装置需要处理的烟气量，最大脱硝烟气量可降至全烟 气量的1/3 1/4。本专利技术的关键在于揭示了烧结生产过程中氮氧化物的形成情况和各风箱烟气中 氮氧化物浓度的变化规律，烧结机料层中的某些物质能将循环烟气中的氮氧化物分解；对 烧结烟气分区收集并循环处理，未循环的A区域高NOx烟气送专门设置的脱硝装置进行脱 硝处理，做到节能减排最大化。 本专利技术由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1、整个系统相对简单，除脱硝装置外并无重大关键性设备，施工、安装、运行管理 及检修维护都比较简单、方便，对现有烧结机改造可以不影响烧结生产，投运以后对烧结矿 的质量没有影响。2、利用烧结料层将循环烟气中的NOx分解从而达到NOx减排的目的，循环烟气 中NOx的脱除率可以达到80%左右，仅烟气循环就可以使整台烧结机NOx的排放总量减少 30% 40% (理想情况可以减排40%以上)；脱硝装置处理的烟气属高NOx烟气，有利于 提高脱硝装置的NOx脱除效率，“循环+脱硝”可以使整台烧结机NOx的排放总量减少60% 以上。3、循环烟罩设在A区域上部，不会使B区域未循环烟气中的NOx升高。4、采用本专利技术的技术，可以使需要脱硝处理的烟气量降至全烟气量的1/4左右， 总的脱硝成本将会大幅度降低；还可以充分利用循环烟气中的显热和潜热，减少烧结工序 固体燃料的使用量8%左右。5、采用本专利技术以后，由于排放总烟气量的减少和烟气中SO2浓度的富集升高，有利 于提高SO2的脱除效率，有利于降低各类主要污染物的排放总量，除尘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗烧结烟气氮氧化物减排系统，按氮氧化物浓度高低将烧结机台车下部的所有抽风箱分为高浓度区域和低浓度区域，其特征在于：包括氮氧化物高浓度区域风箱Ａ、氮氧化物低浓度区域风箱Ｂ、脱硝除尘器、脱硝装置、除尘器、脱硫装置、主抽风机、排放烟囱以及循环回路；所述脱硝除尘器连接氮氧化物高浓度区域风箱Ａ，收集该区域风箱中的烟气，脱硝除尘器依次连接脱硝装置和脱硫装置，将除尘并脱硝后的烟气导入脱硫装置；所述除尘器连接氮氧化物低浓度区域风箱Ｂ，收集该区域中的烟气，除尘器连接脱硫装置，将除尘后的烟气导入脱硫装置；所述脱硫装置依次连接主抽风机和排放烟囱，将烟气脱硫后排入大气；所述循环回路至少包括循环烟罩、循环风机、循环烟气除尘器以及循环管道；所述循环烟罩罩盖在氮氧化物高浓度区域风箱Ａ上方，循环烟罩通过循环管道连接脱硝除尘器与氮氧化物高浓度区域风箱Ａ之间的管道，所述循环管道上设有循环风机以及循环烟气除尘器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张传秀，吴伟，刘平，刘旭华，王彦宁，冀蓉，王永忠，
申请(专利权)人：宝钢工程技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]