CN102188905A

CN102188905A - 提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法

Info

Publication number: CN102188905A
Application number: CN2011101213105A
Authority: CN
Inventors: 张传秀; 吴伟
Original assignee: Baosteel Engineering and Technology Group Co Ltd
Current assignee: Baosteel Engineering and Technology Group Co Ltd
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2031-05-11
Also published as: CN102188905B

Abstract

本发明涉及一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，包括以下步骤：（1）从主烟道抽取总烟气中部的烟气进行烟气循环，尤其是从机头至机尾20%至70%之间的区域抽取烟气进行烟气循环；在烧结台车上部循环罩内烟气中的含氧量应不低于18%；（2）在烧结辅料中均匀配入一种铁矿作为催化剂。本发明提供一种低成本、低能耗的提高烧结机烟气循环脱NOx的技术方法；其技术关键在于，在烧结机烟气循环的基础上将一种铁矿均匀地加入烧结料中，从而提高NOx的脱除效率。本发明的技术实施是在烧结机烟气循环的基础上进行的，可以在不增加设备和建设投资、不增加能耗和运行成本的情况下将循环烟气的脱NOx效率提高至80%～90%。

Description

提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法

技术领域

本发明涉及烧结烟气循环氮氧化合物（NOx）减排，符合国家环境保护政策和节能减排及低碳经济要求，属钢铁冶金领域的烧结烟气氮氧化合物减排技术，是一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法。

背景技术

烧结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、NOx、SO₂、CO、HCl、HF、碱金属、多种重金属和包括PCDD/F在内的多种有机物等。烧结是钢铁联合企业最大的NOx排放源，该单元NOx排放量占全厂排放总量的50%～60%（不含自备电厂），浓度范围一般为150～700mg/Nm³，平均浓度大致为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；国家环保部已将NOx列入“十二五”总量控制指标，火电行业NOx减排将首当其冲，预计“十二五”中后期会将钢铁行业的NOx减排提上议事日程。

目前，国内燃烧烟气脱硝技术已经在电厂开始应用，技术上也相对成熟，以氨作还原剂的SCR催化还原减排技术应用最为广泛。但烧结不同于电厂，烧结机烟气与电厂燃煤锅炉烟气有很大的不同，将电厂SCR脱硝工艺直接搬到钢铁行业的烧结机上是行不通的，而且运行成本大得惊人，这是由于以下原因：

烧结机烟气成份复杂、波动性大，具有如下特点：一是烟气量大，每吨烧结矿产生的烟气量在3500～5000m³（工况）；二是NOx浓度波动大，浓度范围一般在150～700mg/Nm³；三是各风箱烟气温度变化大，一般为50℃～400℃；四是烟气流量变化大，变化幅度可达40%左右；五是烟气中水分含量大且不稳定，一般为10%～13%；六是含氧量高，一般为13%～19%；七是烟气中含有多种污染物，除颗粒物、SO₂、NOx外，还含有碱金属、重金属、PCDD/F以及其它多种有机物；八是总烟气中的NOx平均浓度偏低，一般为250～400mg/Nm³，远低于电厂烯煤锅炉烟气，不利于提高脱除效率；九是将电厂SCR工艺照搬用到烧结机上，由于催化剂和氨还原剂的消耗将会使得单位NOx的脱除成本高得惊人。

烧结机烟气循环脱NOx可以做到负能耗运行，但只能脱除循环烟气中60%～70%的NOx。

烧结机烟气循环在上个世纪中叶就被提出来了，直至上个世纪80年代的后期才开始研发实施；这一技术是在热风烧结的基础上发展起来的，也属热风烧结的一种。国外实施烧结机烟气循环的有荷兰Hoogovens Ijmuiden厂132m²烧结机（烟气循环率40%～45%）、德国克鲁斯厂三台烧结机（烟气循环率40%～50%）、新日铁480m²烧结机（烟气循环率28%）、VAI钢铁冶炼公司190m²烧结机（1/3的风箱数参与循环）等，中国台湾的中钢（改造后的XX烧结机）和中钢控股的龙钢也实施了该技术。该技术在中国大陆尚属空白，处在研发阶段。

有鉴于此，寻求一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法成为该领域技术人员的追求目标。

发明内容

本发明的任务是提供一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，它克服了现有技术的困难，是一种实现低成本、低能耗提高烧结机烟气循环脱NOx的技术方法，在烧结机烟气循环的基础上将一种铁矿均匀地加入烧结料中，从而提高NOx的脱除效率。

本发明的技术解决方案如下：

一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，包括以下步骤：

（1）从主烟道抽取总烟气中部的烟气进行烟气循环，尤其是从机头至机尾20%至70%之间的区域抽取烟气进行烟气循环；在烧结台车上部循环罩内烟气中的含氧量应不低于18%；

（2）在烧结辅料中均匀配入一种铁矿作为催化剂。

所述步骤（1）中的最大循环量为50%。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在烧结机烟气循环的基础上，用于提高NOx催化减排效率的上述铁矿可以混入烧结辅料一并加工后配入烧结料，不需要增加任何设备、设施和建设投资。

2、在不增加任何设备和建设投资的情况下，可以使循环烟气中NOx的减排效率提高20%左右（由原来的60%～70%提高至80%～90%），进一步强化了烟气循环的NOx减排效果。

3、这种铁矿来源比较广泛，而且价格低廉，不需要如常规SCR催化剂那样复杂的生产及加工过程，只需要简易的机械加工即可以直接使用。

4、这种起催化作用的铁矿的主要成份属烧结配料有用成份，对一般钢铁产品的生产没有不利影响。

5、在烧结机烟气循环的基础上，购进这种铁矿后随时都可以施行，不需要建设周期。

由于现有烧结机烟气循环脱NOx可以做到负能耗运行，但只能脱除循环烟气中60%～70%的NOx。本发明的技术实施是在烧结机烟气循环的基础上进行的，可以在不增加设备和建设投资、不增加能耗和运行成本的情况下将循环烟气的脱NOx效率提高至80%～90%。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的设备结构图。

图2为本发明的第二实施例的设备结构图。

附图标记：

1为上部烟罩，2为循环风机，3为循环除尘器，4为混风调节阀，5为混风调节管道，6为循环管道，7为挡板阀，8为主除尘器，9为脱硫装置，10为风机，11为烟囱，12为粗除尘器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

实施例1

参看图1，本发明提供了一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，包括以下步骤：

（1）从主烟道抽取总烟气中部的烟气进行烟气循环；

（2）在烧结辅料中均匀配入此种铁矿催化剂。

烧结台车上部循环罩内烟气中的含氧量应不低于18%，最大循环量为50%。

本实施例的实施方式如下：

如图1所示，图中标号：1为上部烟罩，2为循环风机，4为混风调节阀，5为混风调节管道，6为循环管道，7为挡板阀，8为主除尘器，9为脱硫装置，10为风机，11为烟囱，12为粗除尘器。

由于烧结机烟气量比较大，NOx平均浓度要比电厂燃煤锅炉低得多，可以从主烟道抽取总烟气中的一部分烟气进行烟气循环（最大循环量可以达到50%左右），然后在烧结辅料中配入这种铁矿即可。

实施的关键是：其一，这种铁矿应均匀地混入配入量比较小的烧结辅料中使用，这样可以使这种铁矿在烧结配料中的分布更加均匀；其二，烧结台车上部循环罩内烟气中的含氧量应不低于18%，主烟道循环烟气中的含氧量不够可采用环冷机热风补充。

实施例2

参看图2，本发明提供了一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，包括以下步骤：

（1）从机头至机尾20%至70%之间的区域抽取烟气进行烟气循环；

（2）在烧结辅料中均匀配入此种铁矿作为催化剂。

本实施例的实施方式如下：

如图2所示，图中标号：1为上部烟罩，2为循环风机，3为循环除尘器，4为混风调节阀，5为混风调节管道，6为循环管道，7为挡板阀，8为主除尘器，9为脱硫装置，10为风机，11为烟囱。

由于烧结机各风箱排出烟气中NOx的浓度峰值大致出现沿烧结机机头至机尾水平方向的1/3处，此处的NOx浓度峰值可达全烟气NOx平均浓度的3～4倍，据此，可以将烧结机机头至机尾划分成高浓度区域（从机头至机尾20%至70%之间的区域）和低浓度区域（其余部分），高浓度区域NOx的产生量占NOx总产生量的70%～80%，部分烟气循环脱硝可以只取这部分高浓度烟气用于循环，这样可以进一步提高NOx的减排效率。

由于从烧结机机头至机尾方向大约20%～70%之间的区域为氮氧化物高浓度区域，此区域的烟气量大约占整台烧结机总烟气量的40%～50%，而NOx总量则要占到整个烧结机产生总量的65%～80%，此区间NOx的浓度峰值可达全烟气NOx平均浓度的3～4倍。取这部分烟气循环可以达到较好的负能耗减排效果，一般情况下循环烟气中的NOx减排效率可以达到60%～70%。或者是取全烟气中的部分烟气进行循环，NOx减排效率也可达到60%～70%。

通过研究发现：含NOx的循环烟气通过烧结床1300℃以上高温料层时能被CO还原，化学反应方程式为“2NO+2CO＝N₂+2CO₂”，是烧结配料中的某些物质起到了催化作用，但直至目前人们对这种催化还原的机理仍不清楚。将这种铁矿均匀地加入烧结料中，这种“催化”作用将会被强化，脱NOx效率可以提高20%左右，即将烟气循环的脱硝效率由原来的60%～70%提高至80%～90%，NOx减排效果比较明显。这种铁矿来源比较广泛且含有烧结配料有用成份，对于一般钢铁产品的生产没有不利影响。

本发明的目的就是要根据上述研究结果提供一种低成本、低能耗的提高烧结机烟气循环脱NOx的技术方法；其技术关键在于，在烧结机烟气循环的基础上将一种铁矿均匀地加入烧结料中，从而提高NOx的脱除效率。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims

1.一种提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，其特征在于，包括以下步骤：

（2）在烧结辅料中均匀配入一种铁矿作为催化剂。

2.如权利要求1所述的提高烧结机烟气循环氮氧化合物减排效率的低碳方法，其特征在于：所述步骤（1）中的最大循环量为50%。