CN103499216A

CN103499216A - 一种铁矿烧结烟气分段循环的方法

Info

Publication number: CN103499216A
Application number: CN201310443223.0A
Authority: CN
Inventors: 甘敏; 范晓慧; 陈许玲; 姜涛; 李光辉; 袁礼顺; 余志元; 季志云; 邓琼; 黄云松; 黄晓贤; 黄柱成; 郭宇峰; 杨永斌; 张元波; 李骞; 白国华; 许斌; 周阳; 王剑
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN103499216B

Abstract

本发明公开了一种铁矿烧结烟气分段循环的方法，将位于烧结机机尾含O₂浓度高的烧结烟气循环到烧结机头部烧结料面的头部烟罩中，将烧结机中尾部风箱中SO₂浓度最高的2～3个风箱的烟气送至脱硫系统进行脱硫，中尾部剩余风箱的烟气循环至烧结机中部料面的中部烟罩中。采用分段烟气循环后，可保证SO₂不被富集在烧结矿中，同时粉尘排放减少20～40%、NO_x20～40%、二噁英50～80%、CO20～45%。

Description

一种铁矿烧结烟气分段循环的方法

技术领域

本发明涉及一种铁矿烧结的方法，特别是涉及一种烟气循环降低烧结污染物排放的方法。

背景技术

钢铁行业是典型的高耗能、高污染产业，其节能减排对我国国民经济的可持续发展具有非常重要的现实意义。我国钢铁工业的炼铁系统以烧结-高炉流程为主，烧结矿是高炉炼铁的主要炉料，在我国占75％左右。烧结生产的工序能耗高，且烧结过程排放的烟气含有粉尘、COx、SOx、NOx以及二噁英和呋喃等高致癌物质，还排放酸性气体、重金属和碱金属等多种污染物。由于其废气量大、污染物种类多，是钢铁工业中重要的大气污染源。当前，我国烧结烟气净化设施大多是针对单种污染物，例如单一的除尘工艺、脱硫工艺、脱硝工艺等。随着环境对污染物减排的要求日益严格，近年国家对污染物减排十分重视，要求对多种污染物进行综合减排。

为降低废气处理成本，利用烧结烟气的余热，国外在20世纪末开始研究将烧结机大烟道中部分高温废气循环到烧结机前半部进行再利用的新方法。烟气循环到烧结料层时，烟气中的粉尘部分会被吸附并滞留于烧结料层中，以及烟气中的NOx被部分降解，二噁英在高温下会被热解；同时烟气中的CO、CH等化合物在烧结过程中发生二次燃烧放热，可降低固体燃耗，进一步降低NOx、SO₂等的排放。因此，烟气循环对污染物具有显著的综合减排效果。

目前，国内外主要有5种烟气循环方法，荷兰艾默伊登钢铁厂的EOS工艺、德国HKM的LEEP工艺、奥钢联林茨钢厂的EPOSINT工艺、日本新日铁区域性废气循环工艺以及我国宝钢开发的烧结机废气余热循环工艺。当前的循环工艺多采用一段循环，难以在烧结矿不富集硫的条件下实现最大化程度的多种污染物综合减排。例如LEEP工艺和EPOSINT工艺，主要将烧结机中尾部的烟气循环，因中尾部烟气中SO₂浓度高，SO₂易在循环过程中被吸附在烧结矿中而导致硫富集；而新日铁和宝钢的循环技术，只将烧结机尾部的高温烟气进行循环，而含有高SO₂、二噁英/呋喃、PAHs、重金属等的中尾部烟气没有得到有效处理，即使采用脱硫的净化技术，二噁英/呋喃、PAHs和重金属等也易吸附在脱硫副产物中而造成环境污染。

本发明针对烧结烟气中污染物的排放特点，通过合理设计烟气循环方式，开发一种烟气多段循环的方法，使得SO₂不会明显富集，同时使二噁英/呋喃、PAHs、重金属等多种污染物得到有效减排。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保证在烟气循环过程不发生明显的SO₂富集，使二噁英/呋喃、PAHs和重金属等多种污染物得到有效减排的铁矿烧结烟气分段循环的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的铁矿烧结烟气分段循环的方法，根据烧结机长度方向不同位置烟气成分的特点，将烧结烟气分为低温、高水蒸气的头部烟气，高SO₂、高污染物中尾部烟气和高温、高O₂尾部烟气，将烟气进行分段合理循环，将烧结机尾部占烧结机长度1/10～1/6的风箱烟气循环至烧结机头部烧结料面的头部烟罩中，保持烟气温度为200～300℃、O₂含量不低于18%，头部烟罩占烧结机面积的15～25%，同时将烧结机中尾部占烧结机长度1/4～1/3的风箱烟气进行分类处理，将其中SO₂浓度最高的2～3个风箱的烟气送至脱硫系统进行脱硫，中尾部剩余风箱烟气的循环至烧结机中部料面的中部烟罩中，保证进入中部料面的气体O₂含量不低于15%、SO₂浓度不高于800ppm，中部烟罩占烧结机面积的25～45%。

所述的头部烟罩中的温度和O₂含量通过兑入空气或烧结环冷机热废气进行调控。

所述的中部烟罩中的O₂含量和SO₂浓度通过兑入空气或烧结环冷机热废气保证。

将烧结机头部占烧结机长度1/2～13/20的烟气通过除尘后进行放散，除尘前通过兑入烧结环冷机低温段废气保证进入除尘系统的气体温度达到110℃，使其高于烟气的露点温度。

采用上述技术方案的铁矿烧结烟气分段循环的方法，通过开发合理的烟气循环方式（烟气导出位置、导入位置）控制进入烧结料面气体的SO₂浓度，从而保证烟气循环过程不发生明显的SO₂富集；同时根据中尾部污染物排放的特点，将SO₂浓度最高的烟气分出直接脱硫处理，而含有较高SO₂浓度和高污染物含量的烟气循环至烧结机中部料面，使二噁英/呋喃、PAHs在循环过程中降解，重金属等冷凝在烧结矿中。

本发明的特征及带来的有益效果：

（1）将烧结机尾部的高温、高O₂烟气循环到烧结机头部，有利于提高表层物料的烧结温度、延长高温时间，促进烧结物料成矿，减少表层烧结矿中游离CaO含量，抑制循环过程SO₂的吸附。

（2）利用SO₂呈峰值排放的特点，以及二噁英/呋喃、PAHs和重金属等主要在SO₂峰值浓度前排放的规律，将中尾部中SO₂浓度最高的风箱烟气抽出脱硫，而将剩余风箱的烟气循环到烧结机中部料面，可保证二噁英/呋喃、PAHs和重金属等在循环过程中得到减排。

（3）因分段循环是根据烧结的特点以及烟气排放的特点而开发的，不但利用了烧结烟气的余热，同时考虑了多种污染物的综合减排，以及避免了SO₂在循环过程中富集在烧结矿中，因此，采用本发明的分段循环工艺，不会影响烧结矿的产量、质量指标，而且不会增加烧结矿的硫含量，并起到了节能减排的作用。可减少烟气排放25～45%，减少粉尘排放20～40%、NO_x20～40%、二噁英50～80%、CO20～45%。

附图说明

图1为本发明烟气循环烧结的方法示意图。

图中：1—烧结机1，2—头部烟罩2，3—中部烟罩3，4—循环管道4，5—风箱5，6—第一风机6，7—第一除尘器7，8—循环烟道8，9—主烟道9，10—烟囱10，11—第二风机11，12—第二除尘器12。

具体实施方式

参见图1，烧结机1上设有头部烟罩2和中部烟罩3，烧结机1的机尾的3个风箱5连接到头部烟罩2，烧结机1的中尾部占烧结机长度1/4～1/3的风箱5烟气进行分类处理，将其中SO₂浓度最高的2～3个风箱5的烟气送至脱硫系统进行脱硫，中尾部剩余风箱5的烟气的采用第一除尘器7、第一风机6和循环管道4循环至烧结机中部料面的中部烟罩3中，烧结机1的头部占烧结机长度1/2～13/20的风箱5的烟气通过第二除尘器12和第二风机11后与烟囱10连接。

参见图1，一种铁矿烧结烟气分段循环的方法，根据烧结机长度方向不同位置烟气成分的特点，将烧结烟气分为低温、高水蒸气的头部烟气，高SO₂、高污染物中尾部烟气和高温、高O₂尾部烟气，将烟气进行分段合理循环，将烧结机尾部占烧结机长度1/10～1/6的风箱烟气循环至烧结机头部烧结料面的头部烟罩中，保持烟气温度为200～300℃、O₂含量不低于18%，温度和O₂含量通过兑入空气或烧结环冷机热废气进行调控，头部烟罩占烧结机面积的15～25%，同时将烧结机中尾部占烧结机长度1/4～1/3的风箱烟气进行分类处理，将其中SO₂浓度最高的2～3个风箱的烟气送至脱硫系统进行脱硫，中尾部剩余风箱烟气的循环至烧结机中部料面的中部烟罩中，通过兑入空气或烧结环冷机热废气保证进入中部料面的气体O₂含量不低于15%、SO₂浓度不高于800ppm，中部烟罩占烧结机面积的25～45%；将烧结机头部占烧结机长度1/2～13/20的烟气通过除尘后进行放散，除尘前通过兑入烧结环冷机低温段废气保证进入除尘系统的气体温度达到110℃，使其高于烟气的露点温度。

下面实例是对本发明的进一步说明，而不是限制发明的范围。

实施例1：

按照混匀铁矿60.73%、白云石5.58%、石灰石2.16%、生石灰4.62%、烧结返矿23.08%、焦粉3.85%的质量比配料（获得烧结矿化学成分为：TFe57.5%、SiO₂4.82%、R2.0、MgO2.0%）。烧结机1面积为450m²，总共24个风箱5。从烧结机1的机尾21～24号风箱5中（占烧结机长度1/6）引出烟气循环到头部烧结料层的头部烟罩2中，进入料面气体温度为200℃、O₂含量18%，头部烟罩2占烧结机1面积的25%。将烧结机1中尾部（占烧结机长度1/3，计8个风箱）中SO₂浓度最高的17～19号风箱5的烟气送至脱硫系统进行脱硫，将中尾部剩余风箱5的烟气循环至烧结机中部料面的中部烟罩3中，进入中部料面的气体O₂含量为15%、SO₂浓度800ppm，中部烟罩3占烧结机面积的45%。与普通烧结相比，采用分段烟气循环烧结技术，可减少粉尘30%、NO_x35%、二噁英60%、CO30%。

实施例2：

按照混匀铁矿61.03%、白云石6.12%、石灰石2.27%、生石灰3.50%、烧结返矿23.08%、无烟煤4.00%的质量比配料（获得烧结矿化学成分为：TFe58.02%、SiO₂5.05%、R1.90、MgO2.20%）。烧结机1面积为360m²，总共20个风箱。从烧结机1机尾19～20号风箱5中（占烧结机长度1/10）引出烟气循环到头部烧结料层的头部烟罩2中，进入料面气体温度为300℃、O₂含量19%，头部烟罩2占烧结机面积的15%。将烧结机中尾部（占烧结机长度1/4，计5个风箱）中SO₂浓度最高的16～17号风箱5烟气送至脱硫系统进行脱硫，将中尾部剩余风箱5的烟气循环至烧结机中部料面的中部烟罩3中，进入中部料面的气体O₂含量为17%、SO₂浓度600ppm，中部烟罩3占烧结机1的面积的25%。与普通烧结相比，采用分段烟气循环烧结技术，可减少粉尘20%、NO_x25%、二噁英50%、CO20%。

Claims

1.一种铁矿烧结烟气分段循环的方法，根据烧结机长度方向不同位置烟气成分的特点，将烧结烟气分为低温、高水蒸气的头部烟气，高SO₂、高污染物中尾部烟气和高温、高O₂尾部烟气，将烟气进行分段合理循环，其特征在于：将烧结机尾部占烧结机长度1/10～1/6的风箱烟气循环至烧结机头部烧结料面的头部烟罩中，保持烟气温度为200～300℃、O₂含量不低于18%，头部烟罩占烧结机面积的15～25%，同时将烧结机中尾部占烧结机长度1/4～1/3的风箱烟气进行分类处理，将其中SO₂浓度最高的2～3个风箱的烟气送至脱硫系统进行脱硫，中尾部剩余风箱烟气的循环至烧结机中部料面的中部烟罩中，保证进入中部料面的气体O₂含量不低于15%、SO₂浓度不高于800ppm，中部烟罩占烧结机面积的25～45%。

2.根据权利要求1所述的铁矿烧结烟气分段循环的方法，其特征在于：所述的头部烟罩中的温度和O₂含量通过兑入空气或烧结环冷机热废气进行调控。

3.根据权利要求1或2所述的铁矿烧结烟气分段循环的方法，其特征在于：所述的中部烟罩中的O₂含量和SO₂浓度通过兑入空气或烧结环冷机热废气保证。

4.根据权利要求1或2所述的铁矿烧结烟气分段循环的方法，其特征在于：将烧结机头部占烧结机长度1/2～13/20的烟气通过除尘后进行放散，除尘前通过兑入烧结环冷机低温段废气保证进入除尘系统的气体温度达到110℃，使其高于烟气的露点温度。