CN103954140A - 一种烧结机烟气低温脱硝系统及其方法 - Google Patents

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刘红娟
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Abstract

本发明提供了一种烧结机烟气低温脱硝系统及其方法,该系统包括烧结机(20)、除尘器(1)、脱硫装置(2)、第一换热器(4)、脱硝装置(5)和烧结矿冷却设备(21),烧结机(20)的风箱(10)依次与除尘器(1)、脱硫装置(2)、第一换热器(4)和脱硝装置(5)连通,烧结矿冷却设备(21)的烟箱与第一换热器(4)连通。采用该系统及方法后被选择烟气的脱硝效率高达60%~90%,由此在较低投资和运行费用下,实现烟气达标排放。

Description

一种烧结机烟气低温脱硝系统及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及汽烟气脱硝技术领域,具体的是一种烧结机烟气低温脱硝系统,还是一种烧结机烟气低温脱硝方法。
背景技术
[0002] 随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高,环境问题得到人们越来越多的重视,而作为与空气质量密切相关的污染物,氮氧化物一直受到国家的重点关注。钢铁企业烧结机作为重点NOx排放源,其脱硝也受到越来越多的关注。《重点区域大气污染防治“十二五”规划》明确要求全面开展氮氧化物污染防治,积极开展烧结机烟气脱硝示范,而2013年9月发布的《大气污染防治行动计划》更是要求加快重点行业脱硝改造。
[0003] 烧结机是钢铁厂最大的NOx排放源,约占钢铁厂排放量的50%〜60% (不含自备电厂),平均排放浓度通常在200mg/Nm3〜400mg/Nm3,也有150mg/Nm3〜700mg/Nm3的情况,排放温度多为100°C〜180°C,通常难以满足GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》。目前成熟的脱硝技术包括800°C〜1000°C时使用的SNCR,280°C〜350°C使用的中温SCR,以及150°C〜200°C及以上温度使用并要求低二氧化硫浓度的低温SCR,但是因为烧结烟气低温以及含二氧化硫等特性,难以直接移植上述技术。烧结烟气含硫浓度多在800mg/Nm3〜1500mg/Nm3,湿法脱硫后烟温多在50°C〜60°C,干法脱硫后烟温可以达到70°C〜90°C,但脱硫前后均无法满足低温SCR条件。
[0004] 近些年,国内有识之士也开始关注烧结行业的脱硝问题,并已经开展了这些方面的研究。如中国专利CN202478804U,公开日期2012年10月10日,公开的《一种烧结机烟气脱硫脱硝装置》,和中国专利CN103463976A,公开日期2013年12月25日,公开的一种《烧结、球团烟气SCR脱硫脱硝二恶英装置》均通过设置换热器和燃烧器提高烟气温度,进而采用SCR脱硝装置,但这些过程均需要设置燃烧器,消耗煤气或天然气,较难实现低能耗运行。为了实现烧结机烟气脱硝所需温度,目前专利多选择设置燃料燃烧器或电加热器等方式。
发明内容
[0005] 为了解决现有脱硝装置需要额外热源进行烟气加热脱硝的技术问题。本发明提供了一种烧结机烟气低温脱硝系统及其方法,采用该系统及方法后被选择烟气的脱硝效率高达60%〜90%,由此在较低投资和运行费用下,实现烟气达标排放。
[0006] 本发明为解决其技术问题采用的技术方案是:一种烧结机烟气低温脱硝系统,包括烧结机、除尘器、脱硫装置、第一换热器、脱硝装置和烧结矿冷却设备,烧结机的风箱依次与除尘器、脱硫装置、第一换热器和脱硝装置连通,烧结矿冷却设备的烟箱与第一换热器连通。
[0007] 脱硫装置和第一换热器之间设有脱硫引风机。
[0008] 脱硝装置连接有烟囱。[0009] 脱硝装置和烟囱之间设有脱硝引风机。
[0010] 烧结矿冷却设备的高温段烟箱和/或烧结矿冷却设备的中温段烟箱与第一换热器连通。
[0011] 脱硝装置为低温SCR脱硝装置,脱硝装置内的工作温度为150°C〜200°C。
[0012] 进入脱硝装置的烟气的温度为150°C〜200°C。
[0013] 第一换热器和脱硫装置还可以设有第二换热器,该第二换热器能够对脱硝装置的出口烟气和第一换热器的入口烟气进行换热。
[0014] 烧结机的全部风箱依次与除尘器、脱硫装置、第一换热器和脱硝装置连通,此时烧结机排出的烟气中氮氧化物的平均浓度为200mg/Nm3〜400mg/Nm3 ;或烧结机的高氮氧化物风箱依次与除尘器、脱硫装置、第一换热器和脱硝装置连通,该高氮氧化物风箱排出的烟气中氮氧化物的浓度为400mg/Nm3〜700mg/Nm3。
[0015] 一种烧结机烟气低温脱硝方法,该烧结机烟气低温脱硝方法使用了上述的烧结机烟气低温脱硝系统,该烧结机烟气低温脱硝方法包括以下步骤:
[0016] 步骤一、烧结机的风箱排出的烟气进入除尘器中除尘;
[0017] 步骤二、该烟气进入脱硫装置中脱硫;
[0018] 步骤三、该烟气在第一换热器中与烧结矿冷却设备换热;
[0019] 步骤四、该烟气进入脱硝装置中脱硝;
[0020] 步骤五、排出该烟气。
[0021] 本发明的有益效果是:该烧结机烟气低温脱硝系统及其方法利用烧结矿冷却设备的高温烟气余热,无需外加热源即可实现烟气的加热升温,然后经过低温SCR反应器脱硝,最后送入烟®达标排放。采用该系统及方法后被选择烟气的脱硝效率高达60%〜90%,由此在较低投资和运行费用下,实现烟气达标排放。
附图说明
[0022] 下面结合附图对本发明所述的烧结机烟气低温脱硝系统作进一步详细的描述。
[0023] 图1是该烧结机烟气低温脱硝系统的总体结构示意图。
[0024] 其中1.除尘器,2.脱硫装置,3.脱硫引风机,4.第一换热器,5.脱硝装置,6.脱硝引风机,7.烟囱,8.冷却设备的高温段烟箱,9.冷却设备的中温段烟箱,10.风箱,20.烧结机,21.烧结矿冷却设备。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图对本发明所述的烧结机烟气低温脱硝系统作进一步详细的说明。一种烧结机烟气低温脱硝系统,包括烧结机20、除尘器1、脱硫装置2、第一换热器4、脱硝装置5和烧结矿冷却设备21,烧结机20的风箱10依次与除尘器1、脱硫装置2、第一换热器4和脱硝装置5连通,烧结矿冷却设备21的烟箱与第一换热器4连通,如图1所示。
[0026] 然而烧结矿冷却设备21本身产生高温和中温烟气,可以直接利用这部分热量从而节省能源消耗;烧结矿冷却设备21通过第一换热器4与脱硫装置2排出的烟气换热,即对烧结矿冷却设备21的高温中温烟气进行了余热回收,省去了燃料消耗,或者省去了“余热锅炉产电-电加热器加热烟气”这样一个过程,能效更高。另外,烧结烟气在进入脱硝装置5之前需要先经过除尘器I除尘和脱硫装置2脱硫,使得粉尘和二氧化硫浓度达到国标要求,且二氧化硫浓度越低越好,如降至100mg/Nm3以下;
[0027] 脱硫装置2和第一换热器4之间设有脱硫引风机3。脱硝装置5连接有烟囱7。脱硝装置5和烟囱7之间设有脱硝引风机6。脱硫引风机3和脱硝引风机6可以分别设置,也
可以合并设置。
[0028] 烧结矿冷却设备的高温段烟箱8和烧结矿冷却设备的中温段烟箱9与第一换热器4连通,或烧结矿冷却设备的高温段烟箱8与第一换热器4连通,或烧结矿冷却设备的中温段烟箱9与第一换热器4连通,烧结矿冷却设备的高温段烟箱8排出烟气的温度为350°C〜500°C,烧结矿冷却设备的中温段烟箱9排出烟气的温度为250°C〜350°C。使用烧结矿冷却设备的高温段烟箱8和/或烧结矿冷却设备的中温段烟箱9排出的烟气,与脱硫后的烧结烟气进入第一换热器4换热,使烧结后的烟气温度升至150°C〜200°C及以上;即进入脱硝装置5的烟气的温度为150°C〜200°C。本发明主要采用的低温脱硝技术,即脱硝装置5为现有的低温SCR脱硝装置,脱硝装置5内的工作温度为150°C〜200°C。脱硝装置5中使用现有的低温SCR催化剂,烟气在150°C〜200°C及以上温度可以达到60%〜90%及以上的脱硝效率;脱硝装置包含配套的脱硝剂(氨水或尿素等)供应系统。
[0029] 脱硝后烟气排放温度较高,有利于后续烟道及烟囱的防腐,能提高烟气出烟囱后的抬升高度和出口速度,有利于污染物扩散。
[0030] 第一换热器4和脱硫装置2还可以设有第二换热器,该第二换热器能够对脱硝装置5的出口烟气和第一换热器4的入口烟气进行换热。因为脱硝装置5的出口烟气温度在120度〜180度,高于脱硫装置2出口的烟气温度(即第一换热器4的入口烟气温度),烧结矿冷却设备的高温段烟箱8和烧结矿冷却设备的中温段烟箱9排出烟气的温度都比脱硝装置5的出口烟气温度高,为了进一步利用余热,可以用脱硝装置5的出口烟气对第一换热器4的入口烟气进行换热。
[0031] 在保证排放达标的情况下,可以对烧结烟气选择性的抽取高污染物(硫氧化物、氮氧化物)浓度部分,仅对该部分烟气进行净化,然后与其余烟气混合后达标排放。即烧结机20的高氮氧化物风箱依次与除尘器1、脱硫装置2、换热器4和脱硝装置5连通,该高氮氧化物风箱排出的烟气中氮氧化物的浓度为400mg/Nm3〜700mg/Nm3。
[0032] 该烧结机烟气低温脱硝系统的工作过程如下:烧结机20的风箱10排出的烟气依次进入除尘器1、脱硫装置2、脱硫引风机3、第一换热器4、脱硝装置5、脱硝引风机6和烟囱7,然后被排出。冷却设备的高温段烟箱8和冷却设备的中温段烟箱9与第一换热器4连通,这样利用烧结矿冷却设备21的余热来加热脱硝前的烟气,如图1所示。
[0033] 一种烧结机烟气低温脱硝方法,该烧结机烟气低温脱硝方法使用了上述的烧结机烟气低温脱硝系统,该烧结机烟气低温脱硝方法包括以下步骤:
[0034] 步骤一、烧结机20的风箱10排出的烟气在除尘器I中除尘;
[0035] 步骤二、除尘后的该烟气在脱硫装置2中脱硫;
[0036] 步骤三、脱硫后的该烟气在第一换热器4中与烧结矿冷却设备21换热;
[0037] 步骤四、换热后的该烟气在脱硝装置5中脱硝;
[0038] 步骤五、从烟囱7排出脱硝后的该烟气。
[0039] 烧结烟气经过除尘和脱硫后,经换热器与烧结矿冷却设备的高温和中温段冷却烟气换热,然后经过低温SCR反应器脱硝,最后送入烟囱达标排放。采用本发明的系统及方法,脱硝效率达60%〜90%以上,实现烟气达标排放。
[0040] 以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于,所述烧结机烟气低温脱硝系统包括烧结机(20)、除尘器(I)、脱硫装置(2)、第一换热器(4)、脱硝装置(5)和烧结矿冷却设备(21),烧结机(20)的风箱(10)依次与除尘器(I)、脱硫装置(2)、第一换热器(4)和脱硝装置(5)连通,烧结矿冷却设备(21)的烟箱与第一换热器(4)连通。
2.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:脱硫装置(2)和第一换热器(4)之间设有脱硫引风机(3)。
3.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:脱硝装置(5)连接有烟囱(7)。
4.根据权利要求3所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:脱硝装置(5)和烟囱(7)之间设有脱硝引风机(6)。
5.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:烧结矿冷却设备的高温段烟箱(8)和/或烧结矿冷却设备的中温段烟箱(9)与第一换热器(4)连通。
6.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:脱硝装置(5)为低温SCR脱硝装置,脱硝装置(5)内的工作温度为150°C〜200°C。
7.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:进入脱硝装置(5)的烟气的温度为150°C〜200°C。
8.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:第一换热器(4)和脱硫装置(2)还设有第二换热器,该第二换热器能够对脱硝装置(5)的出口烟气和第一换热器(4)的入口烟气进行换热。
9.根据权利要求1所述的烧结机烟气低温脱硝系统,其特征在于:烧结机(20)的全部风箱(10)依次与除尘器(I)、脱硫装置(2)、第一换热器(4)和脱硝装置(5)连通,此时烧结机(20)排出的烟气中氮氧化物的平均浓度为200mg/Nm3〜400mg/Nm3 ; 或烧结机(20)的高氮氧化物风箱依次与除尘器(I)、脱硫装置(2)、第一换热器(4)和脱硝装置(5)连通,该高氮氧化物风箱排出的烟气中氮氧化物的浓度为400mg/Nm3〜700mg/Nm3。
10.一种烧结机烟气低温脱硝方法,其特征在于:该烧结机烟气低温脱硝方法使用了权利要求1〜9中任意一项所述的烧结机烟气低温脱硝系统,该烧结机烟气低温脱硝方法包括以下步骤: 步骤一、烧结机(20)的风箱(10)排出的烟气进入除尘器(I)中除尘; 步骤二、该烟气进入脱硫装置(2)中脱硫; 步骤三、该烟气在第一换热器(4)中与烧结矿冷却设备(21)换热; 步骤四、该烟气进入脱硝装置(5)中脱硝; 步骤五、排出该烟气。
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