CN104061794B - 一种烧结风箱废气余热循环利用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结风箱废气余热循环利用装置及方法，该装置包括烧结机台车、大烟道和烟囱，烧结机台车上并排布置的风箱均与其下方的大烟道相连，该大烟道与烟囱相连，烧结机台车上位于机头段和机尾段的风箱与大烟道之间连接的通烟管上安装有三通切换阀，该三通切换阀的另一通路与烟气收集器相连，该烟气收集器通过管道与烟气混合管道相连，烟气混合管道内安装有粉尘沉降室，该烟气混合管道通过回流烟气管依次经过两级一体除尘装置和循环风机后与烧结机台车上端中部的密封罩相连。本发明采用将机头段的高含氧量的废气与机尾段的高温废气混合后再给烧结机，有效利用了废气的热能，并有多次除尘及脱硫降温工艺，减少废气中污染物质的排放量。

Description

一种烧结风箱废气余热循环利用装置及方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼设备领域，特别是涉及一种烧结风箱废气余热循环利用装置及方法。

背景技术

钢铁企业铁矿石烧结生产过程中要产生大量废气，废气中含有多种复杂的环境污染物，如粉尘、SO2、NOX、重金属(如Cd、Hg、As、Pb等)、HCl、HF、挥发性有机污染物(VOC)、多环芳烃(PAHs)、二恶英类持久性有机污染物(POPs)等。国家新的《钢铁工业大气污染物排放标准》已经明确烧结烟气中SO2、NOX及二恶英等污染物的最新排放控制标准。

烧结工序的能耗约占钢铁生产总能耗的10％,实现烧结工序节能降耗,对降低钢铁生产的吨钢能耗,节约生产成本,具有深远的意义。烧结工序能耗中固体燃料消耗占75％～80％,因此降低固体燃料消耗,成为降低烧结工序能耗的关键。

对于烧结生产风箱中产生的热废气，含有大量的多种复杂的环境污染物，通过大烟道进行除尘排放。其中烟气温度在100～200℃，而且烧结生产尾部风箱温度达到200℃以上，目前常用的废气利用方式多是用于蒸汽锅炉的发电或者进行点火，这些方法工艺对废气热量的利用率还是不高，不能根据工矿和参数来调整废气的流量和利用率，最重要的是不能在利用热量的同时减少废气中有害物质的含量。因此在能源紧张和环保治理压力日益加重的情况下，对烧结生产工序产生的热废气的综合循环利用的显得尤为重要，必须开拓新思路、寻求新技术，有效解决烧结废气能源回收利用、减少废气排放等难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结风箱废气余热循环利用装置及方法，采用将机头段的高含氧量的废气与机尾段的高温废气混合后再给烧结机，有效利用了废气的热能，减少了能耗，并有多次除尘及脱硫降温工艺，减少废气中污染物质的排放量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种烧结风箱废气余热循环利用装置，包括烧结机台车、大烟道和烟囱，所述的烧结机台车上并排布置的风箱均与其下方的大烟道相连，该大烟道与烟囱相连；

为了实现将废气循环利用，在所述的烧结机台车上位于机头段和机尾段的风箱与大烟道之间连接的通烟管上安装有三通切换阀，该三通切换阀的另一通路与烟气收集器相连，该烟气收集器通过管道与烟气混合管道相连，所述的烟气混合管道内安装有粉尘沉降室，该烟气混合管道通过回流烟气管依次经过两级一体除尘装置和循环风机后与烧结机台车上端中部的密封罩相连，烟气混合管道中将机头段的高含氧量的废气与机尾段的高温废气混合形成既高温又含氧量高的热气，这是非常好的热源，通入到密封罩中集中用于烧结机台车中部段的烧结反应。

三通切换阀能灵活切换风箱与大烟道连接或者与烟气收集器，使废气的利用更加灵活，可以根据风箱中实际的温度和压力调节废气的流量。

作为有发明所述的装置的一种补充，所述的回流烟气管通过三根沿着密封罩均匀分布的进烟管与密封罩相连，混合高温热气通过三根进烟管进入密封罩使密封罩中的热量更加均匀，提高了烧结的反应速度。

作为有发明所述的装置的一种优选，位于烧结机台车的机头段和机尾段的三通切换阀分别于两个烟气收集器相连，两个烟气收集器均与烟气混合管道相连，两个烟气收集器有利于对废气的收集速度，使两股不一样的废气在烟气混合管道中再进行充分混合。

作为有发明所述的装置的另一种补充，所述的风箱、大烟道、通烟管和回流烟气管中均安装有温度检测装置，压力检测装置和流量检测装置，所述的烟气混合管道中安装有氧含量检测装置，检测装置对装置的各个部分的参数进行监控，使计算机能根据不用的参数选择进入废气循环利用的通烟管的数量和对应的烟气的流量，保证对废气热量的最大化利用。

进一步的，所述的烟气混合管道与外接的补氧风机相连，补氧风机在烟气混合管道中的混合气体的含氧量低于要求量的时候将大气中的氧气通入到烟气混合管道中以提高混合气体的含氧量。

进一步的，所述的大烟道一端通过管道依次经过电除尘装置、主排风机装置以及脱硫脱硝装置后与烟囱相连，保证了没进入废气循环利用的废气能经过充分的除尘、降温和脱硫脱硝处理后再排出，降低了废气中有害物质的含量。

另外，还有一种使用本发明所述的烧结风箱废气余热循环利用装置的方法，具体步骤如下，

(a)根据烧结生产的工矿、参数和各个检测装置的数据在烧结机台车的机头段和机尾段分别选择若干个三通切换阀，选择的三通切换阀动作使风箱与烟气收集器连通；

(b)烧结机台车的机头段中产生的低温但含氧量高的废气以及机尾段产生的高温废气通过烟气收集器进入到烟气混合管道中进行混合，混合成接近200℃的混合废气，混合废气在粉尘沉降室中沉降出粉尘并将粉尘排放出去；

(c)烟气混合管道中排除粉尘后的混合废气经过两级一体除尘装置和循环风机进行进一步的除尘降压后进入到烧结机台车上端中部的密封罩中，氧含量高的热气进一步地促进烧结机台车的烧结；

(d)同时，没有进入到烟气收集器中的废气集中在大烟道中，大烟道中的废气经过脱硫、降温和除尘后经过烟囱排出。

基于烧结机台车的机头段和机尾段风箱一部分热废气经三通切换阀、两级除尘和循环风机后，引入到烧结工艺生产过程。热废气再次通过烧结料层时，因热交换和烧结料层的自动蓄热作用可以将废气的低温显热全部供给烧结混合料，与此同时热废气中的二恶英、PAHs、VOC等有机污染物在通过烧结料层中高达1300℃以上的烧结带时被激烈分解，NOx类的物质在通过高温烧结带时亦能够通过热分解被部分破坏，尽管二恶英、PAHs、VOC等有机污染物在烧结预热带又可能重新合成，但废气循环烧结仍然可以显著减少有机污染物的排放以及大幅度削减废气排放总量。富集的SOx、NOx、二恶英等由于总量降低，后期脱硫、脱销、脱二恶英等相对更易处理。

有益效果

本发明的优点在于，采用将机头段的高含氧量的废气与机尾段的高温废气混合后再给烧结机，节能效果明显，可降低工序能耗5％以上；可减少废气总量25％以上，有效减少烧结排放的废气总量，从而改善烧结环境，有效降低后期脱硫、脱销工程建设费用和生产运行费用；明显减少烟气中二恶英(PCDD/PCDF)、PAHs、VOC等有机污染物的排放，保护环境；始终实施富氧烧结技术，可以显著提高烧结生产率，为我国钢铁企业带来显著的经济效益、环保效益和社会效益，推广应用前景极其广阔。

附图说明

图1为本发明的结构运行视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明涉及一种烧结风箱废气余热循环利用装置及方法，其装置结构包括烧结机台车1、大烟道3和烟囱16，所述的烧结机台车1上并排布置的风箱均与其下方的大烟道3相连，该大烟道3与烟囱16相连；

为了实现将废气循环利用，在所述的烧结机台车1上位于机头段和机尾段的风箱与大烟道3之间连接的通烟管11上安装有三通切换阀2，该三通切换阀2的另一通路与烟气收集器4相连，该烟气收集器4通过管道与烟气混合管道5相连，所述的烟气混合管道5内安装有粉尘沉降室6，该烟气混合管道5通过回流烟气管9依次经过两级一体除尘装置7和循环风机8后与烧结机台车1上端中部的密封罩10相连，烟气混合管道5中将机头段的高含氧量的废气与机尾段的高温废气混合形成既高温又含氧量高的热气，这是非常好的热源，通入到密封罩10中集中用于烧结机台车1中部段的烧结反应。

从实际应用情况来看，烧结机台车1的机头段有1～6个风箱的通烟管11连接有三通切换阀2，而机尾段有4～6个风箱的通烟管11连接有三通切换阀2，三通切换阀2能灵活切换风箱与大烟道3连接或者与烟气收集器4，使废气的利用更加灵活，可以根据风箱中实际的温度和压力调节废气的流量

所述的回流烟气管9通过三根沿着密封罩10均匀分布的进烟管12与密封罩10相连，混合高温热气通过三根进烟管12进入密封罩10使密封罩10中的热量更加均匀，提高了烧结的反应速度。

位于烧结机台车1的机头段和机尾段的三通切换阀2分别于两个烟气收集器4相连，两个烟气收集器4均与烟气混合管道5相连，两个烟气收集器4有利于对废气的收集速度，使两股不一样的废气在烟气混合管道5中再进行充分混合。

所述的风箱、大烟道3、通烟管11和回流烟气管9中均安装有温度检测装置，压力检测装置和流量检测装置，所述的烟气混合管道5中安装有氧含量检测装置，检测装置对装置的各个部分的参数进行监控，使计算机能根据不用的参数选择进入废气循环利用的通烟管11的数量和对应的烟气的流量，保证对废气热量的最大化利用。

进一步的，所述的烟气混合管道5与外接的补氧风机相连，补氧风机在烟气混合管道5中的混合气体的含氧量低于要求量的时候将大气中的氧气通入到烟气混合管道5中以提高混合气体的含氧量。

进一步的，所述的大烟道3一端通过管道依次经过电除尘装置13、主排风机装置14以及脱硫脱硝装置15后与烟囱16相连，保证了没进入废气循环利用的废气能经过充分的除尘、降温和脱硫脱硝处理后再排出，降低了废气中有害物质的含量。

实施例1

上述装置的具体实施过程如下：

(a)根据烧结生产的工矿、参数和各个检测装置的数据在烧结机台车1的机头段和机尾段分别选择3个和5个风箱的通烟管11上的三通切换阀2，选择的三通切换阀2动作使风箱与烟气收集器4连通；

(b)烧结机台车1的机头段中产生的低温但含氧量高的废气以及机尾段产生的高温废气通过烟气收集器4进入到烟气混合管道5中进行混合，混合成接近200℃的混合废气，混合废气在粉尘沉降室6中沉降出粉尘并将粉尘排放出去；

(c)烟气混合管道5中排除粉尘后的混合废气经过两级一体除尘装置7和循环风机8进行进一步的除尘降压后进入到烧结机台车1上端中部的密封罩10中，氧含量高的热气进一步地促进烧结机台车1的烧结；

(d)同时，没有进入到烟气收集器4中的废气集中在大烟道3中，大烟道3中的废气经过脱硫、降温和除尘后经过烟囱16排出。

Claims (4)

1.一种烧结风箱废气余热循环利用装置，包括烧结机台车(1)、大烟道(3)和烟囱(16)，所述的烧结机台车(1)上并排布置的风箱均与其下方的大烟道(3)相连，该大烟道(3)与烟囱(16)相连，

其特征在于，

所述的烧结机台车(1)上位于机头段和机尾段的风箱与大烟道(3)之间连接的通烟管(11)上安装有三通切换阀(2)，该三通切换阀(2)的另一通路与烟气收集器(4)相连，该烟气收集器(4)通过管道与烟气混合管道(5)相连，所述的烟气混合管道(5)内安装有粉尘沉降室(6)，该烟气混合管道(5)通过回流烟气管(9)依次经过两级一体除尘装置(7)和循环风机(8)后与烧结机台车(1)上端中部的密封罩(10)相连，所述的烟气混合管道(5)与外接的补氧风机相连，所述的回流烟气管(9)通过三根沿着密封罩(10)均匀分布的进烟管(12)与密封罩(10)相连，位于烧结机台车(1)的机头段和机尾段的三通切换阀(2)分别于两个烟气收集器(4)相连，两个烟气收集器(4)均与烟气混合管道(5)相连。

2.根据权利要求1所述的一种烧结风箱废气余热循环利用装置，其特征在于，所述的风箱、大烟道(3)、通烟管(11)和回流烟气管(9)中均安装有温度检测装置，压力检测装置和流量检测装置，所述的烟气混合管道(5)中安装有氧含量检测装置。

3.根据权利要求1至2中任意一项所述的一种烧结风箱废气余热循环利用装置，其特征在于，所述的大烟道(3)一端通过管道依次经过电除尘装置(13)、主排风机装置(14)以及脱硫脱硝装置(15)后与烟囱(16)相连。

4.一种使用如权利要求1所述的一种烧结风箱废气余热循环利用装置的方法，具体步骤如下：

(a)根据烧结生产的工矿、参数和各个检测装置的数据在烧结机台车(1)的机头段和机尾段分别选择若干个三通切换阀(2)，选择的三通切换阀(2)动作使风箱与烟气收集器(4)连通；

(b)烧结机台车(1)的机头段中产生的低温但含氧量高的废气以及机尾段产生的高温废气通过烟气收集器(4)进入到烟气混合管道(5)中进行混合，混合成接近200℃的混合废气，混合废气在粉尘沉降室(6)中沉降出粉尘并将粉尘排放出去；

(c)烟气混合管道(5)中排除粉尘后的混合废气经过两级一体除尘装置(7)和循环风机(8)进行进一步的除尘降压后进入到烧结机台车(1)上端中部的密封罩(10)中，氧含量高的热气进一步地促进烧结机台车(1)的烧结；

(d)同时，没有进入到烟气收集器(4)中的废气集中在大烟道(3)中，大烟道(3)中的废气经过脱硫、降温和除尘后经过烟囱(16)排出。