CN107270713A - 一种铁矿热耦合超净排放烧结系统和方法 - Google Patents

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李学刚
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Abstract

本发明涉及一种铁矿热耦合超净排放烧结系统和方法,从所述烧结机(100)的机头风箱(110)开始,依次通过烟气管道连接第一除尘器(310)、第一引风机(410)机尾送风罩(130)、机尾风箱(120)、第一废热锅炉(210)、第二除尘器(320)、第二引风机(420)、烟气脱硫塔(500)、烧结矿冷却器(600)、烟气脱硝反应器(700)以及冷却烟气的第二废热锅炉(220)、第三除尘器(330)、第三引风机(430)和排烟烟囱(800)。与现有技术相比,本发明具有总烟气排放量少、能量利用效率高、脱硫和脱硝效率高、排烟温度高和可见度低等优点。

Description

一种铁矿热耦合超净排放烧结系统和方法

技术领域

[0001]本发明属于炼钢和环保技术领域,尤其是涉及一种铁矿热耦合超净排放烧结系统 和方法。

背景技术

[0002]钢铁工业是我国工业的一个重要组成部分,在生产过程中产生了大量的大气污染 物。其中铁矿石烧结是现代钢铁生产中最重要的工艺单元之一,也是能耗最大、污染物排放 量最大的一个环节。

[0003]烧结过程能耗约占钢铁生产总能耗的10%,针对该过程的废热回收非常重要,是 未来钢铁工业节能降耗的主要方向,对降低钢铁生产的吨钢能耗,节约生产成本,具有深远 意义。一般一吨钢从烧结工序排放的烟气量为2500-4000Nm3, 一个年产100万吨钢的企业, 每小时烧结烟气排放量在40万Ntn3左右。烧结机烟气的NOx主要由燃料氮产生,且主要集中 在机头的烟箱排出的烟气,在100- 450mg/Ntn3之间变化。另外,烧结机烟气的温度也随风箱 而变化,机头处温度较低,不到150°C,机尾的风箱温度较高,可到300。(:以上。所有风箱混合 后的烟气温度小于200°C,一般在160°C以下,混合后烟气中的NOx含量在200-400mg/Nra3。 [0004]近十来,尤其是华北,京津冀等地连续出现大气雾霾污染问题,大气污染物排放限 制的国家和地方标准不断提高。在电力行业己经实现锅炉烟气的超低排放标准,g卩S02排放 小于35mg/Nm3,N0x排放小于50mg/Nm3,尘排放小于10甚至5mg/Nm3的标准。电力行业采用的 技术是高效湿式烟气脱硫技术,包括氨法、钙法和镁法等,可以达到二氧化硫排放标准;脱 硝普遍采用以氨为脱硝剂的选择性催化还原法(SCR),可以实现NOx的排放标准;除尘普遍 采用湿式电除尘器或高效旋流除尘技术实现尘超低排放。近一、两年来,尽管国家和企业采 取了超低排放的烟气净化技术,但华北,尤其是北京周边的雾霾污染仍然十分严重,大家开 始注意到排烟温度的问题了。由于要实现超低的二氧化硫排放,必须采用湿式脱硫技术,导 致排烟温度一般低于50°C,容易诱发大气环境的逆温现象,从而加剧雾霾的形成。为此,需 要对脱硫烟气进行再热,实现更好的扩散排放。

[0005] 现有的技术在钢铁企业烧结机烟气处理和净化方面不能满足新的环保标准和要 求。现有的烧结机净化技术主要在于脱硫和除尘,脱硝还处于空白,烟气的加热排放还没有 引起注意。烧结机烟气脱硫主要采用钙法,也有较少的氨法,容易产生气溶胶的二次污染, 可以采用增加湿式电除尘器的办法,但投资高,能耗高。烧结机烟气脱硝方面,也有文献报 道。由于烧结机烟气的温度较低,无法达到SCR的操作温度(300-400°C)要求。

[0006] 目前国外的烧结烟气脱硝技术主要有活性炭(焦)吸附法、循环流化床法、高能辐 射一化学法、半干喷雾法和奥钢联的MER0S烟气净化技术等。目前我国有报道的烧结烟气脱 硝方面的技术,一是太钢从日本引进的应用于45〇m2烧结机上活性焦吸附技术,二是马钢引 进的西门子一奥钢联MER0S烟气净化技术。这两种技术都属于烧结烟气综合治理工艺,可同 时脱除S02、N0x和二英/呋喃等多种污染物。活性焦吸附技术工程投资巨大,而MER0S烟气净 化技术的缺陷是存在二次污染,即含有脱S〇2产生的吸附了二英/呋喃的褐煤炭或活性焦的 灰尘,经过多次循环使用后要作废弃处理。

[0007]在SCR方面,为了能够利用SCR技术,主要是采用了煤气或天然气的烟气外加热方 法,将150°C左右的烟气加热到350°C以上,送入到SCR反应器中,高温烟气再经过气气换热 器回收热量,无疑地投资大,能耗高。近期,专利20141040967〇• 9公开了一种烧结节能且多 种污染物脱出的工艺和系统,采用两级气气换热器和补燃燃烧器的方法,提高烟气温度,投 资也偏大,还消耗额外能源。专利20151〇573738.1公开了一种烟气脱硝的工艺方法,烟气 经过脱硫后采用溴化锂等介质制冷的方式除湿,将湿度降低到相对湿度20-30%,送到烧结 矿冷却器加热,再经过高温除尘,再送到SCR反应器,由于烟气量巨大,且含湿量很大,投资 和能耗也会很大。因此,现有的技术总是存在这样那样的问题和缺陷,难以工业化推广应 用。

发明内容

[0008]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现烟气废 热高效回收和超低排放的铁矿热耦合超净排放烧结系统和方法。

[0009]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种铁矿热耦合超净排放烧结系 统,包括烧结机,烧结矿冷却器和排烟烟囱,其特征在于,还包括第一废热锅炉和第二废热 锅炉,第一除尘器、第二除尘器、第三除尘器,第一引风机、第二引风机、第三引风机,一个烟 气脱硫塔和一个烟气脱硝反应器、所述烧结机分为机头部分和机尾部分,对应包括机头风 箱、机尾风箱和机尾送风罩,从所述烧结机的机头风箱开始,依次通过烟气管道连接第一除 尘器、第一引风机机尾送风罩、机尾风箱、第一废热锅炉、第二除尘器、第二引风机、烟气脱 硫塔、烧结矿冷却器、烟气脱硝反应器以及冷却烟气的第二废热锅炉、第三除尘器、第三引 风机和排烟烟囱。

[omo]所述烟气脱硫塔的烟气进口与所述第二引风机的出口直接相连,所述脱硫塔的烟 气出口与所述烧结矿冷却器的冷却风进口直接相连。

[0011]所述烟气脱硝反应器的烟气进口与所述烧结矿冷却器的冷却风出口直接相连,所 述烟气脱硝反应器的烟气出口与所述第二废热锅炉的烟气进口直接相连。

[0012]所述第三引风机的烟气进口与第三除尘器的烟气出口直接相连,所述第三引风机 的烟气出口与所述排烟烟囱的烟气进口直接相连。

[0013]所述烟气脱硫塔为湿式洗涤塔或干式流化床结构;所述烟气脱硝反应器内装有脱 硝催化剂,该催化剂为氧化钛负载的钒钨催化剂,且为蜂窝状结构。

[0014]进一步地,在所述第一引风机的进口或出口烟道上连接有氧气、富氧或空气的管 道,以增加机尾烧结气的氧含量。

[0015]采用上述系统进行铁矿热耦合超净排放烧结的方法,其特征在于,包括以下步骤: [0016] (1)铁矿石烧结:经混合配方的原矿,从所述烧结机的机头加入到履带上再经布料 形成料层,经点火后开始烧结,同时烧结空气被吸进所述料层,所述履带移动,使烧结料层 从机头移动到机尾,完成整个烧结过程;同时烧结形成的烟气中含有二氧化硫、NOx和粉尘, 分为两股烟气,机头烟气和机尾烟气,所述机头烟气从所述机头风箱排出,进入所述第一除 尘器,再由所述第一引风机输送返回到所述机尾送风罩进入所述烧结机的机尾部分,从所 述机尾风箱引出机尾烟气,所述机尾烟气温度比机头烟气温度高,相差150-30(TC,且所述 二氧化硫含量在 500-10000mg/Nm3,NOx含量在300_8〇Omg/Nm3之间;

[0017] 进一步地,在所述第一引风机的进口或出口烟道上加入氧气、富氧或空气,以增加 机尾烧结气的氧含量,氧的体积比达到18% ;

[0018] (¾烧结烟气热回收:从步骤来的烧结烟气进入所述第一废热锅炉回收热量生产 蒸汽,得到温度120-160°C之间的烧结烟气;

[0019] (3)烧结烟气除尘:从步骤得到的烟气进入所述第二除尘器除尘,将粉尘含量降低 到小于100mg/Nm3,较好地小于50mg/Nm3,更好低小于20mg/Nm3;

[0020]烧结烟气脱硫:从步骤得到的烟气经过所述第二引风机输送到所述烟气脱硫塔, 与加入的脱硫剂和工艺水接触反应,其中的二氧化硫被吸收变为亚硫酸盐,并被鼓入的氧 化空气氧化为硫酸盐,并经过结晶后得到固体硫酸盐脱硫产品,同时烟气中的二氧化硫降 低到小于l〇〇mg/Nm3,较好地小于50tng/Nm3,更好地小于30mg/Nm3,且温度降低到小于80°c, 较好低小于60°C,所述烟气脱硫塔的烟气出口中固体含量小于50mg/Nm3,较好地小于20mg/ Nm3;

[0021]进一步地,所述脱硫剂为石灰石,石灰(氧化钙或氢氧化街),氨,也可以是氧化镁 或碳酸镁,可以是其他任何一种碱性物质;

[0022] (4)烧结矿冷却:从步骤得到的脱硫烟气经过烟气管道输送到所述烧结矿冷却器, 从其下部的冷风进口进入,与来自于所述烧结机机尾的高温烧结矿团颗粒逆流或错流接 触,通过气固传热,脱硫烟气的温度升高到300°C以上,较好的升高到330°C以上,最好在 35(TC以上,从所述烧结矿冷却器上部的热风出口排出;所述烧结矿冷却器的高温烧结矿进 口压力为负压,所述负压在5-50Pa之间;

[0023] (5)烟气脱硝:从步骤得到的高温烟气经过烟气管道输送到所述烟气脱硝反应器, 与加入的脱硝剂反应,烟气中的N〇X被还原为氮气和水气,所述脱硝剂是氨或尿素,优选氨, 可以是氨气,氨水或液氨,所述烟气脱硝反应器的烟气出口 N0含量小于50mg/Nm3,较好地 小于30mg/Nm3,氨含量小于5mg/Nm3,较好地小于2mg/Nm3;

[0024] (6)冷却烟气热回收:从步骤得到的脱硝烟气直接进入所述第二废热锅炉回收热 量生产蒸汽,烟气温度降低到小于16(TC,较优地小于14(TC,更优地小于12(TC;

[0025] (7)冷却烟气超低除尘:从步骤得到的烟气直接进入所述冷却烟气除尘器,烟气中 固体含量降低到小于20mg/Nm3,较好地小于10mg/Nm3,更好低小于5mg/Nm3;

[0026] (8)烟气排放:从步骤得到的烟气经过所述第三引风机输送进入所述排烟烟囱,从 其出口高空排入大气,所述排烟烟囱的进口烟气的二氧化硫含量小于35mg/Nm3,固体含量 小于10mg/Nm3,N0的含量小于30mg/Nm3,温度大于100。(:,较好地大于120°C。

[0027]与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)总烟气排放量可显著减少,可减少SOTS% ; (2) 能量利用效率可显著提高 ,在冷却烟气废热回收中 ,由于高温烟气中的 S02 含量低 且经过加氨脱硝,其烟气中的游离S〇3含量很低,酸露点很低,可以低于120°C到100°C,因 此,废热回收效率可显著提高;(3)可以在不增加额外能源消耗的情况下,实现烧结烟气的 超低排放;(4)还可实现烟气的热排放或高温排放,排烟温度大于i〇〇°C,甚至大于120°C,彻 底消除现在的烧结机脱硫烟气的白烟视觉污染。

附图说明

[0028]图1为本发明的工艺流程简图。

具体实施方式

[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0030] 实施例1

[0031]某^铁厂有1台300m2的烧结机,正常生产时每小时排放的烟气量为1〇〇万Nm3,应 用如图1所不一种热耦合的超净排放烧结系统,包括烧结机100,烧结矿冷却器6〇〇和排烟烟 囱800,其特征在于,还包括第一废热锅炉21〇和第二废热锅炉22〇,第一除尘器31〇、第二除 尘器320、第二除尘器330,第一引风机410、第二引风机420、第三引风机430, 一个烟气脱硫 塔500和一个烟气脱硝反应器700、所述烧结机100分为机头部分和机尾部分,对应包括机头 风箱110、机尾风箱120和机尾送风罩130,从所述烧结机1〇〇的机头风箱丨1〇开始,依次通过 烟气管道连接第一除尘器310、第一引风机410机尾送风罩13〇、机尾风箱12()、第一废热锅炉 210、第二除尘器320、第二引风机420、烟气脱硫塔500、烧结矿冷却器6〇〇、烟气脱硝反应器 7〇〇以及冷却烟气的第二废热锅炉2加、第三除尘器;330、第三引风机430和排烟烟囱800。 [0032]所述烟气脱硫塔500的烟气进口与所述第一引风机410的出口直接相连,所述脱硫 塔500的烟气出口与所述烧结矿冷却器600的冷却风进口直接相连。所述烟气脱硝反应器 700的烟气进口与所述烧结矿冷却器600的冷却风出口直接相连,所述烟气脱硝反应器700 的烟气出口与所述第二废热锅炉220的烟气进口直接相连。所述第三引风机430的烟气进口 与第三除尘器33〇的烟气出口直接相连,所述第三引风机430的烟气出口与所述排烟烟囱 800的烟气进口直接相连。所述烟气脱硫塔500为湿式洗涤塔;所述烟气脱硝反应器700内 装有脱硝催化剂,该催化剂为氧化钛负载的钒钨催化剂,且为蜂窝状结构。

[0033]进一步地,在所述第一引风机410的进口烟道上连接有氧气、富氧或空气的管道, 以增加机尾烧结气的氧含量。

[0034]采用上述系统进行铁矿热耦合超净排放烧结的方法,包括以下步骤:

[0035] (1)铁矿石烧结:经混合配方的原矿,从所述烧结机100的机头加入到履带上再经 布料形成料层,经点火后开始烧结,同时烧结空气被吸进所述料层,所述履带移动,使烧结 料层从机头移动到机尾,完成整个烧结过程;同时烧结形成的烟气中含有二氧化硫、NOx和 粉尘,分为两股烟气,机头烟气和机尾烟气,所述机头烟气从所述机头风箱110排出,进入所 述第一除尘器310,再由所述第一引风机410输送返回到所述机尾送风罩130进入所述烧结 机110的机尾部分,从所述机尾风箱120引出机尾烟气,所述机尾烟气温度比机头烟气温度 高,相差150-30(TC,且所述二氧化硫含量在500-2000mg/Nm3,NOx含量在3〇〇-450mg/Nm3之 间;

[0036]进一步地,在所述第一引风机410的进口烟道上加入富氧气,以增加机尾烧结气的 氧含量,氧的体积比达到18 % ;

[0037] (2)烧结烟气热回收:从步骤1来的烧结烟气进入所述第一废热锅炉21 〇回收热量 生产蒸汽,得到温度120-16(TC之间的烧结烟气;

[0038] (3)烧结烟气除尘:从步骤2得到的烟气进入所述第二除尘器320除尘,将粉尘含量 降低到小于50tng/Nm3;

[OO39] (4)烧结烟气脱硫:从步骤3得到的烟气经过所述第二引风机420输送到所述烟气 脱硫塔500,与加入的脱硫剂氨水和工艺水接触反应,其中的二氧化硫被吸收变为亚硫酸 铵,并被鼓入的氧化空气氧化为硫酸铵,并经过结晶后得到固体硫酸铵脱硫产品,同时烟气 中的二氧化硫降低到小于50mg/Nm3,且温度降低到小于80°C,所述烟气脱硫塔500的烟气 出口中固体含量小于50mg/Nm3;

[0040] (5)烧结矿冷却:从步骤4得到的脱硫烟气经过烟气管道输送到所述烧结矿冷却器 600,从其下部的冷风进口进入,与来自于所述烧结机1〇〇机尾的高温烧结矿团颗粒逆流或 错流接触,通过气固传热,脱硫烟气的温度升高到300 °C以上,较好的升高到330。(:以上,从 所述烧结矿冷却器600上部的热风出口排出;所述烧结矿冷却器600的高温烧结矿进口压力 为负压,所述负压在15_20Pa之间;

[0041] ⑹烟气脱硝:从步骤5得到的高温烟气经过烟气管道输送到所述烟气脱硝反应器 700,与加入的脱硝剂反应,烟气中的NOx被还原为氮气和水气,所述脱硝剂是氨,可以是氨 气,氨水或液氨,所述烟气脱硝反应器700的烟气出口 NO含量小于50mg/Nm3,氨含量小于 2rag/Nm3 ;

[OO42] C7)冷却烟气热回收:从步骤6得到的脱硝烟气直接进入所述第二废热锅炉220回 收热量生产蒸汽,烟气温度降低到小于140°C;

[0043] (8)冷却烟气超低除尘:从步骤7得到的烟气直接进入所述冷却烟气除尘器330, 烟气中固体含量降低到小于1 〇mg/Nm3;

[0044] (9)烟气排放:从步骤8得到的烟气经过所述第三引风机430输送进入所述排烟烟 囱800,从其出口高空排入大气,所述排烟烟囱800的进口烟气的二氧化硫含量小于35mg/ Nm3,固体含量小于10mg/Nm3,N0的含量小于30mg/Nm3,温度大于l〇〇°C。

[0045] 实施例2

[0046]某钢铁厂应用如图1所示的一种热耦合的超净排放烧结系统,与实施例1不同的 是,为了提高烧结烟气的脱硫效率,所述烟气脱硫塔500为湿式洗涤塔结构,采用石灰石为 脱硫原料,得到石膏的脱硫产品。采用与实施例1相同的一种热耦合的超净排放烧结方法, 所述排烟烟囱800的进口烟气的二氧化硫含量进一步降低至30mg/Nm3以下。

[0047] 实施例3

[0048]某钢铁厂烧结机360m2,应用如图1所示的一种热耦合的超净排放烧结系统,与实 施例1不同的是,采用的一种热耦合的超净排放烧结方法包括以下步骤:

[0049] (1)铁矿石烧结:经混合配方的原矿,从所述烧结机100的机头加入到履带上再经 布料形成一定厚度的料层,经点火后开始烧结,同时烧结空气被吸进所述料层,所述履带以 一定速度移动,使烧结料层从机头移动到机尾,完成整个烧结过程;同时烧结形成的烟气中 含有二氧化硫、NOx、粉尘等污染物,分为两股烟气,机头烟气和机尾烟气,所述机头烟气温 度较低,从所述机头风箱110排出,进入所述第一除尘器31〇,再由所述第一引风机410输送 返回到所述机尾送风罩130进入所述烧结机110的机尾部分,从所述机尾风箱120引出机尾 烟气,所述机尾烟气温度比机头烟气温度高,相差2〇〇_3〇〇 °C,且所述二氧化硫含量在3000-4500tng/Nm3,N0x 含量在500_800mg/Nm3之间;

[0050] (2)烧结烟气热回收:从步骤1来的烧结烟气进入所述第一废热锅炉210回收热量 生产蒸汽,得到温度120-160°C之间的烧结烟气;

[0051] (3)烧结烟气除尘:从步骤2得到的烟气进入所述第二除尘器320除尘,将含尘量降 低到小于20mg/Nm3;

[0052] (4)烧结烟气脱硫:从步骤3得到的烟气经过所述第二引风机420输送到所述烟气 脱硫塔5〇〇,与加入的脱硫剂液氨和工艺水接触反应,其中的二氧化硫被吸收变为亚硫酸 铵,并被鼓入的氧化空气氧化为硫酸铵,并经过结晶后得到固体硫酸铵脱硫产品,同时烟气 中的二氧化硫降低到小于5〇mg/Nm3,且温度降低到小于8(TC,所述烟气脱硫塔500的烟气出 口中固体含量小于50mg/Nm3;

[0053] (5)烧结矿冷却:从步骤4得到的脱硫烟气经过烟气管道输送到所述烧结矿冷却器 600,从其下部的冷风进口进入,与来自于所述烧结机1〇〇机尾的高温烧结矿团颗粒逆流接 触,通过气固传热,所述脱硫烟气的温度升高到3〇0°C以上,较好的升高到330r以上,从所 述烧结矿冷却器600上部的热风出口排出,所述烧结矿冷却器6〇〇的高温烧结矿进口压力为 负压,所述负压在15_20Pa之间;

[0054] ⑹烟气脱硝:从步骤5得到的高温烟气经过烟气管道输送到所述烟气脱硝反应器 700,与加入的脱硝剂氨反应,烟气中的NOx被还原为氮气和水气,所述脱硝剂是尿素,所述 烟气脱硝反应器700的烟气出口 N0含量小于50mg/Nm3,氨含量小于2mg/Nm3;

[0055] (7)冷却烟气热回收:从步骤6得到的脱硝烟气直接进入所述第二废热锅炉220回 收热量生产蒸汽,烟气温度降低到小于140°C;

[0056] ⑻冷却烟气超低除尘:从步骤7得到的烟气直接进入所述第三除尘器330,烟气中 固体含量降低到小于l〇mg/Nm3。

[0057] (9)烟气排放:从步骤8得到的烟气经过所述第三引风机430输送进入所述排烟烟 囱8〇〇,从其出口高空排入大气,所述排烟烟囱8〇0的进口烟气的二氧化硫含量小于35mg/ Nm3,固体含量小于10mg/Nm3,NO的含量小于30mg/Nm3,温度大于100 °C。

[0058] 实施例4

[0059]某钢铁厂应用如图1所示的一种热耦合的超净排放烧结系统,与实施例i不同的 是,采用的一种热耦合的超净排放烧结方法包括以下步骤:

[0060] (1)铁矿石烧结:经混合配方的原矿,从所述烧结机100的机头加入到履带上再经 布料形成一定厚度的料层,经点火后开始烧结,同时烧结空气被吸进所述料层,所述履带以 一定速度移动,使烧结料层从机头移动到机尾,完成整个烧结过程;同时烧结形成的烟气中 含有二氧化硫、N〇X、粉尘等污染物,分为两股烟气,机头烟气和机尾烟气,所述机头烟气温 度较低,从所述机头风箱110排出,进入所述第一除尘器310,再由所述第一引风机410输送 返回到所述机尾送风罩130进入所述烧结机110的机尾部分,从所述机尾风箱120引出机尾 烟气,所述机尾烟气温度比机头烟气温度高,相差150-20(TC,且所述二氧化硫含量在1500-2500mg/Nm3 ,N0x 含量在300_500mg/Nm3之间;

[°061] (2)烧结烟气热回收:从步骤1来的烧结烟气进入所述第一废热锅炉210回收热量 生产蒸汽,得到温度120-16(TC之间的烧结烟气;

[0062] (3)烧结烟气除尘:从步骤2得到的烟气进入所述第二除尘器320除尘,将含尘量降 低到小于50mg/Nm3;

[0063] (4)烧结烟气脱硫:从步骤3得到的烟气经过所述第二引风机420输送到所述烟气 脱硫塔500,与加入的脱硫剂石灰石浆液和工艺水接触反应,其中的二氧化硫被吸收变为亚 硫酸钙,并被鼓入的氧化空气氧化为硫酸钙,并经过结晶后得到固体硫酸钙即石膏脱硫产 品,同时烟气中的二氧化硫降低到小于30mg/Nm3,且温度降低到小于6(TC,所述烟气脱硫塔 500的烟气出口中固体含量小于20mg/Nm3;

[00M] (5)烧结矿冷却:从步骤4得到的脱硫烟气经过烟气管道输送到所述烧结矿冷却器 600,从其下部的冷风进口进入,与来自于所述烧结机100机尾的高温烧结矿团颗粒错流接 触,通过气固传热,所述脱硫烟气的温度升高到300 °C以上,较好的升高到35(TC以上,从所 述烧结矿冷却器600上部的热风出口排出,所述烧结矿冷却器600的高温烧结矿进口压力为 负压,所述负压在20_35Pa之间;

[0065] (6)烟气脱硝:从步骤5得到的高温烟气经过烟气管道输送到所述烟气脱硝反应器 700,与加入的脱硝剂反应,烟气中的NOx被还原为氮气和水气,所述脱硝剂是氨水,所述烟 气脱硝反应器700的烟气出口 NO含量小于30mg/Nm3,氨含量小于5mg/Nm3;

[0066] (7)冷却烟气热回收:从步骤6得到的脱硝烟气直接进入所述第二废热锅炉220回 收热量生产蒸汽,烟气温度降低到小于140°C;

[0067] (¾冷却烟气超低除尘:从步骤7得到的烟气直接进入所述第三除尘器330,烟气中 固体含量降低到小于1 Omg/Nm3。

[0068] (9)烟气排放:从步骤8得到的烟气经过所述第三引风机430输送进入所述排烟烟 囱8〇〇,从其出口高空排入大气,所述排烟烟囱800的进口烟气的二氧化硫含量小于35mg/ Nm3,固体含量小于10mg/Nm3,NO的含量小于30mg/Nm3,温度大于1 〇〇 °C。

[0069] 实施例5

[0070 ]某钢铁厂应用如图1所示的一种热耦合的超净排放烧结系统,与实施例丨不同的 是,采用的一种热耦合的超净排放烧结方法包括以下步骤:

[0071] (1)铁矿石烧结:经混合配方的原矿,从所述烧结机100的机头加入到履带上再经 布料形成一定厚度的料层,经点火后开始烧结,同时烧结空气被吸进所述料层,所述履带以 一'走速度移动,使烧结料层从机头移动到机尾,完成整个烧结过程;同时烧结形成的烟气中 含有二氧化硫、NOx、粉尘等污染物,分为两股烟气,机头烟气和机尾烟气,所述机头烟气温 度较低,从所述机头风箱110排出,进入所述第一除尘器310,再由所述第一引风机410输送 返回到所述机尾送风罩130进入所述烧结机110的机尾部分,从所述机尾风箱120引出机尾 烟气,所述机尾烟气温度比机头烟气温度高,相差150-20(TC,且所述二氧化硫含量在1500-2500mg/Nm3 ,N0x 含量在300-500mg/Nm3之间;

[0072] (2)烧结烟气热回收:从步骤1来的烧结烟气进入所述第一废热锅炉210回收热量 生产蒸汽,得到温度120-160°C之间的烧结烟气;

[0073] (3)烧结烟气除尘:从步骤2得到的烟气进入所述第二除尘器320除尘,将含尘量降 低到小于50mg/Nm3;

[OO74] ⑷烧结烟气脱硫:从步骤3得到的烟气经过所述第二引风机420输送到所述烟气 脱硫塔500,与加入的脱硫剂氨水和工艺水接触反应,其中的二氧化硫被吸收变为亚硫酸 铵,并被鼓入的氧化空气氧化为硫酸铵,并经过结晶后得到固体硫酸铵脱硫产品,同时烟气 中的二氧化硫降低到小于50mg/Nm3,且温度降低到小于8(TC,所述烟气脱硫塔500的烟气出 口中固体含量小于50mg/Nm3;

[0075] (5)烧结矿冷却:从步骤4得到的脱硫烟气经过烟气管道输送到所述烧结矿冷却器 600,从其下部的冷风进口进入,与来自于所述烧结机1〇〇机尾的高温烧结矿团颗粒逆流接 触,通过气固传热,所述脱硫烟气的温度升高到300°C以上,较好的升高到33(TC以上,从所 述烧结矿冷却器600上部的热风出口排出,所述烧结矿冷却器600的高温烧结矿进口压力为 负压,所述负压在15-20Pa之间;

[0076] ¢3)烟气脱硝:从步骤5得到的高温烟气经过烟气管道输送到所述烟气脱硝反应器 700,与加入的脱硝剂反应,烟气中的NOx被还原为氮气和水气,所述脱硝剂是液氨,所述烟 气脱硝反应器700的烟气出口 N0含量小于50mg/Nm3,氨含量小于2mg/Nm3; t〇〇77] (7)冷却烟气热回收:从步骤6得到的脱硝烟气直接进入所述第二废热锅炉220回 收热量生产蒸汽,烟气温度降低到小于12(TC;

[0078] ⑻冷却烟气超低除尘:从步骤7得到的烟气直接进入所述第三除尘器330,烟气中 固体含量降低到小于5mg/Nm3。

[0079] ⑼烟气排放:从步骤8得到的烟气经过所述第三引风机43〇输送进入所述排烟烟 囱800,从其出口高空排入大气,所述排烟烟囱800的进口烟气的二氧化硫含量小于35mg/ Nm3,固体含量小于10mg/Nm3,N0的含量小于30mg/Nm3,温度大于120°C。

[0080]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的 技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种铁矿热耦合超净排放烧结系统,包括烧结机(100),烧结矿冷却器(600)和排烟 烟囱(8〇0),其特征在于,还包括第一废热锅炉(210)和第二废热锅炉(220),第一除尘器 0310)、第二除尘器(32〇)、第三除尘器(330),第一引风机(410)、第二引风机(420)、第三引 风机(43〇),一个烟气脱硫塔(500)和一个烟气脱硝反应器(700)、所述烧结机Qoo)分为机 头部分和机尾部分,对应包括机头风箱(110)、机尾风箱(120)和机尾送风罩(130),从所述 烧结机(1⑽的机头风箱(110)开始,依次通过烟气管道连接第一除尘器(310)、第一引风机 (410)、机尾送风罩(130)、机尾风箱(120)、第一废热锅炉(210)、第二除尘器(320)、第二引 风机(420)、烟气脱硫塔(500)、烧结矿冷却器(600)、烟气脱硝反应器(700)以及冷却烟气的 第二废热锅炉G20)、第三除尘器C330)、第三引风机(430)和排烟烟囱(800)。
2.根据权利要求1所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结系统,其特征在于,所述烟气脱 硫塔(500)的烟气进口与所述第二引风机(420)的出口相连,所述脱硫塔(500)的烟气出口 与所述烧结矿冷却器(600)的冷却风进口相连。
3. 根据权利要求1或2所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结系统,其特征在于,所述烟 气脱硝反应器(700)的烟气进口与所述烧结矿冷却器(600)的冷却风出口相连,所述烟气脱 硝反应器(700)的烟气出口与所述第二废热锅炉(220)的烟气进口相连。
4. 根据权利要求1所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结系统,其特征在于,所述第三引 风机(430)的烟气进口与第三除尘器(330)的烟气出口相连,所述第三引风机(430)的烟气 出口与所述排烟烟囱(800)的烟气进口相连。
5.根据权利要求1所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结系统,其特征在于,所述烟气脱 硫塔(500)为湿式洗涤塔或干式流化床结构;所述烟气脱硝反应器(700)内装有脱硝催化 剂,该催化剂为氧化钛负载的钒钨催化剂,且为蜂窝状结构。
6.—种采用权利要求1-5中任一所述系统进行铁矿热耦合超净排放烧结的方法,其特 征在于,包括以下步骤: (1) 铁矿石烧结:经混合配方的原矿,从所述烧结机(100)的机头加入到履带上再经布 料形成料层,经点火后开始烧结,同时烧结空气被吸进所述料层,所述履带移动,使烧结料 层从机头移动到机尾,完成整个烧结过程;同时烧结形成的烟气中含有二氧化硫、N0x和粉 尘,分为两股烟气,机头烟气和机尾烟气,所述机头烟气从所述机头风箱a 10)排出,进入所 述第一除尘器C310),再由所述第一引风机(410)输送返回到所述机尾送风罩(130)进入所 述烧结机(1^0)的机尾部分,从所述机尾风箱Q20)引出机尾烟气,所述机尾烟气温度比机 头烟气温度高,相差l5〇-30CTC,且所述二氧化硫含量在500-10000mg/Nm3,NOx含量在300-800mg/Nm3之间; (2) 烧结烟气热回收:从步骤a)来的烧结烟气进入所述第一废热锅炉(210)回收热量 生产蒸汽,得到温度120-160。(:之间的烧结烟气; (3) 烧结烟气除尘:从步骤(2)得到的烟气进入所述第二除尘器(320)除尘,将粉尘含量 降低到小于100mg/Nm3; ⑷烧结烟气脱硫:从步骤(3)得到的烟气经过所述第二引风机(420)输送到所述烟气 脱硫塔(5〇0),与加入的脱硫剂和工艺水接触反应,其中的二氧化硫被吸收变为亚硫酸盐, 并被鼓入的氧化空气氧化为硫酸盐,并经过结晶后得到固体硫酸盐脱硫产品,同时烟气中 的二氧化硫降低到小于100mg/Nm3,且温度降低到小于80。(:; A兀dw ~ q:从步骤(4)得到的脱硫烟气经过烟气管道输送到所述烧结矿冷却器 =00),^其下部的冷风进口进入,与来自于所述烧结机(1〇〇)机尾的高温烧结矿团颗粒逆 流或错流接触,通过气固传热,脱硫烟气的温度升高到30(rc以上,从所述烧结矿冷却器 (6〇0)上部的热风出口排出; (6) 烟|气脱硝、:从步骤(5)得到的高温烟气经过烟气管道输送到所述烟气脱硝反应器 (700),与加入的|兑硝剂反应,烟气中的N〇x被还原为氮气和水气,所述脱硝剂是氨或尿素; (7) 冷却烟气热回收:从步骤(6)得到的脱硝烟气直接进入所述第二废热锅炉(22〇)回 收热量生产蒸汽,烟气温度降低到小于16〇。〇; ⑻冷却烟气超低除尘:从步骤(7)得到的烟气直接进入所述第三除尘器(33〇),烟气中 固体含量降低到小于20mg/Nm3; (9)烟气排放:从步骤⑻得到的烟气经过所述第三引风机(43〇)输送进入所述排烟烟 囱(800),从其出口高空排入大气。
7.根据权利要求6所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结的方法,其特征在于,所述烧结 矿冷却器(600)的高温烧结矿进口压力为负压,该述负压在5-5〇Pa之间。
8.根据权利要求6所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结的方法,其特征在于,所述烟气 脱硫塔(500)的烟气出口中固体含量小于50mg/Nm3。
9.根据权利要求6所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结的方法,其特征在于,所述烟气 脱硝反应器(700)的烟气出口 NO含量小于5〇mg/Nm3,氨含量小于5mg/Nm3。
10.根据权利要求6所述的一种铁矿热耦合超净排放烧结的方法,其特征在于,所述排 烟烟囱(800)的进口烟气的二氧化硫含量小于35mg/Nm3,固体含量小于l〇mg/Nm3,NO的含量 小于30mg/Nm3,温度大于l〇〇°C。
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