CN107398156A - 一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺 - Google Patents

一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冶金领域，具体提供了一种烧结烟气综合治理的系统及工艺，该系统包括烧结机(1)、A烟道(2)、脱硝装置、锅炉(5)、B烟道(13)、B烟道脱硫装置(16)；A烟道(2)一端连接烧结机(1)的前半部分风箱，B烟道(13)一端连接烧结机(1)的后半部分风箱；A烟道(2)另一端与锅炉(5)相连，锅炉(5)连接脱硝装置；B烟道(13)另一端与B烟道脱硫装置(16)相连。本发明的烧结烟气一部分直接进行脱硫，另一部分进行脱硝、脱CO处理，大大降低了脱硫、脱硝的烟气量；同时，利用现有锅炉的燃烧系统和脱硝装置对需要脱硝脱CO的烟气分别进行脱CO和脱硝处理，实现了低成本多污染物脱除的目的。

Description

一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺
技术领域
本发明涉及冶金工业领域，尤其是一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺。
背景技术
钢铁企业的最大的污染源就来自烧结工序，烧结工序产生的烧结烟气中平均SO2浓度在1000mg/m3以上，NOx浓度在400mg/m3以上。而2012年颁布的最新烧结机的烟气排放标准中，一般新建烧结机的烟气排放标准是颗粒物浓度在50mg/m3以内，SO2浓度≤200mg/m3，NOx浓度≤300mg/m3，而2017年6月环保部对发布了“关于征求《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿)意见的函”，其中提议对烧结烟气中颗粒物、SO2和NOx排放限制分布修改为20mg/m3、50mg/m3和100mg/m3。同时，烧结烟气中CO含量非常高，一般烟气中CO含量为8000mg/Nm3，而环境空气污染物基本项目浓度限值(GB 3095-2012)限值是1小时平均值为10mg/m3，24小时平均值为4mg/m3，即CO成为烧结烟气中主要的污染物。
目前，烧结烟气都是整体进行脱硫处理和整体脱硝处理，增加了整个系统中脱硫和脱硝装置的运行负荷，同时没有对烧结烟气中CO进行脱除。一般CO脱除时会释放大量的热量，现实中并没有得到有效的利用，导致能量损失很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺，解决烧结烟气处理时脱硫和脱硝装置的运行负荷大、不能同时处理CO的问题。
具体的，本发明提供了一种烧结烟气综合治理的系统，该系统包括烧结机、A烟道、脱硝装置、锅炉、B烟道、B烟道脱硫装置；
A烟道一端连接烧结机的前半部分风箱，B烟道一端连接烧结机的后半部分风箱；
A烟道另一端与锅炉相连，锅炉连接脱硝装置；B烟道另一端与B烟道脱硫装置相连。
A烟道和B烟道之间为互不连通的，也就是A烟道和B烟道中的烟气不会混合，这样A烟道的后续锅炉和脱硝装置只进行需脱硝烟气的脱硝处理，B烟道的后续脱硫装置只进行需脱硫烟气的脱硫处理。这样，脱硫和脱硝分开处理，脱硫时没有需脱硝烟气，脱硝时没有需脱硫烟气，能够减少脱硝装置和脱硫装置的运行负荷。
进一步地，还包括A烟道脱硫装置和第一烟囱；
A烟道脱硫装置连接于脱硝装置和第一烟囱之间。锅炉一般是利用工厂已有的锅炉，这样能够提高锅炉利用率的同时，使用锅炉脱出CO，锅炉设备一般后续会跟有脱硫装置，在不影响原有装置布置的情况下，满足现有工艺的需要，提高设备利用率。
进一步地，A烟道另一端依次连接第一除尘器、第一引风机、锅炉和第一换热器；
第一换热器与脱硝装置相连。除尘器用于除尘，保证烟气中粉尘浓度控制在一定范围内，不会将后续锅炉和换热器堵塞；引风机的加入可以保证烟气以一定的流速进入后续设备，锅炉用于脱出CO，CO的反应过程为放热反应，反应后的烟气温度很高，使用换热器可以回收热量，提高能量利用率，同时避免烟气温度过高进入后续设备，防止对设备造成损害。
进一步地，脱硝装置依次连接第二换热器、A烟道脱硫装置、第二除尘器、第二引风机；
第二引风机连接至第一烟囱。
脱硝反应是放热反应，反应后烟气温度升高，使用换热器进行降温，同时对能量进行回收利用，烟气温度降低后进入脱硫装置进行脱硫，脱硫后进行除尘，通过引风机从烟囱排出，排出烟囱的烟气颗粒浓度太大则是不达标的，因此再次除尘处理。
进一步地，B烟道另一端依次连接第三除尘器、第三引风机、B烟道脱硫装置、第四除尘器；
第四除尘器连接至烟囱。
B烟道的需脱硫烟气经除尘、脱硫由烟囱排出，没有需脱硝烟气的影响，减小了装置的负荷。
本发明还提供了一种烧结烟气综合治理的工艺，烧结机不同风箱内的烧结烟气分别汇总到A烟道和B烟道，A烟道内为需脱硝烟气，B烟道内为需脱硫烟气；
对需脱硝烟气进行CO脱除，然后再进行脱硝、脱硫处理；
对需脱硫烟气进行除尘和脱硫处理。
对烧结机中的烧结烟气分为需脱硝烟气和需脱硫烟气，分开处理，减少脱硫时需脱硝烟气的影响和脱硝时需脱硫烟气的影响，减小烟气处理负荷，同时节约处理成本；进行CO处理，减少其对空气的污染，同时将能量回收利用，提高能量利用率。
进一步地，CO脱除具体为：
需脱硝烟气先经过除尘，后进入锅炉，需脱硝烟气中的CO作为燃气、需脱硝烟气中的氧气作为助燃气体，与锅炉中喷入的燃料燃烧，需脱硝烟气中的CO燃烧后生成CO2。
锅炉是已有设备，此处用于脱除CO，完成工艺需求的同时，作为能量源，减少锅炉中喷入的燃料的用量，同时脱除CO，一个设备同时完成多种用途。
进一步地，需脱硝烟气CO脱除后进行余热回收，然后进行脱硝处理，脱硝后进行余热回收，进行脱硫和除尘处理后直接排出。
CO脱除的过程是放热反应，反应后烟气温度升高，进行余热回收可以将能量重复利用，同时，降温后的烟气进行脱硝处理，再进行脱硫和除尘并排出，满足烟气排放标准的同时，减少整个过程的负荷量。
进一步地，需脱硫烟气除尘后进行脱硫处理，脱硫后再次除尘，直接排出。
需脱硫烟气进行脱硫处理和除尘，满足排放标准，可直接排出。
本发明提供了一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺，把烧结烟气分为两个部分，一部分直接进行脱硫，另一部分进行脱硝、脱CO处理，这样可以大大降低了脱硫、脱硝的烟气量；同时，本发明提出了利用现有锅炉的燃烧系统和脱硝装置对需要脱硝脱CO的烟气分别进行脱CO和脱硝处理，实现了低成本多污染物脱除的目的。同时，将需要脱硝脱CO的烟气作为锅炉燃气，不仅可以利用烟气中CO提供少量燃料，而且，烟气本身温度在50℃以上，有利于降低锅炉的运行成本，提高锅炉的生产效益。因此，本工艺具有实现简单，多污染物脱除成本低，投资低，对现有设备改造小等特点，具有很大的推广价值。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1是本发明的烧结烟气综合治理的系统整体结构示意图。
图中：1-烧结机、2-A烟道、3-第一除尘器、4-第一引风机、5-锅炉、6-第一换热器、7-脱硝塔、8-第二换热器、9-A烟道脱硫装置、10-第二除尘器、11-第二引风机、12-第一烟囱、13-B烟道、14-第三除尘器、15-第三引风机、16-B烟道脱硫装置、17-第四除尘器、18-烟囱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种烧结烟气综合治理的系统，如图1所示，包括：烧结机1、A烟道2、第一除尘器3、第一引风机4、锅炉5、第一换热器6、脱硝塔7、第二换热器8、A烟道脱硫装置9、第二除尘器10、第二引风机11、第一烟囱12、B烟道13、第三除尘器14、第三引风机15、B烟道脱硫装置16、第四除尘器17、烟囱18。
烧结机1是一个连续生产的冶金设备，烧结料从机头开始点火，然后一直到机尾烧结完成，料随台车从机头移动到机尾。台车下面有多个风箱，台车和风箱之间为密封连接，各风箱上部连通，下部之间是密封互不连通的。根据烧结机各个风箱烟气特点，其中靠近机头的风箱烟气具有温度低、NOx含量高、CO含量高、SO2含量低的特点，靠近机尾的风箱气具有温度高、NOx含量低、CO含量低、SO2含量高的特点，将不同风箱的烟气汇总到不同的两个烟道，分别为A烟道和B烟道，A烟道和B烟道相互独立，烟气互不窜通；
A烟道2连接部分烧结机风箱，这些风箱的位置主要集中在烧结机的机头至烧结机的中部的一个风箱。A烟道2中为需脱硝烟气，需脱硝烟气重颗粒物浓度>3g/m3，SO2浓度<100mg/m3，NOx浓度>400mg/m3，CO浓度>8000mg/m3，平均温度<150℃。
A烟道2中的需脱硝烟气先经过第一除尘器3，将烟气中颗粒物浓度将至50mg/m3以下，再经过第一引风机4，然后A烟道2中的需脱硝烟气进入锅炉5，需脱硝烟气中的CO作为锅炉的燃气，代替全部或部分空气，需脱硝烟气中的氧气作为助燃气体A烟道2中的需脱硝烟气与锅炉5中喷入的燃料燃烧，燃烧过程可以将A烟道2需脱硝烟气中的CO几乎全部燃烧处理完，生成CO2，从锅炉5排出的烟气中CO浓度≤50mg/Nm3；从锅炉5排出的需脱硝烟气先进入第一换热器6进行余热回收，换热后烟气温度降低到320-400℃范围内，然后需脱硝烟气进入脱硝塔7中脱硝处理，脱硝后为脱硝烟气，脱硝烟气中NOx浓度≤100mg/Nm3；脱硝烟气再进入第二换热器8进行余热回收，换热后脱硝烟气温度降低到160℃以下，然后烟气进入A烟道脱硫装置9中进行脱硫处理，脱硫后脱硝烟气中SO2浓度≤50mg/Nm3；脱硫后脱硝烟气再经过第二除尘器10除尘，除尘后烟气中颗粒物浓度≤20mg/Nm3，最后烟气再经过第二引风机11从第一烟囱12排放。
B烟道13连接除A烟道2连接以外的剩余烧结机1的风箱，即需脱硫烟气的风箱，这些风箱的位置主要集中在烧结机1的机尾至中部，这些风箱中的需脱硫烟气进入B烟道13。烟气中颗粒物浓度>6g/m3，SO2浓度>600mg/m3，NOx浓度<100mg/m3，CO浓度<4000mg/m3，平均温度>100℃。
B烟道13中的需脱硫烟气先经过第三除尘器14除尘，除尘后需脱硫烟气中颗粒物浓度≤100mg/m3，再经过第三引风机15后进入B烟道脱硫装置16中进行脱硫处理，脱硫后即为脱硫烟气，脱硫烟气中SO2浓度为≤50mg/m3，然后脱硫烟气再经过第四除尘器17除尘，除尘后脱硫烟气中颗粒物浓度≤20mg/Nm3，除尘后的脱硫烟气从烟囱18排放。
实施例1
某烧结机1，共有24个风箱，将靠近机头的14个需脱硝烟气风箱与A烟道2相连，其余10个需脱硫烟气风箱通与B烟道11相连。A烟道2中的需脱硝烟气的烟气量为100万Nm3，颗粒物浓度为5g/m3，SO2浓度为95mg/m3，NOx浓度为500mg/m3，CO浓度为11000mg/m3，烟气温度为80℃。
A烟道2中的需脱硝烟气先经过第一除尘器3，将烟气中颗粒物浓度降至45mg/m3，再经过第一引风机4，然后A烟道2中的需脱硝烟气作为锅炉的燃气，代替全部或部分空气，需脱硝烟气中的氧气作为助燃气体，A烟道2中的需脱硝烟气与锅炉5喷入的煤粉混合燃烧，燃烧过程可以将A烟道2中的需脱硝烟气中的CO几乎全部燃烧，脱硝烟气中的CO燃烧后生成CO2，从锅炉排出的需脱硝烟气中的CO浓度为45mg/Nm3，NOx浓度为1000mg/Nm3，SO2浓度为800mg/Nm3，烟气温度为750℃；从锅炉5排出的需脱硝烟气先进入第一换热器6进行余热回收，换热后需脱硝烟气温度降低到355℃，然后需脱硝烟气进入脱硝塔7中脱硝，脱硝后即为脱硝烟气，脱硝烟气中NOx浓度为88mg/Nm3；脱硝后的脱硝烟气再进入第二换热器8进行余热回收，换热后脱硝烟气温度降低到130℃，然后脱硝烟气进入A烟道脱硫装置9中进行脱硫处理，脱硫后脱硝烟气中SO2浓度为36mg/Nm3；脱硫后脱硝烟气再经过第二除尘器10除尘，除尘后烟气中颗粒物浓度为19mg/Nm3，最后脱硝烟气再经过第二引风机11从第一烟囱12排放。
B烟道13的需脱硫烟气的烟气量为120万Nm3，烟气中颗粒物浓度为6.5g/m3，SO2浓度为900mg/m3，NOx浓度为95mg/m3，CO浓度为1000mg/m3，平均温度为160℃。
B烟道13中的需脱硫烟气先经过第三除尘器14除尘，除尘后需脱硫烟气中颗粒物浓度为90mg/m3，再经过第三引风机15后进入B烟道脱硫装置16中进行脱硫处理，脱硫后即为脱硫烟气，脱硫烟气中SO2浓度为30mg/m3，然后脱硫烟气再经过第四除尘器17除尘，除尘后脱硫烟气中颗粒物浓度为18mg/Nm3，除尘后的脱硫烟气从烟囱18排放。
实施例2
某烧结机1，共有28个风箱，将靠近机头的17个需脱硝烟气风箱与A烟道2相连，其余11个需脱硫烟气风箱通过脱硫出口与B烟道11相连。A烟道2中需脱硝烟气的烟气量为120万Nm3，颗粒物浓度为5.5g/m3，SO2浓度为96mg/m3，NOx浓度为360mg/m3，CO浓度为9500mg/m3，烟气温度为85℃。
A烟道2中的需脱硝烟气先经过第一除尘器3，将需脱硝烟气中颗粒物浓度将至46mg/m3，再经过第一引风机4，然后A烟道2中的需脱硝烟气作为锅炉的燃气，代替全部或部分空气，需脱硝烟气中的氧气作为助燃气体，A烟道2中的需脱硝烟气与锅炉5喷入的焦炉煤气燃烧，燃烧过程可以将A烟道2需脱硝烟气中的CO几乎全部燃烧，需脱硝烟气中的CO燃烧后生成CO2，从锅炉排出的需脱硝烟气中CO浓度为42mg/Nm3，NOx浓度为900mg/Nm3，SO2浓度为450mg/Nm3，需脱硝烟气温度为800℃；从锅炉5排出的需脱硝烟气先进入第一换热器6进行余热回收，换热后需脱硝烟气温度降低到360℃，然后需脱硝烟气进入脱硝塔7中脱硝，脱硝后的烟气即为脱硝烟气，脱硝烟气中NOx浓度为92mg/Nm3；脱硝烟气再进入第二换热器8进行余热回收，换热后脱硝烟气温度降低到142℃，然后脱硝烟气进入A烟道脱硫装置9中进行脱硫处理，脱硫后脱硝烟气中SO2浓度为42mg/Nm3；脱硫后脱硝烟气再经过第二除尘器10除尘，除尘后烟气中颗粒物浓度为20mg/Nm3，最后烟气再经过第二引风机11从第一烟囱12排放。
B烟道13中的需脱硫烟气的烟气量为130万Nm3，需脱硫烟气中颗粒物浓度为7.6g/m3，SO2浓度为1100mg/m3，NOx浓度为98mg/m3，CO浓度为1600mg/m3，平均温度为158℃。
B烟道13中的需脱硫烟气先经过第三除尘器14除尘，除尘后需脱硫烟气中颗粒物浓度为86mg/m3，再经过第三引风机15后进入B烟道脱硫装置16中进行脱硫处理，脱硫后即为脱硫烟气，脱硫烟气中SO2浓度为28mg/m3，然后脱硫烟气再经过第四除尘器17除尘，除尘后脱硫烟气中颗粒物浓度为15mg/Nm3，除尘后的烟气从烟囱18排放。
本发明提供了一种烧结烟气污染物综合减排的系统及工艺，把烧结烟气分为两个部分，一部分直接进行脱硫，另一部分进行脱硝、脱CO处理，这样可以大大降低了脱硫、脱硝的烟气量；同时，本发明提出了利用现有锅炉的燃烧系统和脱硝装置对需要脱硝脱CO的烟气分别进行脱CO和脱硝处理，实现了低成本多污染物脱除的目的。同时，将需要脱硝脱CO的烟气作为锅炉燃气，需脱硝烟气中的氧气作为助燃气体，不仅可以利用烟气中CO提供少量燃料，而且，烟气本身温度在50℃以上，有利于降低锅炉的运行成本，提高锅炉的生产效益。因此，本工艺具有实现简单，多污染物脱除成本低，投资低，对现有设备改造小等特点，具有很大的推广价值。
尽管已经结合优选的实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解的是在不违背本发明精神和实质的情况下，各种修正都是允许的，它们都落入本发明的权利要求的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种烧结烟气综合治理的系统，其特征在于，包括烧结机(1)、A烟道(2)、脱硝装置、锅炉(5)、B烟道(13)、B烟道脱硫装置(16)；
所述A烟道(2)一端连接烧结机(1)的前半部分风箱，所述B烟道(13)一端连接烧结机(1)的后半部分风箱；
所述A烟道(2)另一端与锅炉(5)相连，所述锅炉(5)连接脱硝装置；所述B烟道(13)另一端与B烟道脱硫装置(16)相连。
2.根据权利要求1所述的烧结烟气综合治理的系统，其特征在于，还包括A烟道脱硫装置(9)和第一烟囱(12)；
所述A烟道脱硫装置(9)连接于所述脱硝装置和第一烟囱(12)之间。
3.根据权利要求2所述的烧结烟气综合治理的系统，其特征在于，所述A烟道(2)另一端依次连接第一除尘器(3)、第一引风机(4)、锅炉(5)和第一换热器(6)；
所述第一换热器(6)与所述脱硝装置相连。
4.根据权利要求3所述的烧结烟气综合治理的系统，其特征在于，所述脱硝装置依次连接第二换热器(8)、A烟道脱硫装置(9)、第二除尘器(10)、第二引风机(11)；
所述第二引风机(11)连接至第一烟囱(12)。
5.根据权利要求4所述的烧结烟气综合治理的系统，其特征在于，所述B烟道(13)另一端依次连接第三除尘器(14)、第三引风机(15)、B烟道脱硫装置(16)、第四除尘器(17)；
所述第四除尘器(17)连接至烟囱(18)。
6.一种使用权利要求1-5任一所述系统的烧结烟气综合治理的工艺，其特征在于，烧结机(1)不同风箱内的烧结烟气分别汇总到A烟道(2)和B烟道(13)，A烟道(2)内为需脱硝烟气，B烟道(13)内为需脱硫烟气；
对所述需脱硝烟气进行CO脱除，然后再进行脱硝、脱硫处理；
对所述需脱硫烟气进行除尘和脱硫处理。
7.根据权利要求6所述的烧结烟气综合治理的工艺，其特征在于，所述CO脱除具体为：
所述需脱硝烟气先经过除尘，后进入所述锅炉(5)，需脱硝烟气中的CO作为燃气、脱硝烟气中的氧气作为助燃气体，与锅炉(5)中喷入的燃料燃烧，脱硝烟气中的CO燃烧后生成CO2。
8.根据权利要求6所述的烧结烟气综合治理的工艺，其特征在于，所述需脱硝烟气CO脱除后进行余热回收，然后进行脱硝处理，脱硝后进行余热回收，进行脱硫和除尘处理后直接排出。
9.根据权利要求6-8任一所述的烧结烟气综合治理的工艺，其特征在于，所述需脱硫烟气除尘后进行脱硫处理，脱硫后再次除尘，直接排出。
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