CN107413193A - 一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺 - Google Patents

一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN107413193A
CN107413193A CN201710442890.5A CN201710442890A CN107413193A CN 107413193 A CN107413193 A CN 107413193A CN 201710442890 A CN201710442890 A CN 201710442890A CN 107413193 A CN107413193 A CN 107413193A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flue gas
sintering
flue
section
denitration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710442890.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107413193B (zh
Inventor
吴高明
韩斌
李丽坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201710442890.5A priority Critical patent/CN107413193B/zh
Publication of CN107413193A publication Critical patent/CN107413193A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107413193B publication Critical patent/CN107413193B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases

Abstract

本发明涉及一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，技术方案包括烧结烟气穿过烧结料层、底料、烧结机的台车底部篦子、风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，所述烟气管道包括主烟道和循环烟气主烟道，所述机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方风箱收集的烧结烟气进入主烟道；所述烧结机机头段区域下方风箱收集的烧结烟气进入循环烟气主烟道，再经循环烟气除尘器除尘后送入布置在烧结机机尾段和烟气快速升温段台车上方的循环烟气罩内，再次进入烧结料层。本发明工艺流程简单、不外购脱硝催化剂实现烧结烟尘自催化脱硝、脱硝效果好、余热回收率高、占地面积小、对环境友好、脱硝设备投资省、脱硝运行成本低。

Description

一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺
技术领域
本发明涉及环保领域的烟气脱硝工艺，具体的说是一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺
背景技术
烧结过程中NOx排放量约占钢铁厂NOx排放总量的45～48％左右，随着烧结工艺节能技术的发展和环保要求的提高，烧结余热利用和烧结烟气脱硝等已成为降低烧结能耗和满足环保要求的重中之重。
烧结烟气循环是目前推行烧结烟气污染物排放的有效手段之一，其技术方案是将部分风箱支管的烧结烟气或大烟道总管上一部分烧结烟气循环到烧结机台车上部密封罩中，在主抽风机的作用下，循环废气重新参与烧结。其目的是回收烧结烟气中的显热和潜热，降低燃料消耗；烟气循环到烧结料层时，其中的粉尘部分会被吸附并滞留于烧结料层中，NOx被部分降解,二噁英在高温下会被热解,CO和CH化合物等在烧结过程中会发生二次燃烧，可降低固体燃耗，进一步降低NOx和SO2等的排放。
沙钢将烧结机头部5个风箱和尾部1个风箱的烟气循环使用，循环烟气经过多管除尘器除尘后，由循环风机送至烧结机台车上方的循环烟气罩内重新参与烧结过程。采用头尾风箱循环既能充分利用高含氧量烟气，也便于循环烟气温度控制。
尽管烧结烟气循环具有节能、减排效果，但烧结机实际运行中，进行烧结烟气循环时，其节能与减排基本上是不相融的，烟气循环的目的不同，效果差异也很大。
如图1所示，在烧结机不同区域产生的烟气，其温度及污染物浓度是不同的。若注重节能，希望将烧结机后段的烟气进行循环使用，虽然回收了烟气余热，但减排的效果只体现在烟气量的减少上，其主要污染物(NOx 和SO2等)减排量并不明显；若注重减排，应将烧结机前段的烟气进行循环使用，由于该区域的烟气温度较低，基本体现不出节能效果。若采用外循环的方式，节能和减排效果均不显著。另外在现有的循环方案中，烟气回送到烧结机的前半部，在该区域的烧结过程中，氧气的消耗量高于后段，由于烟气中的氧含量明显低于空气的氧含量，这对烧结过程是不利的。同时，在该区域，对NOx及二恶英的降解效果较差。
结合现有的国家排放标准，采用烟气循环后，虽然烟气中的NOx基本可保证达标排放，但若对烧结烟气不进一步实施脱硝处理，很难满足日益严格的环保趋势以及不同地区的环保要求。所以即使采取了烟气循环，还必须实施后续的烟气脱硝。
对烧结烟气进行未端治理的脱硝技术中，目前较成熟并已工程应用的工艺为活性炭(焦)吸附和选择性催化还原(S-SCR)。在日本新日铁住金、 JFE、韩国浦项及中国太钢等企业的烧结机烟气净化工程中均有活性炭 (焦)吸附净化烧结烟气中污染物有应用案例，但运行实践表明，该技术投资大，运行成本高，脱硝效率较低，废弃的活性炭处置难等缺陷严重制约了该技术的大规模推广。选择性催化还原法(SCR)具有较高的脱硝效率，但其一次性投资成本高(其中催化剂成本占投资总成本的30-40％)，同时现有的SCR烟气脱硝技术一般在350-450℃下进行，需要消耗大量热能给脱硫后烟气加热，额外增加了SCR脱硝的运行成本。低温脱硝催化剂多半为贵金属，其成本更高，而且易发生氧抑制和硫中毒。
为了降低催化剂的成本，Busca等研究了γ-Fe2O3和α-Fe2O3的SCR脱硝反应活性，Kureti等研究了以ZrO2为载体的Fe2O3催化剂的SCR脱硝特性，研究表明，γ-Fe2O3和α-Fe2O3均有催化脱硝作用。孙俊民等研究了的电厂飞灰中铁质微珠的显微结构与物相组成,揭示出铁质微珠中Fe的四种存在形式:Fe3O4、α-Fe2O3、γ-Fe2O3和Fe3+-玻璃相。
基于此，本技术利用烧结矿中铁系氧化物多组分协同催化作用，在烧结机中部的烟气快速升温段，向风箱内的喷入氨气，利用烟气中的粉尘富含铁系氧化物多组分具有的脱硝催化作用，且温度在300℃以上，实现了烧结粉尘及烟气的高温(脱硝温度窗口)余热充分利用并同步脱硝的目的。既节省了脱硝设备的投资，还省去了外购脱硝催化剂。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺流程简单、脱硝效果好、余热回收率高、占地面积小、对环境友好、设备投资和运行成本低的烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，实现烧结过程中的烟气NOx 脱除。
本发明工艺包括烧结烟气在高压风机的抽力作用下穿过烧结料层、底料、烧结机的台车底部篦子、台车下方的风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的 35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4 个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的35－45％，所述烟气管道包括主烟道和循环烟气主烟道，所述机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方风箱收集的烧结烟气进入主烟道；所述烧结机机头段区域下方风箱收集的烧结烟气进入循环烟气主烟道，再经循环烟气除尘器除尘后送入布置在烧结机机尾段和烟气快速升温段台车上方的循环烟气罩内，再次进入烧结料层。
所述主烟道引出的烧结烟气经脱硝烟气换热器、烟气加热器加热升温到250－390℃，再引入流化床脱硝反应器内，沉降分离出烟尘中的部分颗粒物，并富集在流化床脱硝反应器内。所述出流化床脱硝反应器的脱硝烟气先经脱硝烟气除尘器除尘，然后进入脱硝烟气换热器与来自主烟道的烧结烟气间接换热，再送入循环烟气换热器与来自循环烟气主烟道的循环烟气间接换热后送入的静电/布袋除尘器进一步除尘；所述经脱硝烟气除尘器分离得到的粉尘回送流化床脱硝反应器内或送入烧结配料系统。
定期向所述流化床脱硝反应器内补充烧结返矿或热烧结返矿，以提高脱硝效率。
所述烟气加热器的烟气出口管道上，沿周向安装至少一层液氨喷嘴，通过液氨喷嘴喷入液氨并与烧结烟气混合，再进入流化床脱硝反应器内，在床内烧结返矿及烟尘颗粒物中富含的铁系多氧化物的催化作用下发生脱硝反应。
所述循环烟气主烟道引出的循环烟气在引入循环烟气罩前，先通过循环烟气除尘器除尘、再进入循环烟气换热器与脱硝烟气进行换热、升温后再送入循环烟气罩。
所述循环烟气罩安装在烧结机正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段。
所述烧结烟气携带出的颗粒物在主烟道沉积下来，并进入主烟道粉料斗内，所述主烟道粉料斗内的颗粒物通过气力输送经粉尘气力输送管送入颗粒物料仓收集，再输送到流化床脱硝反应器内用作烧结烟气还原脱硝的催化剂。
所述气力输送的载气为来自循环烟气换热器的脱硝烟气或静电/布袋除尘器引出的烧结烟气。
所述烟气快速升温段为烧结生产过程中进入风箱的烧结烟气温度从 80℃上升到200℃的区域。
均匀排出所述流化床脱硝反应器内的烧结返矿及烟尘颗粒物，控制流化床脱硝反应器床层阻力在2600－3000Pa之间，所述排出的烧结返矿及颗粒物送入烧结配料系统配入烧结混合料中。
所述从主烟道引出的机尾段及烟气快速升温段区域烧结烟气还可通过主烟道阀门调节经过主烟道连通管直接引到循环烟气换热器中与循环烟气间接换热。
通过对烧结工艺过程分析，发明人分析发现，烧结机不同区域产生的烧结烟气温度及烟气中污染物浓度均不同，即机尾段烧结烟气温度＞200 ℃，NOx浓度＜100mg/Nm3；烟气快速升温段烧结烟气温度80－200℃，NOx 浓度＞100mg/Nm3；机头段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度300mg/Nm3以上；点火段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度＜100mg/Nm3；根据现有的烟气处理工艺路线，即所有烟气均进入主烟道混合后进入除尘器除尘、进入脱硫系统脱硫、再进入脱硝系统脱硝，现有处理系统存在以下几个不足：⑴未能充分利用烧结机不同区域产生的烟气性质不同的特性，对烧结烟气进行有针对性的分质处理，导致现有的烟气处理工艺路线长、投资大、处理成本高；⑵烧结烟尘中余热未有效回收利用；⑶现有烧结烟气处理系统为了降低进布袋/静电除尘器的烟气温度，向烟气中补充冷空气，既增加了高压风机的电力消耗，还增加了烟气处理系统的负荷；⑷混合稀释了高浓度污染物烟气中的污染物浓度，降低了污染物脱除过程的化学反应推动力。据此将所述烟气管道分为主烟道和循环烟气主烟道，来自机尾段、烟气快速升温段和点火段烧结烟气送入主烟道中，其中，在机尾段、烟气快速升温段下方风箱中喷入液氨，创造出满足脱硝反应进行的温度、原料和催化剂条件，使这部分烟气在风箱中先进行脱硝反应，然后再和较低NOx浓度的点火段的烟气一起进入主烟道；而来自所述机头段的烧结烟气温度低，NOx 浓度高，这部分烟气采用常规SCR脱硝处理时能耗高，将这部分烟气经对应的风箱收集后通过循环烟气主烟道引出，发明人巧妙地送入烧结机台车上方的循环烟气罩内，在高压风机的抽力作用下再次进入烧结料层，取代部分空气参与烧结过程，并在烧结料层中富含的铁系多氧化物的催化作用下还原脱硝；通过将循环烟气罩安装在烧结机正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段，使这部分烟气回送到产生的烟气温度最高、NOx浓度最低的烧结机机尾段和烟气快速升温段区域。以上方案具有如下技术效果：①巧妙回收利用了随机尾段和烟气快速升温段区域的烧结烟气带出的颗粒物的余热；②充分利用了颗粒物中富含的铁系多氧化物所具有的催化脱硝活性，以此取代传统的SCR脱硝中的昂贵的催化剂，节省的脱硝设备投资、降低了脱硝运行成本；③将高污染物浓度的机头段区域烧结烟气循环到机尾段及烟气快速升温段，利用烧结矿自身富含铁系多氧化物对SCR 脱硝的催化还原特性，同时利用循环烟气中氧气浓度低使烧结过程的烟气处于还原氛围，实现循环烟气中的NOx的脱除；④烟气的循环减少了烟气的外排量，有效降低了后续烟气处理系统的负荷，可有效降低烟气后续处理成本。
为了进一步提高脱硝效率，所述烟气加热器的烟气出口管道上沿周向安装至少一层液氨喷嘴，通过液氨喷嘴向管道内喷入液氨与烧结烟气混合后进入流化床脱硝反应器内，然后在床内热返矿富含的铁系多氧化物催化作用下发生脱硝反应。
烧结烟气在风箱及主烟道脱硝反应后，温度会下降，为保证后续流化床的脱硝效果，将离开主烟道的烧结烟气送入脱硝烟气换热器中与除尘后的脱硝烟气间接换热升温再送入烟气加热器进一步升温至250－390℃，然后送入流化床脱硝反应器中，在床内烧结返矿及烟尘颗粒物富含的铁系多氧化物的催化作用下进行脱硝反应，所述流化床脱硝反应器内不使用外购催化剂，而是使用主烟道中沉积下来的颗粒物和随烟气带入的颗粒物作为催化剂，若催化剂活性不足，还可补入烧结返矿或热返矿，特别是热返矿和烟尘携带的颗粒物，一方面自身温度高，能够为脱硝提供热能；另一方面这些返矿和颗粒物含有的铁系多氧化物对脱硝有协同催化作用，如γ-Fe2O3对NH3-SCR脱硝有较强的催化活性，可作为催化剂使用，脱硝效果好；经流化床脱硝反应器脱硝后的烟气先经脱硝烟气除尘器除尘，然后进入脱硝烟气换热器中与来自主烟道的烟气间接换热降温后再送入循环烟气换热器进一步换热降温，再送入静电/布袋除尘器。
设置流化床脱硝反应器的主要作用：一是富集烟尘中的颗粒物；二是催化脱硝，当烧结烟尘通过流化床时，在此停留时间较长，并在密相颗粒物中所含的铁系氧化物的催化作用下发生高效还原脱硝反应；三是还可接收补充的烧结返矿，并均匀排出恒定温度的颗粒物和烧结返矿。
烧结烟气流经主烟道时，烟尘携带的颗粒物会在烟道底部沉积下来，进入主烟道下方设置的主烟道粉料斗内，这部分颗粒物经粉尘气力输送管通过气力输送经颗粒物料仓，送到流化床脱硝反应器内用作烧结烟气还原脱硝的催化剂；所述载气采用循环烟气换热器脱硝烟气出口处引出的脱硝后烧结烟气或静电/布袋除尘器出口引出的脱硝后烧结烟气。如此处理具有如下效果：①巧妙回收利用了随机尾段和烟气快速升温段区域烧结烟气带出的颗粒物余热；②充分利用了烧结烟尘颗粒物中富含的铁系多氧化物所具有的催化脱硝活性，以此取代传统SCR脱硝所采用的昂贵的催化剂，节省的脱硝设备投资、降低了脱硝运行成本；③采用脱硝后烧结烟气作为气源，通过气力输送将颗粒物送入流化床脱硝反应器内，增加了部分脱硝后烟气的循环，既提高了脱硝效率，还彻底改善了原颗粒物皮带输送系统的环境，减少了岗位扬尘。
有益效果：
(1)将烧结机不同区域的烟气分别引入不同的烟道进行分质处理，充分利用了烧结机机尾段及烟气快速升温段区域烟尘余热，节省了烧结烟气SCR脱硝时升温需补充的外界热源。
(2)充分利用烧结机机尾段及烟气快速升温段区域对应风箱内烟尘温度高，烟尘含尘量大，富含铁系多氧化物等特性，向风箱内喷入液氨，实现烟气在线脱硝，节省了烧结烟气SCR脱硝所需的催化剂；
(3)采用脱硝后烧结烟气作为气源，通过气力输送将机尾段和烟气快速升温段区域烧结烟气带出的颗粒物送入流化床脱硝反应器内，巧妙回收利用了颗粒物余热、改善了原颗粒物皮带输送系统的环境，减少了岗位扬尘；
(4)机头段高NOx浓度的烟气循环进入机尾段及烟气快速升温段，在穿过烧结料层时，该区域烧结料层富含有铁系多氧化物，同时循环烟气中氧气浓度偏低(低于空气中的氧气浓度)，烧结过程形成的烟气含有一定的还原气体，循环烟气穿过烧结料层时，在铁系多氧化物的催化作用下对NOx进行了脱除，节省了脱硝的设备投资和脱硝的运行成本；
(5)机头段引出的循环烟气湿度比空气的湿度大，循环烟气穿过烧结料层时的摩擦力较空气低，减少了气体穿过烧结料层的阻力损失；
(6)通过循环烟气换热器将源于机尾段和烟气快速升温段的、已脱硝的烟气与循环烟气换热，进一步回收了脱硝后烟气余热，降低了后续静电/布袋除尘器的烟气温度，节省了原系统采用补充空气对烧结烟气降温所增加的动力消耗；
(7)烧结烟气的部分循环再次进入烧结料层，减少了烟气的外排量，降低了后续烟气净化系统的负荷；
(8)本发明工艺在不外添催化剂的前提下达到有效脱硝的目的，充分利用系统余热，NOx排放量减少75％，与传统SCR脱硝工艺相比，降低脱硝成本60％，降低脱硝设备投资40％，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1为烧结烟气中CO、O2、NOx等浓度在烧结过程中的变化曲线图。
图2为本发明工艺流程图。
其中，1－循环烟气罩、2－烧结机、2.1－台车、3－烧结料层、3.1- 底料、4－风箱、5－主烟道、5.1－主烟道连通管、5.2－连通管阀门、5.3 －主烟道阀门、6-循环烟气管道、7－循环烟气风机、8-循环烟气换热器、 8.1－脱硝烟气出口、9-脱硝烟气除尘器、10-硫化床脱硝反应器、10.1 －固相出口、11-循环烟气除尘器、12-循环烟气主烟道、13-脱硝烟气换热器、14-液氨、15-液氨喷嘴、16-烟气加热器、17-颗粒物料仓、18-粉尘气力输送管、19-主烟道粉料斗、20-气力输送风机、21-高压风机、22- 静电/布袋除尘器。
具体实施方式
参见图2，本发明系统包括烧结机2，所述烧结机1的台车2.1下方设有风箱4，风箱4底部的出口连通烟气管道，沿台车2.1行进方向烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，所述烟气管道由主烟道5和循环烟气主烟道12组成，所述烧结机2的机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方的风箱4连通主烟道5，所述主烟道5 依次连接脱硝烟气换热器13的管程或壳程、烟气加热器16和流化床脱硝反应器10，所述流化床脱硝反应器10的烟气出口经脱硝烟气除尘器9、脱硝烟气换热器13的壳程或管程、循环烟气换热器8的管程或壳程连接静电/布袋除尘器22，所述脱硝烟气除尘器9的粉尘出口连接流化床脱硝反应器10，所述烟气加热器16的烟气出口管道上，沿管道周向安装至少一层液氨喷嘴15。机头段区域下方风箱4经循环烟气主烟道12、循环烟气除尘器11、循环烟气换热器8的壳程或管程、循环烟气风机7、循环烟气管道6连接循环烟气罩1。所述循环烟气罩1安装在烧结机2正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段。所述主烟道6还通过连通管阀门 5.2、主烟道连通管5.1直接与循环烟气换热器8的管程或壳程的入口连通。
所述流化床脱硝反应器10的固相出口10.1连通烧结配料系统(图中未示出)。
所述主烟道6底部设主烟道粉料斗19，所述主烟道粉料斗19底部连通粉尘气力输送管18，所述粉尘气力输送管18出口经颗粒物料仓17连接所述流化床脱硝反应10器。所述粉尘气力输送管18的载气进口经气力输送风机20与循环烟气换热器8的脱硝烟气出口或静电/布袋除尘器22 的烟气出口相连接。
所述烧结机的各段区域定义如下：
点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的 35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4 个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的35－45％；机尾段烧结烟气温度＞200℃，NOx浓度＜100mg/Nm3；烟气快速升温段烧结烟气温度80－200℃，NOx浓度＞100mg/Nm3；机头段烧结烟气温度＜80 ℃，NOx浓度300mg/Nm3以上；点火段烧结烟气温度＜80℃，NOx浓度＜ 100mg/Nm3。
以某钢厂450m2烧结机产生的烧结烟气处理为例，混合烟气(含点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域)的NOx含量为280－320 mg/m3，其中，机头段烟气中NOx含量为310－380mg/m3，点火段、机头段、烟气快速升温段的烟气中NOx含量为90－100mg/m3，采用本发明方法的步骤如下：
烧结烟气在高压风机21的抽力作用下穿过烧结料层3、底料3.1、烧结机2的台车2.1底部篦子、台车2.1下方的风箱4送入烟气管道，沿台车2.1行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的 50％，所述烟气管道包括主烟道5和循环烟气主烟道12，所述机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方风箱4收集的烧结烟气进入主烟道5，所述主烟道5的烧结烟气经脱硝烟气换热器13、烟气加热器16升温至脱硝温度后引入流化床脱硝反应器10内，富集分离出烟尘中的部分颗粒物并进行脱硝反应，出流化床脱硝反应器10的脱硝烟气先经脱硝烟气除尘器 9除尘，再经脱硝烟气换热器13与主烟道5内的烧结烟气间接换热后送入循环烟气换热器8与来自循环烟气主烟道12的烟气进一步间接换热，最后送入的静电/布袋除尘器22进一步除尘最后由高压风机21引出。
根据需要，当脱硝烟气换热器13或烟气加热器16或流化床脱硝反应器10等单元出现故障时，关闭主烟道阀门5.3，开启连通管阀门5.2主烟道5内的烧结烟气经连通管阀门5.2、主烟道连通管5.1直接送入循环烟气换热器8中与来自循环烟气主烟道12的烟气间接换热后送入的静电/ 布袋除尘器22，以提高烧结机运行的稳定性。
脱硝烟气除尘器9中分离的粉尘回送流化床脱硝反应器10内作为脱硝催化剂。所述烟气加热器13的烟气出口管道上，沿周向安装至少一层液氨喷嘴15，通过液氨喷嘴15喷入液氨14并与烧结烟气混合，再进入流化床脱硝反应器10内，在颗粒物中富含的铁系多氧化物的催化作用下发生脱硝反应。
所述烧结机机头段区域下方风箱4收集的烧结烟气进入循环烟气主烟道12，再经循环烟气除尘器9除尘后送入循环烟气换热器8与脱硝烟气进行间接换热、升温后再经循环烟气管道6送入布置在烧结机上方的循环烟气罩1内，再次进入烧结料层3，所述循环烟气罩1安装在烧结机2 正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段。
所述烧结烟气携带出的颗粒物在主烟道5沉积下来，并进入主烟道粉料斗19内，所述主烟道5粉料斗19内的颗粒物通过气力输送经粉尘气力输送管18送入颗粒物料仓17收集，再输送到流化床脱硝反应器10内用作烧结烟气还原脱硝的催化剂，通过固相出口10.1均匀排出所述流化床脱硝反应器内的烧结返矿及烟尘颗粒物，以控制流化床脱硝反应器10床层阻力在2600－3000Pa之间，所述排出的烧结返矿及颗粒物送入烧结配料系统配入烧结混合料中。所述气力输送的载气为来自循环烟气换热器8 的脱硝烟气或静电/布袋除尘器22引出的烧结烟气。
经处理后的烧结烟气NOx减排量达75％。
采用上述脱硝工艺全程不使用外购催化剂，利用烧结料层及烧结烟气中的颗粒物含有铁系多氧化物具有的脱硝催化作用，使氨与NOx反应脱硝，减少脱硝设备投资，充分利用了工艺过程中的余热，与传统SCR脱硝工艺相比，降低脱硝成本60％，降低脱硝设备投资40％。

Claims (12)

1.一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，包括烧结烟气在高压风机的抽力作用下穿过烧结料层、底料、烧结机的台车底部篦子、台车下方的风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，点火段位于烧结机最前端，该区域占1－2个风箱；机头段位于点火段之后的烧结机前半部并延伸至烧结机中部，该区域占烧结机总长度的35－45％；烟气快速升温段位于烧结机中部偏机尾方向，该区域占2－4个风箱；机尾段位于烧结机的后半部，该区域占烧结机总长度的35－45％，其特征在于，所述烟气管道包括主烟道和循环烟气主烟道，所述机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方风箱收集的烧结烟气进入主烟道；所述烧结机机头段区域下方风箱收集的烧结烟气进入循环烟气主烟道，再经循环烟气除尘器除尘后送入布置在烧结机机尾段和烟气快速升温段台车上方的循环烟气罩内，再次进入烧结料层。
2.如权利要求1所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述主烟道引出的烧结烟气经脱硝烟气换热器、烟气加热器加热升温到250－390℃，再引入流化床脱硝反应器内，沉降分离出烟尘中的部分颗粒物，并富集在流化床脱硝反应器内。
3.如权利要求2所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述出流化床脱硝反应器的脱硝烟气先经脱硝烟气除尘器除尘，然后进入脱硝烟气换热器与来自主烟道的烧结烟气间接换热，再送入循环烟气换热器与来自循环烟气主烟道的循环烟气间接换热后送入的静电/布袋除尘器进一步除尘；所述经脱硝烟气除尘器分离得到的粉尘回送流化床脱硝反应器内或送入烧结配料系统。
4.如权利要求2或3所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，定期向所述流化床脱硝反应器内补充烧结返矿或热烧结返矿，以提高脱硝效率。
5.如权利要求2或3所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述烟气加热器的烟气出口管道上，沿周向安装至少一层液氨喷嘴，通过液氨喷嘴喷入液氨并与烧结烟气混合，再进入流化床脱硝反应器内，在床内烧结返矿及烟尘颗粒物富含的铁系多氧化物的催化作用下发生脱硝反应。
6.如权利要求1或3所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述循环烟气主烟道引出的循环烟气在引入循环烟气罩前，先通过循环烟气除尘器除尘、再进入循环烟气换热器与脱硝烟气进行换热、升温后再送入循环烟气罩。
7.如权利要求1所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述循环烟气罩安装在烧结机正上方，覆盖烧结机机尾段和烟气快速升温段。
8.如权利要求1－3任一项所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述烧结烟气携带出的颗粒物在主烟道沉积下来，并进入主烟道粉料斗内，所述主烟道粉料斗内的颗粒物通过气力输送经粉尘气力输送管送入颗粒物料仓收集，再输送到流化床脱硝反应器内用作烧结烟气还原脱硝的催化剂。
9.如权利要求7或所述的基于烧结热返矿催化的烧结烟气脱硝工艺，其特征在于，所述气力输送的载气为来自循环烟气换热器的脱硝烟气或静电/布袋除尘器引出的烧结烟气。
10.如权利要求1所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述烟气快速升温段为烧结生产过程中进入风箱的烧结烟气温度从80℃上升到200℃的区域。
11.如权利要求1所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，均匀排出所述流化床脱硝反应器内的烧结返矿及烟尘颗粒物，控制流化床脱硝反应器床层阻力在2800－3100Pa之间，所述排出的烧结返矿及颗粒物送入烧结配料系统配入烧结混合料中。
12.如权利要求6所述的一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，其特征在于，所述从主烟道引出的机尾段及烟气快速升温段区域烧结烟气还可通过主烟道阀门调节经过主烟道连通管直接引到循环烟气换热器中与循环烟气间接换热。
CN201710442890.5A 2017-06-13 2017-06-13 一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺 Active CN107413193B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710442890.5A CN107413193B (zh) 2017-06-13 2017-06-13 一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710442890.5A CN107413193B (zh) 2017-06-13 2017-06-13 一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107413193A true CN107413193A (zh) 2017-12-01
CN107413193B CN107413193B (zh) 2020-06-02

Family

ID=60428160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710442890.5A Active CN107413193B (zh) 2017-06-13 2017-06-13 一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107413193B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108339386A (zh) * 2018-04-19 2018-07-31 武汉致衡环境安全工程技术有限公司 一种利用烟气再循环提高scr脱硝反应器进口温度的系统
CN108645229A (zh) * 2018-07-13 2018-10-12 郑琨 一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺
CN111054170A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 北京中航泰达环保科技股份有限公司 烧结烟气循环联合全污染物治理装置与方法
CN111068446A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 北京中航泰达环保科技股份有限公司 烧结烟气循环系统及烧结烟气循环系统清灰方法
CN111203097A (zh) * 2020-02-28 2020-05-29 成都易态科技有限公司 烟气净化处理设备以及烟气净化处理方法

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5220919A (en) * 1975-08-12 1977-02-17 Kobe Steel Ltd Denitrating process for combustion exhaust gas from an iron ore sinter ing factory
JPS52151604A (en) * 1976-06-14 1977-12-16 Nippon Steel Corp Air introducing circulation type sintering apparatus
JPS54107804A (en) * 1978-02-13 1979-08-24 Kawasaki Steel Corp Treating method for exhaust gas from dl sintering machine
JPS54130403A (en) * 1978-03-31 1979-10-09 Kawasaki Steel Corp Manufacture of sintered iron ore
JPS58170523A (ja) * 1982-03-31 1983-10-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd 焼結機排ガスの脱硫脱硝方法
JPS58217645A (ja) * 1982-06-09 1983-12-17 Kawasaki Steel Corp 焼結機の排ガス顕熱回収方法
CN101829482A (zh) * 2010-05-13 2010-09-15 宝钢工程技术集团有限公司 烧结机负能耗二恶英减排系统及其方法
CN102188903A (zh) * 2011-05-11 2011-09-21 宝钢工程技术集团有限公司 烧结机高氮氧化合物烟气循环脱硝设备
CN202478804U (zh) * 2012-04-01 2012-10-10 蓝天环保设备工程股份有限公司 一种烧结机烟气脱硫脱硝装置
CN102936651A (zh) * 2012-10-23 2013-02-20 鞍钢股份有限公司 一种烧结同时脱硫脱硝系统及其脱硫脱硝的方法
CN103157356A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 鞍钢股份有限公司 一种烧结脱硝系统及其脱除氮氧化物的方法
CN103499216A (zh) * 2013-09-26 2014-01-08 中南大学 一种铁矿烧结烟气分段循环的方法
CN203396254U (zh) * 2013-06-17 2014-01-15 中冶京诚工程技术有限公司 减少烧结二噁英产生和排放的装置
CN103954139A (zh) * 2014-04-03 2014-07-30 上海交通大学 一种烧结余能发电系统
CN203935781U (zh) * 2014-07-18 2014-11-12 温广胜 烧结机高氮氧化合物烟气循环脱硝系统
CN104764340A (zh) * 2015-04-13 2015-07-08 清华大学 一种烧结机烟气再循环脱硝的烟气循环系统及方法
CN105135895A (zh) * 2015-08-03 2015-12-09 郑琨 一种选择性的烧结烟气分段式综合处理工艺
CN106215695A (zh) * 2016-09-28 2016-12-14 江苏垦乐节能环保科技有限公司 一种烧结烟气同时脱硫脱销的系统及其实现方法
CN106282546A (zh) * 2015-06-05 2017-01-04 中冶长天国际工程有限责任公司 一种烟气循环式预还原烧结工艺和装置

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5220919A (en) * 1975-08-12 1977-02-17 Kobe Steel Ltd Denitrating process for combustion exhaust gas from an iron ore sinter ing factory
JPS52151604A (en) * 1976-06-14 1977-12-16 Nippon Steel Corp Air introducing circulation type sintering apparatus
JPS54107804A (en) * 1978-02-13 1979-08-24 Kawasaki Steel Corp Treating method for exhaust gas from dl sintering machine
JPS54130403A (en) * 1978-03-31 1979-10-09 Kawasaki Steel Corp Manufacture of sintered iron ore
JPS58170523A (ja) * 1982-03-31 1983-10-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd 焼結機排ガスの脱硫脱硝方法
JPS58217645A (ja) * 1982-06-09 1983-12-17 Kawasaki Steel Corp 焼結機の排ガス顕熱回収方法
CN101829482A (zh) * 2010-05-13 2010-09-15 宝钢工程技术集团有限公司 烧结机负能耗二恶英减排系统及其方法
CN102188903A (zh) * 2011-05-11 2011-09-21 宝钢工程技术集团有限公司 烧结机高氮氧化合物烟气循环脱硝设备
CN103157356A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 鞍钢股份有限公司 一种烧结脱硝系统及其脱除氮氧化物的方法
CN202478804U (zh) * 2012-04-01 2012-10-10 蓝天环保设备工程股份有限公司 一种烧结机烟气脱硫脱硝装置
CN102936651A (zh) * 2012-10-23 2013-02-20 鞍钢股份有限公司 一种烧结同时脱硫脱硝系统及其脱硫脱硝的方法
CN203396254U (zh) * 2013-06-17 2014-01-15 中冶京诚工程技术有限公司 减少烧结二噁英产生和排放的装置
CN103499216A (zh) * 2013-09-26 2014-01-08 中南大学 一种铁矿烧结烟气分段循环的方法
CN103954139A (zh) * 2014-04-03 2014-07-30 上海交通大学 一种烧结余能发电系统
CN203935781U (zh) * 2014-07-18 2014-11-12 温广胜 烧结机高氮氧化合物烟气循环脱硝系统
CN104764340A (zh) * 2015-04-13 2015-07-08 清华大学 一种烧结机烟气再循环脱硝的烟气循环系统及方法
CN106282546A (zh) * 2015-06-05 2017-01-04 中冶长天国际工程有限责任公司 一种烟气循环式预还原烧结工艺和装置
CN105135895A (zh) * 2015-08-03 2015-12-09 郑琨 一种选择性的烧结烟气分段式综合处理工艺
CN106215695A (zh) * 2016-09-28 2016-12-14 江苏垦乐节能环保科技有限公司 一种烧结烟气同时脱硫脱销的系统及其实现方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108339386A (zh) * 2018-04-19 2018-07-31 武汉致衡环境安全工程技术有限公司 一种利用烟气再循环提高scr脱硝反应器进口温度的系统
CN108645229A (zh) * 2018-07-13 2018-10-12 郑琨 一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺
CN111054170A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 北京中航泰达环保科技股份有限公司 烧结烟气循环联合全污染物治理装置与方法
CN111068446A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 北京中航泰达环保科技股份有限公司 烧结烟气循环系统及烧结烟气循环系统清灰方法
CN111203097A (zh) * 2020-02-28 2020-05-29 成都易态科技有限公司 烟气净化处理设备以及烟气净化处理方法
CN111203097B (zh) * 2020-02-28 2024-02-02 成都易态科技有限公司 烟气净化处理设备以及烟气净化处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107413193B (zh) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107413193A (zh) 一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺
CN100503013C (zh) 利用生物质再燃联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg的方法及系统
CN107314677B (zh) 基于干燥混合料点火烧结的NOx减排系统
CN107456863B (zh) 基于烧结烟气多级循环的在线脱硝工艺
CN110665352A (zh) 一种水泥窑尾中低硫烟气干法脱硫脱硝除尘装置及方法
CN109569183B (zh) 一种双系列烧结系统烟气综合循环处理方法及处理装置
CN107349783B (zh) 一种基于烧结烟气循环及烟尘催化的烧结烟气脱硝工艺
CN107029554B (zh) 基于烧结烟气自催化的烟气循环脱硝系统
CN107238297B (zh) 烧结烟气分质定向循环及在线脱硝系统
CN209828672U (zh) 一种链篦机-回转窑sncr/scr脱硝与活性焦脱硫组合系统
CN211358316U (zh) 一种水泥窑尾中低硫烟气干法脱硫脱硝除尘装置
CN107198962B (zh) 一种偶合利用烧结烟尘余热的烧结烟尘自催化脱硝系统
CN208583143U (zh) 余热利用系统
CN107261840B (zh) 基于烧结热返矿催化的烧结烟气脱硝工艺
CN107321174B (zh) 一种偶合利用烧结烟尘余热的烧结烟尘自催化脱硝工艺
CN107504825B (zh) 低NOx生成的烧结工艺
CN107051202A (zh) 烧结烟气分区循环偶合烟尘自催化脱硝系统
CN114061320B (zh) 一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统及其烟气处理工艺
CN108895837A (zh) 基于双层布料双层点火的低NOx烧结系统
CN107166971A (zh) 烧结烟气循环低NOx排放工艺
CN209188514U (zh) 一种基于氨法-scr联合脱硫脱硝系统
CN107198944A (zh) 基于风箱烟尘余热利用的烧结烟气自催化脱硝工艺
CN107198961B (zh) 烧结烟尘分质余热回用及脱硝偶合工艺
CN110763033A (zh) 一种烟气循环脱硝烧结系统及其烧结方法
CN109794146B (zh) 一种链篦机-回转窑sncr/scr脱硝与活性焦脱硫组合系统及工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant