CN107519750A - 一种烧结烟气综合治理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烧结烟气综合治理的系统和方法,将需脱硝烟气进行脱硝后返回至烧结机进行CO的脱除,并同时进行应用于烧结过程,使得烟气得到了重复利用,同时生成了需脱硫烟气,后续进行脱硫处理排出,这样烟气分为两个部分,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,本发明提出了对脱硝烟气进行循环利用脱除CO的方法,通过CO与热烧结矿的接触,实现了CO的二次氧化,达到脱除CO的目的。

Description

一种烧结烟气综合治理的系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冶金工业领域,尤其是一种烧结烟气综合治理的系统和方法。
背景技术
[0002] 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S〇2 浓度在l〇〇〇mg/Nm3以上,NOx浓度在400mg/Nm3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,S02浓度在2〇Omg/ Nm3以内,NOx浓度在300mg/Nm3以内,而2016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、S02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C0含量非常高,一般烟气中C0含量为8000mg/Nm3,而环境空气污染物基 本项目浓度限值(GB 3095-2012)是1小时平均值为10mg/m3,24小时平均值为4mg/m3,即C0成 为烧结烟气中主要的污染物。
[0003]在目前现有烧结烟气只能同时脱硫脱硝,还没有同时脱硫脱硝脱C0的方法,因此, 需要重新寻找合适的烧结烟气综合治理的新工艺和新方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种烧结烟气综合治理的系统和方法,解决烧结烟气处理时 不能同时脱硫脱硝脱C0的问题。
[0005] 具体的,本发明提供了一种烧结烟气综合治理的系统,包括烧结机,A烟道,脱硝装 置,B烟道,脱硫装置;
[0006] A烟道位于烧结机的前半部分,B烟道位于烧结机的后半部分;风罩与烧结机后半 部分相通;
[0007] 烧结机的脱硝出口通过A烟道与脱硝装置相连,脱硝装置通过烟气管线连接至烧 结机的所述风罩;烧结机的脱硫出口通过B烟道连接至脱硫装置。
[0008] 进一步地,脱硝装置包括依次连接的第一除尘器,第一引风机,加热炉,脱硝塔;
[0009] A烟道连接至第一除尘器的入口,脱硝后的烟气经过管路连接至烧结机的风罩。 [0010] 进一步地,脱硝装置还包括余热回收系统,第二除尘器和第二引风机;脱硝塔与余 热回收设备相连,余热回收设备的出口连接至第二除尘器的入口,第二除尘器的出口连接 至第二引风机,第二引风机的出口连接至烧结机的风罩。
[0011] 进一步地,脱硫装置包括依次连接的第三除尘器,第三引风机,脱硫塔和第四除尘 器,B烟道连接至第三除尘器的入口。
[0012] 进一步地,还包括烟囱,第一阀门和第二阀门;
[0013] 第四除尘器的出口与烟囱相连;第二引风机的出口通过第一阀门与风罩连接,第 二引风机的出口通过第二阀门连接至烟囱。
[0014] 本发明还提供了一种使用烧结烟气综合治理系统的烟气烧结方法,烧结机内的烧 结烟气包括需脱硝烟气和需脱硫烟气;
[0015] 对需脱硝烟气进行脱硝和脱C0处理;对需脱硫烟气进行脱硫处理,为脱硫烟气;
[0016] 需脱硝烟气脱硝处理后,返回至烧结机与需脱硫烟气混合后进行脱硫和脱C0处 理。
[0017] 进一步地,需脱硝烟气先经过除尘,经升压后,进行提温处理,提温后进行脱硝处 理,脱硝处理后再进行余热回收,再经过二次除尘后返回至烧结机。
[0018] 进一步地,需脱硫烟气经过除尘后进行脱硫处理,然后再经过除尘排放。
[0019] 进一步地,脱C0处理为向需脱硝烟气通入氧气后,并引入到烧结机,在烧结机内, C0和氧气反应,生成C〇2。
[0020] 进一步地,氧气纯度为95%;通入氧气后,需脱硝烟气中的氧含量为18%以上。 [0021]本发明提供了一种烧结烟气综合治理的系统和方法,将需脱硝烟气进行脱硝后返 回至烧结机进行C0的脱除,并同时进行应用于烧结过程,使得烟气得到了重复利用,同时生 成了需脱硫烟气,后续进行脱硫处理排出,这样烟气分为两个部分,一部分直接进行脱硫, 另一部分进行脱硝、脱C0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 了对脱硝烟气进行循环利用脱除C0的方法,通过C0与热烧结矿的接触,实现了 C0的二次氧 化,达到脱除C0的目的。
附图说明
[0022]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,相同的参考符号表不相同的部件。
[0023]图1是本发明的实施例1烧结烟气综合治理的装置整体结构图;
[0024]图2是本发明的实施例2烧结烟气综合治理的装置整体结构图。
[0025]图中:1-烧结机、2-A烟道、3-第一除尘器、4-第一引风机、5-加热炉、6-加热燃气、 7-脱硝塔、8-余热回收系统、9-第二除尘器、10-第二引风机、11-B烟道、12-风罩、13-第三除 尘器、14-第三引风机、15-脱硫塔、16-第四除尘器、17-烟囱、18-氧气、19-第一阀门、20-第 二阀门。
具体实施方式
[0026]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。
[0027] 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、加热炉5、加热燃气6、脱硝塔7、余热回收系统8、第二除尘器9、 第二引风机l〇、B烟道11、风罩12、第三除尘器13、第三引风机14、脱硫塔15、第四除尘器16、 烟囱17、氧气18、第一阀门19、第二阀门20;
[0028] 烧结机1是一个连续生产的冶金设备,内部包括风箱和台车,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,风箱之间也是密封互不连通的,料随台车从机头移动到机尾的过程 中,其中靠近机头的风箱烟气具有温度低、NOx含量高、C0含量高、S〇2含量低的特点,靠近机 尾的风箱气具有温度高、NOx含量低、C0含量低、S〇2含量高的特点,将靠近机头的风箱中的 烟气汇总到A烟道,为需脱硝烟气;将靠近机尾的风箱中的烟气汇总B烟道,为需脱硫烟气,A 烟道和B烟道相互独立,烟气互不窜通;
[0029] A烟道2连接部分烧结机风箱,连接处的接口为脱硝出口,这些风箱的位置主要集 中在烧结机的机头第1个风箱(或者第3个风箱)至烧结机的中部的一个风箱,即为需脱硝烟 气风箱。A烟道2中需脱硝烟气颗粒物浓度>3g/m3,S02浓度< 100mg/m3,NOx浓度>400mg/m3,C0 浓度>8〇OOmg/m3,02浓度< 12 %,平均温度< 150。(:。
[0030] A烟道2内的需脱硝烟气先经过第一除尘器3除尘,将烟气中颗粒物浓度将至 100mg/m3以下,再经过第一引风机4提高烟气压力,然后进入加热炉5提温,将烟气温度提高 到350°C,加热炉使用的燃气6为高炉煤气,提温后的A烟道2的烟气进入脱硝塔7进行脱硝处 理,脱硝后成为脱硝烟气,A烟道2的脱硝烟气中NOx浓度为彡100mg/m3,烟气温度>20(TC。然 后脱硝烟气进入余热回收系统8进行余热回收,余热回收后脱硝烟气温度低于160 °C,然后 脱硝烟气再经过第二除尘器9进行二次除尘,经过第二除尘器9除尘后脱硝烟气中颗粒物浓 度为<20mg/m3,脱硝烟气再经过第二引风机10进入烟气循环风罩12或者从烟囱17排放。 [0031]在烟气循环系统正常运行情况下,第一阀门19打开,第二阀门20关闭,脱硝烟气经 过第一阀门19,通过烟气管道引入到烧结机1的风罩12中,风罩12与烧结机1的需脱硫烟气 风箱相连通,在脱硝烟气进入风罩12前,向脱硝烟气中通入纯度为95%的氧气18,使脱硝烟 气中的氧含量达到18%以上,使脱硝烟气中的氧含量达到或接近空气中氧含量的标准。风 罩12为多个风罩连接在一起或者单独一个风罩,设置在烧结机1的靠近尾部的烧结料面上。 通入氧气后的脱硝烟气进入风罩12并引入到烧结机料面。在烧结机烧结矿层烧结过程中, 脱硝烟气中的C0和氧气反应,生成可以直接排入大气中的C02,进而减少有害气体C0的含 量。脱硝烟气经过烧结矿层后C0浓度降低30 %以上。脱硝烟气经过烧结矿层后成为需脱硫 烟气,由脱硫出口进入B烟道。
[0032] B烟道11通过烧结机脱硫出口连接除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11。由于脱硝烟气中加入氧气、吸入少量空气以及烧结机漏风等因素,B烟道11 烟气的烟气量大于A烟道2的烟气量,颗粒物浓度>6g/m3,S〇2浓度>600mg/m3,N0x浓度< 100mg/m3,C0浓度<4000mg/m3,02浓度> 15 %,平均温度> 100 °C。
[0033] B烟道11中的需脱硫烟气经过第三除尘器13除尘,使得烟气中颗粒物浓度< 100mg/m3,再经过第三引风机14后进入脱硫塔15,进行脱硫处理,脱硫后的烟气为脱硫烟 气,脱硫烟气中S02&amp;度为彡50mg/m3,然后烟气再经过第四除尘器16除尘,除尘后烟气中颗 粒物浓度为<20mg/Nm3,除尘后的烟气从烟囱17排放。
[0034]如果烧结机烟气循环系统出现问题不能使用循环烟气时,将关闭第一阀门19,打 开第二阀门20,A烟道2烟气经过第二引风机10后直接从烟囱17排放。
[0035] 实施例1
[0036] 如图1所示,某烧结机1,共有24个风箱,将靠近机头的12个需脱硝烟气风箱与A烟 道2相连,其余12个需脱硫烟气风箱与B烟道11相连。A烟道2中的烟气量为100万Nm3,颗粒物 浓度为 4.2g/m3,S02 浓度为 50mg/m3,N0x 浓度为 400mg/m3,C0 浓度为 1 l〇〇〇mg/m3,02 浓度为 11.8%,烟气温度为80°C。
[0037] A烟道2烟气先经过第一除尘器3,将烟气中颗粒物浓度降至9〇mg/m3,再经过第一 引风机4,然后进入加热炉5提温,将烟气温度提高到350°C,加热炉使用的燃气6为高炉煤 气,提温后的A烟道1烟气进入脱硝塔7脱硝,脱硝后A烟道烟气中NOx浓度为93mg/m3。然后烟 气进入余热回收系统8进行烟气的余热回收,余热回收后烟气温度低于160°C,然后烟气再 经过第二除尘器9,经过第二除尘器9后烟气中颗粒物浓度为16mg/m3,然后烟气再经过第二 引风机10。
[0038]在烟气循环系统正常运行情况下,第一阀门19打开,第二阀门20关闭,烟气经过第 一阀门19、烟道管道引入到烧结机料面上的5个风罩12中,在烟气进入风罩12前,向烟气中 通入纯度为95 %的氧气18,使烟气中的氧含量达到20 %,5个风罩12连接在一起,设置在烧 结机的靠近尾部的烧结料面上。通入氧气后的烟气进入风罩12并引入到烧结机料面。烟气 经过烧结矿层后从需脱硫风箱中排出,这些风箱的烟气汇总到B烟道2中,B烟道2烟气中⑶ 浓度为5000mg/m3,降低45 %。
[0039] B烟道11的烟气量为120万Nm3,烟气中颗粒物浓度为8 • 2g/m3,S02浓度为600mg/m3, NOx浓度为90mg/m3,C0浓度为3000mg/m3,02浓度为16%,烟气温度为15(rC〇B烟道11烟气经 过第三除尘器13,将烟气中颗粒物浓度降至90mg/m3,再经过第三引风机14后进入脱硫塔 15,脱硫采用氧化钙半干法脱硫,脱硫后烟气中S02浓度为47mg/m3,然后烟气再经过第四除 尘器16,除尘后烟气中颗粒物浓度为16mg/Nm3,除尘后的烟气从烟囱17排放。
[0040] 如果烧结机烟气循环系统出现问题不能使用循环烟气时,将关闭第一阀门19,打 开第二阀门20,A烟道2烟气经过第二引风机10后直接从烟囱17排放。
[0041] 实施例2
[0042]如图2所示,某烧结机1,将靠近机头的第3个至第14个风箱为需脱硝烟气风箱与A 烟道2相连,其余风箱(包括机头的前两个风箱和第14个风箱后的所有风箱)为需脱硫烟气 风箱,与B烟道11相连。机头的前两个风箱中的烟气温度低,第14个风箱后的烟气温度高,将 前两个风箱中的烟气和第14个风箱后的烟气混合后有利于降低温度高的烟气的温度。A烟 道1中的烟气量为8〇万Nm3,颗粒物浓度为5g/m3,S02浓度为42mg/m3,NOx浓度为420mg/m3,C0 浓度为12〇〇〇mg/m3,02浓度< 12 %,烟气温度为140 °C。
[0043] A烟道1烟气先经过第一除尘器3,将烟气中颗粒物浓度降至85mg/m3,再经过第一 引风机4,然后进入加热炉5提温,将烟气温度提高到350°C,加热炉使用的燃气6为高炉煤 气,提温后的A烟道1烟气进入脱硝塔7脱硝,脱硝后A烟道烟气中NOx浓度为80mg/m3。然后烟 气进入余热回收系统8进行烟气的余热回收,余热回收后烟气温度低于160°C,然后烟气再 经过第二除尘器9,经过第二除尘器9后烟气中颗粒物浓度为15mg/m3,然后烟气再经过第二 引风机10。
[0044]在烟气循环系统正常运行情况下,第一阀门19打开,第二阀门20关闭,烟气经过第 一阀门19、烟道管道引入到烧结机料面上的单个风罩12中,在烟气进入风罩12前,向烟气中 通入纯度为98%的氧气18,使烟气中的氧含量达到20%,风罩12设置在烧结机的靠近尾部 的烧结料面上。通入氧气后的烟气进入风罩12并引入到烧结机料面。脱硝烟气经过烧结矿 层后成为需脱硫烟气,需脱硫烟气通过脱硫出口汇总到B烟道2中,B烟道2烟气中C0浓度为 4800mg/m3,降低60 %。
[0045] B烟道2烟气量为130万Nm3,需脱硫烟气中颗粒物浓度为7 • 6g/m3,S02浓度为800mg/ m3,N0X浓度为72mg/m3,C0浓度为2500mg/m3,〇2浓度> 15%,烟气温度为90°C。
[0046] B烟道11烟气经过第三除尘器13、将烟气中颗粒物浓度降至86mg/m3,再经过第三 引风机14后进入脱硫塔15,脱硫采用氧化钙半千法脱硫法,脱硫后烟气中如2依度力4bmg/ m3,然后烟气再经过第四除尘器16,除尘后烟气中颗粒物浓度为Mmg/Nm3,除尘后的烟气从 烟囱17排放。
[0047]如果烧结机烟气循环系统出现问题不能使用循环烟气时,将关闭第一阀门19,打 开第二阀门20,A烟道2烟气经过第二引风机10后直接从烟囱17排放。
[0048]综上所述,本发明提供了一种烧结烟气综合治理的系统和方法,将需脱硝烟气进 行脱硝后返回至烧结机进行⑶的脱除,并同时进行应用于烧结过程,使得烟气得到了重复 利用,同时生成了需脱硫烟气,后续进行脱硫处理排出,这样烟气分为两个部分,一部分直 接进行脱硫,另一部分进行脱硝、脱C0处理,这样可以大大降低了脱硫、脱硝的烟气量;同 时,本发明提出了对脱硝烟气进行循环利用脱除C0的方法,通过C0与热烧结矿的接触,实现 了 C0的二次氧化,达到脱除C0的目的。
[0049]尽管己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 (10)

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,B 烟道(11),脱硫装置; 所述A烟道(2)位于烧结机(1)的前半部分,所述B烟道(11)位于烧结机(1)的后半部分; 风罩(12)与烧结机(1)后半部分相通; 所述烧结机(1)的脱硝出口通过A烟道(2)与脱硝装置相连,脱硝装置通过烟气管线连 接至烧结机(1)的所述风罩(12);所述烧结机(1)的脱硫出口通过B烟道(11)连接至脱硫装 置。
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,所述脱硝装置包括依 次连接的第一除尘器(3),第一引风机⑷,加热炉(5),脱硝塔(7); 所述A烟道连接至第一除尘器(3)的入口,脱硝后的烟气经过管路连接至烧结机(1)的 风罩(12)。
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,所述脱硝装置还包括 余热回收系统(8),第二除尘器⑼和第二引风机(1〇);所述脱硝塔(7)与余热回收设备(8) 相连,余热回收设备⑻的出口连接至第二除尘器⑼的入口,第二除尘器⑼的出口连接至 第二引风机(10),所述第二引风机(10)的出口连接至烧结机⑴的风罩(12)。
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,所述脱硫装置包括依 次连接的第三除尘器(13),第三引风机(14),脱硫塔(lf5)和第四除尘器(16)所述B烟道(11) 连接至第三除尘器(13)的入口。
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,还包括烟肉(17),第 一阀门(19)和第二阀门(20); 所述第四除尘器(16)的出口与烟囱(17)相连;所述第二引风机(10)的出口通过第一阀 门(19)与所述风罩(12)连接,所述第二引风机(10)的出口通过第二阀门(20)连接至烟囱 (17)〇
6. —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方法,其特征在于,烧结 机(1)内的烧结烟气包括需脱硝烟气和需脱硫烟气; 对所述需脱硝烟气进行脱硝和脱C0处理;对所述需脱硫烟气进行脱硫处理,为脱硫烟 气; 所述需脱硝烟气脱硝处理后,返回至烧结机(1)与需脱硫烟气混合后进行脱硫和脱C0 处理。
7. 根据权利要求6所述的烧结烟气综合治理的方法,其特征在于,所述需脱硝烟气先经 过除尘,经升压后,进行提温处理,提温后进行脱硝处理,脱硝处理后再进行余热回收,再经 过二次除尘后返回至烧结机(1)。
8. 根据权利要求6所述的烧结烟气综合治理的方法,其特征在于,所述需脱硫烟气经过 除尘后进行脱硫处理,然后再经过除尘排放。
9.根据权利要求7所述的烧结烟气综合治理的方法,其特征在于,所述脱C0处理为向需 脱硝烟气通入氧气后,并引入到烧结机(1),在烧结机(1)内,C0和氧气反应,生成C02。
10.根据权利要求9所述的烧结烟气综合治理的方法,其特征在于,所述氧气纯度为 95%;通入所述氧气后,需脱硝烟气中的氧含量为18%以上。
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