CN108607341A - 一种烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,该处理工艺包括,将烧结烟气经过除尘处理脱除颗粒物后进行CO脱除处理,在所述CO脱除处理中,烧结烟气中的至少部分CO与O2反应而被脱除;再将经过CO脱除处理的烧结烟气进行脱硝处理脱除NOx;然后烧结烟气进行换热处理;经过换热处理后的烧结烟气进行脱硫处理脱除SO2。本发明利用CO转化为CO2所释放热量及CO脱除炉新增的燃料燃烧释放的热量使烧结烟气提升到脱硝的适宜温度,从而在目前的烧结烟气脱硝工艺中不必专门对烧结烟气进行加热。本发明实现了烧结烟气中CO、NOx、SO2和二噁英的脱除以及热量利用的协同处理。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业的废物利用,具体涉及烧结烟气的处理领域。
背景技术
在当今全球变暖、生态环境恶化的背景下,烧结的节能减排对钢铁工业的可持续发展具有重要意义。据统计,烧结工序能耗约占整个钢铁工业能耗的15%以上。在烧结生产过程中,烧结烟气中大概有1-2%的CO(约8000-20000mg/m3)已经成为继SO2、NOx、颗粒物治理后亟待处理的污染物。CO不仅是烟气中的一项主要污染物,还是烧结过程中能量损失的一个方面。据统计,大概15%的能量以烧结烟气的显热形式排放,约有15%-20%的能量以烧结烟气中CO的形式排放,以上两种能量约占烧结结总能量的30%以上,不仅造成能源的巨大浪费更对环境带来污染。如果能使烧结烟气中的CO转化为CO2,不仅可以消除烟气中CO的污染,还可以对其能量进行回收。随着国家环保形势的日益严峻,要求烧结烟气中NOx排放要降低到100mg/m3以下,为此而发展出臭氧、SCR和活性炭等多种脱硝工艺。但目前脱硝工艺均存在着运行成本高、能源消耗量大的问题,均有悖于国家节能减排目标的实现。在以上脱硝工艺中,SCR中温脱硝工艺(300-420℃)在火电厂应用相当广泛,并且有较高的脱硝效率。在烧结烟气脱硝工艺中之所以不能大面积推广主要原因是烧结烟气温度低(110-160℃),将烟气温度达到中温脱硝的工况条件需要消耗大量的能源,导致脱硝成本高昂。如果在达到中温脱硝工况下能够大幅度降低能源消耗,必然会使SCR脱硝工艺得到大面积推广。
发明内容
本发明为解决上述现有技术中存在的问题,本发明提出了一种烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺。
根据本发明的一个方面,本发明提出了一种烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,包括,
S1:将烧结烟气经过除尘处理脱除颗粒物后进行CO脱除处理,在所述CO脱除处理中,烧结烟气中的至少部分CO与O2反应而被脱除;
S2:再将经过CO脱除处理的烧结烟气进行脱硝处理脱除NOx;
S3:然后烧结烟气进行换热处理;
S4:经过换热处理后的烧结烟气进行脱硫处理脱除SO2。
进一步,所述S1步骤具体为烧结机产生的烧结烟气被从烧结机中抽离后进入机头电除尘装置进行除尘处理;机头电除尘装置后连接主抽风机进行烧结烟气的抽离,被抽离的烧结烟气随后进入CO脱除炉进行CO脱除处理;
进一步,所述S2步骤的脱硝处理为采用选择性催化还原脱硝装置进行。
进一步,所述S3步骤的脱硫处理为采用干法或半干法脱硫工艺。
进一步,所述CO脱除炉是利用辅助燃料燃烧所产生的热量,把CO的温度提高到反应温度,从而发生氧化的设备。所述辅助燃料为高炉煤气、焦炉煤气或天然气。
进一步,烧结机产生的烧结烟气的温度范围为130-170℃;经过CO脱除处理后的烧结烟气的温度在400℃以上;CO脱除炉内的温度为800-1100℃;经过换热处理后的烧结烟气的温度为130℃以下。
本发明的有益之处在于:
本发明利用CO转化为CO2所释放的热量及CO脱除炉新增的燃料燃烧释放的热量使烧结烟气提升到SCR脱硝所需的适宜温度,从而在目前的烧结烟气脱硝工艺中不必专门对烧结烟气进行加热。同时通过CO脱除处理还实现了烧结烟气中的二噁英的同步脱除,实现了CO、NOx和二噁英脱除的协同处理。而对脱硝后的烟气进行余热回收,综合利用烧结机头烟气显热、机头烟气中CO携带热量以及CO脱除炉中辅助燃料燃烧的热量,不仅可以实现节能减排更使得烟气温度适应后续的脱硫工艺需求。因此,本发明实现了烧结烟气中CO、NOx、SO2和二噁英的脱除以及热量利用的协同处理。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
附图1为本发明的烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明一种烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,包括:
S1:将烧结烟气经过除尘处理脱除颗粒物后进行CO脱除处理,在所述CO脱除处理中,烧结烟气中的至少部分CO与O2反应而被脱除;
S2:再将经过CO脱除处理的烧结烟气进行脱硝处理脱除NOx;
S3:然后烧结烟气进行换热处理;
S4:经过换热处理后的烧结烟气进行脱硫处理脱除SO2。
根据本发明的其中一实施方式,如图1所示,该烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,包括:
S1:烧结机产生的烧结烟气被从烧结机中抽离后进入机头电除尘装置进行除尘处理;机头电除尘装置后连接主抽风机进行烧结烟气的抽离,被抽离的烧结烟气随后进入CO脱除炉进行CO脱除处理,在所述CO脱除处理中,烧结烟气中的至少部分CO与O2反应而被脱除;
S2:再将经过CO脱除处理的烧结烟气进入选择性催化还原脱硝装置(SCR)进行脱硝处理脱除NOx;
S3:然后烧结烟气进入热交换器进行换热处理;
S4:经过换热处理后的烧结烟气进行脱硫处理脱除SO2,如将烟气返回到现有脱硫工艺中进一步脱除烟气中SO2等污染物。
在上述实施方式中,CO脱除炉是利用辅助燃料(如高炉煤气、焦炉煤气或天然气)燃烧所产生的热量,把CO的温度提高到反应温度,从而发生氧化的设备。烧结烟气中的CO可以与烧结烟气中残存的O2反应,反应后的热量连同CO脱除炉本身的高炉煤气燃烧释放热量一同进入烧结烟气中。CO脱除处理极大地降低了烟气中的CO含量,减少了污染,同时也有效地利用了CO作为燃烧所产生的热量,并且辅助燃料所产生热量也没有被浪费。烧结机产生的烧结烟气的温度范围为130-170℃,经过CO脱除处理后的烧结烟气的温度在300℃以上,正好适合SCR脱硝反应的进行(最佳反应温度300-420℃)。除此之外,由于脱除炉内的温度约为800-1100℃并且由于二噁英的分解温度为500℃,800℃时可以在12s时间内完全分解,因此烧结烟气中的二噁英在通过CO脱除炉时也会发生分解,通过CO脱除炉的CO脱除处理实现了CO与二噁英的同步脱除。
在上述实施方式中,选择性催化还原脱硝装置(SCR)是利用脱硝还原剂(液氨、氨水、尿素等),在催化剂作用下选择性地将烟气中的NOx(主要是NO、NO2)还原成氮气(N2)和水(H2O),从而达到脱除NOx的目的。通过脱硝处理后烟气温度会降低10℃左右,然后通过换热器进行换热,在产生高温高压蒸汽的同时烟气温度将会降低到130℃左右。因此,通过换热器综合利用了烧结机头烟气显热、机头烟气中CO携带热量以及CO脱除处理辅助燃料产生的热量。
在上述实施方式中,除尘系统,可选择静电除尘装置,静电除尘装置是利用静电力把粉尘从烟气中分离出来的装置。通过主抽风机将烧结烟气从烧结机中抽离时,先经过静电除尘装置,能够去除烟气中的绝大部分粉尘。
在上述实施方式中,对脱硝后的烟气进行换热处理,进行余热回收,可以综合利用烧结机头烟气显热、机头烟气中CO携带热量以及CO脱除炉中辅助燃料燃烧的热量,不仅可以实现节能减排更使得烟气温度适应后续的脱硫工艺需求。
在上述实施方式中,脱硫处理可采用干法或半干法脱硫工艺,如喷雾干燥法脱硫工艺、烟气循环流化床脱硫工艺、炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺等。能够有效地去除烟气中的硫化物。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,其特征在于,该处理工艺包括:
S1:将烧结烟气经过除尘处理脱除颗粒物后进行CO脱除处理,在所述CO脱除处理中,烧结烟气中的至少部分CO与O2反应而被脱除;
S2:再将经过CO脱除处理的烧结烟气进行脱硝处理脱除NOx;
S3:然后烧结烟气进行换热处理;
S4:经过换热处理后的烧结烟气进行脱硫处理脱除SO2。
2.根据权利要求1所述的烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,其特征在于:
所述S1步骤具体为烧结机产生的烧结烟气被从烧结机中抽离后进入机头电除尘装置进行除尘处理;机头电除尘装置后连接主抽风机进行烧结烟气的抽离,被抽离的烧结烟气随后进入CO脱除炉进行CO脱除处理;
所述S2步骤的脱硝处理为采用选择性催化还原脱硝装置进行;
所述S3步骤的脱硫处理为采用干法或半干法脱硫工艺。
3.根据权利要求2所述的烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,其特征在于:所述CO脱除炉是利用辅助燃料燃烧所产生的热量,把CO的温度提高到反应温度,从而发生氧化的设备。
4.根据权利要求3所述的烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,其特征在于:所述辅助燃料为高炉煤气、焦炉煤气或天然气。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的烧结烟气污染物脱除以及热量利用的协同处理工艺,其特征在于:烧结机产生的烧结烟气的温度范围为130-170℃;经过CO脱除处理后的烧结烟气的温度在300℃以上;CO脱除炉内的温度为800-1100℃;经过换热处理后的烧结烟气的温度为130℃以下。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181002 |
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