CN108645229A

CN108645229A - 一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺

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Publication number: CN108645229A
Application number: CN201810772416.3A
Authority: CN
Inventors: 郑琨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2018-10-12

Abstract

一种烧结烟气的分段式处理工艺，属于钢铁冶金环保、节能、减排技术领域。将烧结机尾部烟气经余热利用后与头部烟气汇集后与冷却机中温段烟罩烟气混合形成循环热烟气进行烟气循环烧结；将烧结机中部烟气经除尘、烟气脱硫脱硝一体化脱除处理后外排；将冷却机高温段烟罩烟气经余热利用后作为循环冷却风引回冷却机；本发明实现了对烧结生产中的烟气选择性分段处理，减少了脱硫脱硝烟气处理量并提高了处理烟气中SO₂、NO_X浓度，同时实现了烟气余热梯级利用，降低了烧结工序燃耗，减少了烧结生产中整体外排烟气量，从而降低了烧结生产中的烟气脱硫脱硝、烟气余热利用的建设投资及生产运行成本，符合环保、节能、减排、降耗的绿色循环经济运行模式。

Description

一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺

技术领域

本发明属于钢铁冶金行业生产中烧结工序的环保节能、减排降耗技术领域，涉及一种烧结烟气的环保节能处理工艺，具体涉及一种烧结烟气的脱硫脱硝、烟气循环烧结以及烟气余热梯级利用的综合处理工艺，更具体涉及一种基于烧结生产过程中烟气SO₂、NO_X浓度的分布特点以及烟气循环烧结、余热梯级利用的一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺。

背景技术

烧结工序是钢铁工业生产中排放大气污染物的主要污染源之一，尤其是SO₂和NO_X的最大产生源，钢铁冶炼过程中约有51%～62%的SO₂及48%的NO_X来自烧结工序。随着我国非电行业烟气排放指标日益严格，钢铁行业的超低排放改造也随之展开，目前烧结烟气污染物脱除技术大多是针对单一污染物的末端技术串联治理工艺，由于烧结生产的烟气量大，而SO₂、NO_X等污染物浓度较低，导致目前烧结烟气处理设施的建设投资及运行成本都很高，而效率却较低。目前烧结烟气脱硫已普遍实施，采取烧结烟气出口全脱处理手段，主要有湿法、干法及半干法等几种方式；烟气脱硝大致有SNCR、SCR及催化氧化等几种方式，目前国内已有少部分钢企采用烟气脱硝（SCR）的实例，但因需将脱硫后的低温烟气先行加热升温至烟气脱硝（SCR）反应所需温度，因此建设及运行成本过高。

烧结冷却机目前大多还是采用高温段烟气收集余热利用、中低温段烟气开放式无组织排放的形式，随着针对烧结生产过程中无组织排放的治理提上日程，冷却机的废热烟气排放也逐步改为整机全封闭的有组织排放，由此冷却机高温段烟罩烟气（1冷段+部分2冷段，温度约为320℃～450℃），冷却机中温段烟罩烟气（部分2冷段+ 3冷段，温度约为180℃～280℃），这两部分显热约占烧结工序总热量的37.3%，从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析，将这两部分余热综合处理应用是最大限度提高余热有效利用的发展方向。

综上所述，目前烧结烟气污染物的脱除方法多属于功能单一的末端技术串联处理工艺，处理设施配置越来越多，占地越来越大，造成建设投资及运行成本的不断攀升；烧结冷却机的余热也是单一部位的回收利用，同样造成了建设运营成本、场地占用等多方面的浪费。因此，需要依据烧结工艺流程及生产过程中的烟气特点，开发更加经济、高效的环保节能工艺技术。

发明内容

鉴于上述诸多问题，本发明研究了铁矿烧结过程中，在不同的烧结区段，烧结烟气中SO₂、NO_X浓度的分布特点，并考虑对冷却机高温段、中温段烟罩的烟气余热梯级利用，进而形成烧结烟气的环保节能综合处理工艺。

因此，本发明的目的在于提供一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺，该工艺是将烧结烟气分段脱硫脱硝治理工艺与烟气循环烧结生产工艺、烟气余热梯级利用工艺进行有机结合的烧结烟气环保节能处理工艺，本工艺整体降低建设投资及生产运行成本，符合绿色循环经济运行模式。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺，依据烧结过程中烧结烟气SO₂、NO_X浓度的分布特点，将烧结机风箱沿台车运行方向分为3个区域，同时再加上冷却机高温段、中温段烟罩共5个区域，描述如下：

区域（烧结机头部烟气区域），本区域的烟气中SO₂、NO_X浓度较低，将本区域的烟气与区域烟气汇集后和区域烟气混合形成循环热烟气，引至烧结机循环烟气罩进行烟气循环烧结。

区域（烧结机中部烟气区域），本区域的烟气中SO₂、NO_X浓度较高，同时由于将区域与区域的烟气引至本区域进行烟气循环烧结，实现区域与区域的烟气中SO₂、NO_X与本区域的烟气中SO₂、NO_X富集后进行烟气脱硫脱硝后外排。

区域（烧结机尾部烟气区域），本区域的烟气中SO₂、NO_X浓度较低，将本区域的烟气与区域烟气汇集后和区域烟气混合形成循环热烟气，引至烧结机循环烟气罩进行烟气循环烧结。

区域（冷却机高温段烟罩），本区域的烟气引入烟气换热器降温后作为冷却风引回冷却机，对烧结矿进行梯级降温，避免烧结矿因急冷而导致粉化率升高。

区域（冷却机中温段烟罩），本区域的烟气中O₂含量接近空气中O₂含量水平，将本区域的烟气与区域、区域的烟气混合形成循环热烟气，引至烧结机循环烟气罩进行烟气循环烧结，充分利用本部分烟气的物理显热，减少烧结工序燃耗。

所述区域范围包括烧结机头部点火区域的几个风箱，本区域的烟气与区域烟气汇集经烧结工艺除尘器，由烧结工艺风机引至循环烟气混合风箱。

所述区域范围包括烧结机中部的几个风箱，本区域的烟气经烧结电除尘器、烧结主抽风机、烟气脱硫设施、烟气换热器及烟气管道补燃升温后引至烟气脱硝设施（SCR），然后再经过烟气换热器降温后由外排烟气风机引至烧结烟囱排放。

所述烟气脱硫设施的工艺选择可视烧结现场条件及实际生产情况，选用湿法、半干法等方式，常用工艺如氨法、石灰石膏法、循环流化床法、SDA旋转喷雾法等。

所述区域范围包括烧结机尾部高温烟气区域的几个风箱，本区域的烟气与区域烟气汇集经烧结工艺除尘器，由烧结工艺风机引至循环烟气混合风箱。

所述区域范围包括冷却机高温段烟罩烟气，目前普遍采用的烧结环式冷却机（简称环冷机）取高温段烟罩烟气，该烟气引至烟气换热器降温后作为冷却风由冷却风机引回环冷机。

所述区域范围包括冷却机中温段烟罩烟气，目前普遍采用的烧结环式冷却机（简称环冷机）取中温段烟罩烟气，与区域、区域的烟气在循环烟气混合风箱混合形成循环热烟气，该烟气由循环烟气风机引至烧结机循环烟气罩进行烟气循环烧结。

本发明的工艺配置与常规烧结工艺配置相比，烧结机、冷却机等主体设备配置完全相同，主要区别在于烧结冷却烟气系统的工艺设置。与传统工艺相比具有如下优点：

1. 烟气脱硫脱硝时处理的烟气量减少30%左右，同时烟气中SO₂、NO_X浓度提高50%左右，烟气脱硫脱硝设施投资和运行成本降低30%左右，烧结工序中烧结机、冷却机整体外排烟气量减少40%左右；

2. 最大限度利用烧结工序中高温烟气预热脱硝烟气，以降低烟气升温燃耗，相对烟气全脱加热升温脱硝工艺的燃耗降低35%以上；

3. 可使烧结生产中气体燃耗降低12%～15%，固体燃耗降低2%～4%。

本发明实现了将烧结烟气分段脱硫脱硝治理工艺与烟气循环烧结工艺及烟气余热梯级利用工艺进行有机结合的环保、节能、降耗、减排的综合处理，整体降低投资及运行成本，提高经济效益，符合绿色循环经济运行模式。

附图说明

图1 是本发明具体实施例1的工艺流程示意图。

图中标记如下：1-烧结机；2-环冷机；3-煤气；4-点火器；5-烧结机循环烟气罩；6-烧结工艺除尘器；7-烧结工艺风机；8-循环烟气混合风箱；9-循环烟气风机；10-烧结电除尘器；11-烧结主抽风机；12-烟气脱硫设施；13-烟气换热器；14-管道补燃升温装置；15-烟气脱硝设施（SCR）；16-外排烟气风机；17-烧结烟囱；18-冷却风机；19-区域（烧结机头部烟气区域）；20-区域（烧结机中部烟气区域）；21-区域（烧结机尾部烟气区域）；22-区域（环冷机高温段烟罩）；23-区域（环冷机中温段烟罩）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明，但并不以此为限。

如图1所示，所述系统包括：烧结机1，环冷机2，区域19，区域20，区域21，区域22，区域23；所述区域烟气和区域烟气汇集后经烧结工艺除尘器6由烧结工艺风机7引至循环烟气混合风箱8与区域烟气混合形成循环热烟气后由循环烟气风机9引至烧结机循环烟气罩5；所述区域烟气经烧结电除尘器10由烧结主抽风机11引至烟气脱硫设施12进行烟气脱硫后经烟气换热器13及管道补燃升温装置14升温后进入烟气脱硝设施（SCR）15进行烟气脱硝，然后经烟气换热器13降温后由外排烟气风机16引至烧结烟囱17外排；区域烟气引至烟气换热器13降温后作为冷却风由冷却风机18引回环冷机2。

实施例：

以230㎡烧结机为例，对本发明一种烧结烟气环保节能综合处理工艺做详细说明：

如图1所示，一台230㎡烧结机1设有No.1～No.24共24个风箱，将区域烧结机头部烟气区域的No.1～No.3风箱的烟气和区域烧结机尾部烟气区域的No.22～No.24风箱的烟气汇集后经烧结工艺除尘器6由烧结工艺风机7引至循环烟气混合风箱8与区域环冷机中温段烟罩23的烟气混合形成循环热烟气后由循环烟气风机9引至烧结机循环烟气罩5进行烟气循环烧结；将区域烧结机中部烟气区域的No.4～No.21风箱的烟气经烧结电除尘器10由烧结主抽风机11引至烟气脱硫设施12进行烟气脱硫后经烟气换热器13及管道补燃升温装置14升温后进入烟气脱硝设施（SCR）15进行烟气脱硝，然后经烟气换热器13降温后由外排烟气风机16引至烧结烟囱17外排；将区域环冷机高温段烟罩22的烟气引至烟气换热器13降温后作为冷却风由冷却风机18引回环冷机2；将区域环冷机中温段烟罩23的烟气引至循环烟气混合风箱8和区域、区域的烟气混合形成循环热烟气由循环烟气风机9引至烧结机循环烟气罩5进行烟气循环烧结。

该实施例可整体减少外排烟气量40%左右；烟气脱硫脱硝时处理的烟气量减少30%左右，同时烟气中SO₂、NO_X的浓度提高50%左右，烟气脱硫脱硝设施投资和运行成本可降低30%左右；可使烧结生产中气体燃耗降低12%～15%，固体燃耗降低2%～4%；相对于烟气全脱加热升温脱硝工艺，燃耗降低35%以上。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域的普通技术人员可以在所述权利要求的范围内作出各种变形或修改。

Claims

1.一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺，依据烧结过程中烟气SO₂、NO_X浓度的分布特点，将烧结机风箱沿台车运行方向分为3个区域，同时再加上冷却机高温段、中温段烟罩共5个区域：区域1、区域3的烟气中SO₂、NO_X浓度较低，将这两部分烟气汇集后与区域5烟气混合形成循环热烟气进行烟气循环烧结；区域2烟气中SO₂、NO_X浓度较高，将这部分烟气进行除尘、脱硫、脱硝处理后外排；区域4是冷却机高温段烟罩烟气，将这部分热烟气经烟气换热器降温后作为冷却风引回冷却机；区域5是冷却机中温段烟罩烟气，烟气中O₂含量接近空气中O₂含量水平，将这部分热烟气与区域1、区域3的汇集烟气混合形成循环热烟气后进行烟气循环烧结。

2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于依据烧结过程中烟气SO₂、NO_X浓度的分布特点，将烧结机风箱沿台车运行方向分为3个区域，对这3个区域的烟气分段进行烟气脱硫脱硝、烟气循环烧结、以及和冷却机高温段、中温段热烟气综合进行余热梯级利用。

3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于区域1为烧结机头部烟气区域，范围包括烧结机头部点火区域的几个风箱；区域2为烧结机中部烟气区域，范围包括烧结机中部的几个风箱；区域3为烧结机尾部烟气区域，范围包括烧结机尾部高温烟气区域的几个风箱；区域4为冷却机高温段烟罩，范围包括冷却机1冷段烟罩和2冷段部分烟罩的热烟气；区域5为冷却机中温段烟罩，范围包括冷却机2冷段部分烟罩和3冷段烟罩的热烟气。

4.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于将区域1和区域3的烟气汇集后与区域5冷却机中温段烟罩热烟气混合形成循环热烟气进行烟气循环烧结，同时实现了将区域1、区域3的烟气中SO₂、NO_X与区域2烟气中SO₂、NO_X进行富集。

5.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于将区域2烟气经烧结电除尘器除尘后引入烟气脱硫设施进行脱硫处理后引至烟气换热器升温，升温后的热烟气经烟气管道补燃升温至符合烟气脱硝（SCR）温度要求后引入烟气脱硝设施进行烟气脱硝（SCR）处理后再经过烟气换热器降温后引至烧结烟囱外排。

6.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于将区域4冷却机高温段烟罩热烟气引入烟气换热器降温后作为冷却风引回环冷机。

7.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于将区域5冷却机中温段烟罩热烟气与区域1、区域3的烟气混合形成循环热烟气进行烟气循环烧结，一方面充分利用热烟气的物理显热提高燃料利用率，降低烧结工序燃耗，另一方面由于这部分烟气中O₂含量接近空气中O₂含量水平，可以显著提高烟气循环烧结成效。

8.如权利要求1-3之一所述的工艺，其特征在于将烧结烟气分段进行处理，减少脱硫脱硝处理的烟气量以及外排烟气量，提高了处理烟气中SO₂、NO_X的浓度，降低了烧结工序燃耗、脱硝烟气升温燃耗，实现了将烧结冷却过程中的热烟气进行梯级利用，提高烟气余热利用效率。