CN109055721A - 一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺及系统 - Google Patents

一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种链篦机‑回转窑球团低NOx生产工艺，该生产工艺将从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气作为冷却风被输送至环冷二段(C2)的进风口，并且在位于环冷二段(C2)底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝。本发明的生产工艺及系统具有“投资省、运行成本低、NOx减排效果显著”的特点。

Description

一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种链篦机-回转窑球团生产技术，具体涉及一种链篦机-回转窑球团低NOx(氮氧化物)生产工艺及生产系统，属于球团生产、环境保护技术领域。
背景技术
球团矿是我国高炉炼铁的主要含铁炉料，2015年我国球团矿产量为12800万吨。相比烧结矿，由于球团生产过程能耗低、环境相对友好，且产品具有强度好、品位高、冶金性能好的优点，应用到高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用，因此球团矿在我国最近几年得到大力发展。
我国球团生产以链篦机-回转窑工艺为主，其产量占球团总产量的60％以上。近年来，随着铁矿原料和燃料的日趋复杂，赤铁矿比例的提高(导致焙烧温度升高)、低品质燃料的规模利用、气基回转窑含氮焦炉煤气的应用等，使得不少企业球团生产过程NOx排放浓度呈上升趋势；加之我国环保要求的日益严苛，NOx排放被纳入排放的考核体系。NOx是形成光化学烟雾、酸雨、灰霾天气，加剧臭氧层破坏和促进温室效应的主要原因，对生态环境危害巨大。从2015年起，球团生产NOx(以NO2计)排放限值300mg/m3，使得部分企业需要增设脱硝设施才能满足国家的排放标准。2017年6月国家环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》的修订公告，将NOx(以NO2计)排放限值从300mg/Nm3下调至100mg/Nm3，烧结和球团焙烧烟气基准含氧量为16％。
虽然球团企业在环保方面做了大量的工作，除尘和脱硫得到了有效控制，能够满足排放要求，但是目前NOx脱除成本高、工艺复杂，在钢铁形式低迷的环境下，这给球团产业带来了新的挑战，部分企业因NOx超标不得不大量减产，甚至面临关停。从目前大多数的球团生产情况来看，NOx一般排放浓度在200～400mg/m3，如果能从源头和过程出发，减少NOx产生，从而能够满足排放要求，则可以省去末端脱硝净化设备，对链篦机-回转窑球团生产意义重大，有利于进一步提高球团企业的生命力和竞争力。
现有脱除烟气中氮氧化物的方法主要有选择性催化还原技术(SCR)和非选择性催化还原技术(SNCR)。其中，温度对SNCR脱硝技术起主导作用。一般认为温度范围为800℃～1100℃较为适宜，当温度过高时，NH3氧化生成NO，可能造成NO的浓度升高，导致NOx的脱除率降低；当温度过低时，NH3的反应速率下降，NOx脱除率也会下降，同时NH3的逃逸量也会增加。通常预热二段(PH)的温度范围为850℃～1000℃，满足SNCR脱硝方法的条件，但需要优化控制才能达到最佳的减排效果。
SCR脱硝技术的选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成N2和H2O，而不和烟气中的氧进行氧化反应。
现有的链篦机-回转窑球团生产工艺如图4所示，链篦机分成鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)和预热二段(PH)，环冷机分成环冷一段(C1)、环冷二段(C2)和环冷三段(C3)。其中，环冷一段(C1)的风直接进入回转窑(Kiln)中焙烧球团矿，随后经预热二段(PH)加热预热球后鼓入到抽风干燥段(DDD)对生球进行抽风干燥，再经抽风干燥段(DDD)向外排放(排放之前经过烟气净化处理)；环冷二段(C2)的风进入预热一段(TPH)加热预热球后向外排放；环冷三段(C3)的风进入鼓风干燥段(UDD)对生球进行鼓风干燥，从而实现链篦机-回转窑-环冷机风流系统的闭路循环。
NOx的产生主要源于燃料型和热力型两种形式，虽然可以通过减少煤气或煤粉喷入量，降低回转窑温度，以及采用较低NOx的原料和燃料等措施来减少链篦机-回转窑球团生产过程NOx的生成量，但是对原燃料的采购、工艺制度的优化和装备系统的选择要求显得过于苛刻，一旦生产过程不稳定，则会造成NOx的超标，如何从工艺流程和NOx的分解机理着手降低链篦机-回转窑球团生产过程NOx的排放是本专利要解决的技术问题。
为了满足链篦机-回转窑球团生产过程NOx排放要求，响应国家的节能减排号召，必须从工艺流程本身出发，发明出更加先进的风流系统，同时利用系统自身的特点，实现低NOx球团生产。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，为了解决球团生产过程NOx排放不达标以及在末端增设脱硝装置费用昂贵等企业难以接受的问题，本专利提出将全部或者部分(10％～70％)脱硫后烟气循环回至环冷二段作为冷却风，该部分烟气具有粉尘含量低、硫含量低、NOx含量较高的特点，利用环冷二段氧化球团的高温(800～1000℃)特性，通过在风箱底部合适的位置喷入氨剂还原剂，实现NOx的高温选择性还原。作为优选，将脱硫后烟气循环回至环冷三段作为冷却风，利用环冷三段氧化球团的低温(300～400℃)和催化特性，通过在风箱底部合适的位置喷入氨剂还原剂，实现NOx的低温选择性催化还原。采用上述技术手段，可以一定程度的缓解上述面临的技术难题，具有“投资省、运行成本低、NOx减排效果显著”的特点。
根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺。
一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
1)生球在链篦机上依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段及预热二段进行干燥、预热，然后进入回转窑内经过焙烧，再在环冷机上依次经过环冷一段、环冷二段及环冷三段进行冷却，得到氧化球团；
2)经过环冷一段的冷却风温度升高，将环冷一段排出的风输送至回转窑内参与球团焙烧，从回转窑排放的热风输送至链篦机的预热二段；该热风在预热二段内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段；
3)经过环冷二段的冷却风温度升高，将环冷二段排出的风输送至链篦机的预热一段，并在预热一段内与生球进行热交换，预热生球；
4)经过环冷三段的冷却风温度升高，将环冷三段排出的风输送至链篦机的鼓风干燥段，并在鼓风干燥段内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段的排风口排出；
从抽风干燥段和预热一段排出的烟气作为冷却风被输送至环冷二段的进风口，并且在位于环冷二段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝。
作为优选，该工艺还包括：步骤5)从抽风干燥段和预热一段排出的烟气作为冷却风被输送至环冷三段的进风口，并且在位于环冷三段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的NOx反应，实现SCR脱硝。
作为优选，步骤2)中，从回转窑排放的热风输送至链篦机的预热二段，在预热二段内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与进入预热二段内的热风中所含的NOx反应，实现SNCR脱硝。
作为优选，步骤2)中，在预热二段内与生球进行热交换后的热风输送至抽风干燥段，在抽风干燥段内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与从回转窑进入抽风干燥段内的热风中所含的NOx反应，实现SCR脱硝。
作为优选，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过脱硫处理和/或除尘工艺后再输送至环冷二段的进风口和/或环冷三段的进风口。
作为优选，在预热二段内与生球进行热交换后的热风经过除尘处理后再作为冷却风被输送至抽风干燥段。
作为优选，在环冷二段料面的上方设有温度检测装置。温度检测装置检测：当环冷二段料面上方温度为500-900℃(优选为550-850℃，更优选为600-800℃)时，在位于环冷二段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝。
作为优选，在环冷三段料面的上方设有温度检测装置。温度检测装置检测：当环冷三段料面上方温度为150-450℃(优选为200-400℃，更优选为250-350℃)时，在位于环冷三段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的NOx反应，实现SCR脱硝。
在本发明中，在预热二段内的SNCR脱硝温度为600-1100℃，优选为700-1000℃，更优选为800-950℃。
在本发明中，在抽风干燥段内的SCR脱硝温度为200-500℃(优选为250-450℃，更优选为300-400℃。
作为优选，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气，其中体积比为10-90％(优选为20-80％更优选为30-70％)的烟气输送至环冷二段的进风口和/或环冷三段的进风口。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统。
一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统或用于第一种实施方案中所述生产工艺的球团生产系统，该系统包括：链篦机、回转窑、环冷机。其中：按照工艺走向，所述链篦机依次设置有鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段及预热二段。环冷机依次设置有环冷一段、环冷二段及环冷三段。回转窑的尾端连接链篦机的预热二段和另一端连接环冷机的环冷一段。
其中：环冷一段的出风口经由第一管道连接至回转窑的进风口。回转窑的出风口经由第二管道连接至预热二段的进风口。预热二段的出风口经过第三管道连接至抽风干燥段的进风口；
环冷二段的出风口经由第四管道连接至预热一段的进风口。环冷三段的出风口经由第五管道连接至鼓风干燥段的进风口。
环冷二段底部风箱内设有还原剂喷入装置。与抽风干燥段出风口连接的第六管道、与预热一段出风口连接的第七管道合并之后，通过第八管道连接至环冷二段的进风口。
作为优选，从第八管道分出一条支路，为第九管道。第九管道连接至环冷三段的进风口，环冷三段底部风箱内设有还原剂喷入装置。
作为优选，第八管道上设有脱硫处理装置和/或除尘装置。
作为优选，第三管道上设有除尘装置。
作为优选，预热二段内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置。
作为优选，抽风干燥段内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置。
作为优选，在环冷二段、环冷三段料面的上方设有温度检测装置。
作为优选，温度检测装置为热电偶。
作为优选，所述生产系统还包括压缩空气储存装置、氨气-催化剂储存装置。压缩空气储存装置通过空气输送管道连接至还原剂喷入装置。氨气-催化剂储存装置通过氨气-催化剂输送管道连接至还原剂喷入装置。
作为优选，环冷二段和/或环冷三段内，料面的上方沿着球团运行的方向，设有多个温度检测装置。每个温度检测装置对应的下方风箱内设有一个还原剂喷入装置。每一个还原剂喷入装置均分别独立的与空气输送管道和氨气-催化剂输送管道连接。
作为优选，空气输送管道和氨气-催化剂输送管道上均设有阀门。优选设有自动流量控制阀。
在本发明中，环冷一段的进风口、环冷二段的进风口及环冷三段的进风口均与风机相连。鼓风干燥段的出风口通过第十管道连接至烟囱。第八管道分出的第二支路为第十一管道，第十一管道连接至烟囱。
作为优选，第八管道、第九管道上均独立的设有阀门。优选设有自动流量控制阀。
在本发明中，将抽风干燥段和预热一段排出的烟气输送至环冷机的环冷二段的进风口，由于环冷机中环冷二段内氧化球团的温度达到800～1000℃，在环冷二段底部的风箱内喷入还原剂，还原剂与烟气混合后，利用环冷二段内氧化球团作为反应基床，还原剂与烟气中的氮氧化物(NOx)发生SNCR脱硝反应，生成氮气，从而处理掉烟气中的NOx。现有技术中，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过脱硫处理和除尘处理后直接排放，本发明改变这一技术，将这部分烟气输送至环冷二段，同时喷入还原剂，利用环冷二段内氧化球团的高温环境，实现SNCR脱硝，减少烟气中氮氧化物的含量，在环冷二段经过SNCR处理的烟气再循环至预热一段，然后与抽风干燥段排出的烟气混合后，将其中的一部分又输送至环冷二段，即作为环冷二段的冷却风，又利用环冷二段内氧化球团的高温处理烟气中的氮氧化物。该工艺不断循环，最终从烟囱中排放的抽风干燥段和预热一段的烟气中，氮氧化物的含量可以控制在100mg/Nm3以下。
在本发明中，将抽风干燥段和预热一段排出的烟气输送至环冷机的环冷三段的进风口，由于环冷机中环冷三段内氧化球团的温度达到300～400℃，在环冷三段底部的风箱内喷入还原剂，还原剂与烟气混合后，利用环冷三段内氧化球团作为反应基床，还原剂与烟气中的氮氧化物(NOx)发生SCR脱硝反应，生成氮气，从而处理掉烟气中的NOx。现有技术中，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过脱硫处理和除尘处理后直接排放，本发明改变这一技术，将这部分烟气中的一部分输送至环冷三段，同时喷入还原剂，利用环冷三段内氧化球团的高温环境，实现SCR脱硝，减少烟气中氮氧化物的含量。在环冷三段经过SCR处理后的烟气再循环至鼓风干燥段，处理后的烟气既作为环冷三段的冷却风，又利用环冷三段内氧化球团的高温处理烟气中的氮氧化物。该工艺不断循环，进一步减少了从抽风干燥段和预热一段排放的烟气中氮氧化物的含量，同时，由于输送至环冷三段的烟气在环冷三段内经过了SCR处理，经过鼓风干燥段后，排放的烟气中氮氧化物的含量低于50mg/Nm3以下。
在本发明的优选方案中，从回转窑排放的热风输送至链篦机的预热二段，在预热二段内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与进入预热二段的热风中的NOx反应，实现SNCR脱硝。本技术方案利用预热二段内生球作为反应基床，将回转窑中焙烧产生的烟气在预热二段与生球进行热交换，预热生球的同时，喷入还原剂，使得还原剂与烟气中的氮氧化物进行SNCR脱硝反应，由于从回转窑排放的烟气直接进入预热二段，此烟气温度较高，一般为800-1100℃，现有技术中利用该烟气预热链篦机内的生球，本发明在预热二段喷入还原剂，利用该烟气与生球进行热交换的同时，处理烟气中的氮氧化物，从而减少了烟气中氮氧化物的含量。
在本发明的优选方案中，在预热二段内与生球进行热交换后的热风输送至抽风干燥段，在抽风干燥段内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与从回转窑进入抽风干燥段的热风中的NOx反应，实现SCR脱硝。本技术方案利用抽风干燥段内生球作为反应基床，将经过预热二段后的烟气在抽风干燥段内与生球进行热交换，预热生球的同时，喷入还原剂，使得还原剂与烟气中的氮氧化物进行SNCR脱硝反应，由于经过预热二段后的烟气烟气温度依然有300-450℃左右，该温度适合氮氧化物的SCR脱硝反应。现有技术中将输入抽风干燥段内烟气与生球进行热交换后直接排放，导致排放的烟气中氮氧化物按量较高，不合符新的排放标准。本申请的技术方案中，输入抽风干燥段内的烟气，第一，该烟气与链篦机上的生球进行热交换，起到预热生球的作用；第二，利用生球为反应基床，利用该烟气的高温特征，喷入还原活化剂，在抽风干燥段内发生SCR脱硝反应，脱除烟气中的氮氧化物。
本发明在抽风干燥段内也设置SCR脱硝反应装置，采用本申请的工艺和系统，即使从预热二段逃逸出部分还原活化剂，逃逸的该部分还原活化剂随着烟气进入抽风干燥段，该部分还原活化剂在抽风干燥段内继续催化和还原的作用，在抽风干燥段内进行SCR反应，消耗掉逃逸的还原活化剂，进一步提高了还原活化剂的利用率，也保证了生产安全。
本发明在预热二段和抽风干燥段均设置还原活化剂雾化装置，目的一是通过两道工序对回转窑排放的烟气进行脱硝处理，最大限度的脱除烟气中的氮氧化物，减低烟气排放出氮氧化物的含量；目的二是由于采用的还原剂容易挥发，如果仅仅在预热二段喷入还原活化剂，其中的还原剂都存在一部分的挥发，挥发逃逸的还原剂随着烟气进入抽风干燥段，如果不经过进一步处理，挥发逃逸出的还原剂就将直接排向大气，极大的污染环境。本发明在抽风干燥段内增设SCR脱硝反应工序和装置，使得逃逸出的还原剂在抽风干燥段内消耗掉，并产生脱硝的效果，充分利用该还原剂，同时避免还原剂的外排。
本发明增设一套烟气循环系统。分别将脱硫后部分烟气循环回至环冷二段和环冷三段作为冷却风。
在环冷二段料面上方每隔一定间距(如2米)增设一根热电偶，实时测量该处的热风温度，另外在风箱底部对应热电偶的区间增设还原剂喷射装置，当料面所测温度在600-800℃之间时，自动调节对应的还原剂流量控制器喷射还原剂，流量的大小根据这部分循环烟气所含的NOx含量，以及该段的NOx脱除效率来确定，当热风温度低于600℃或高于800℃，则不喷射还原剂。为了改善还原剂的雾化效果，增加压缩空气旁路，压缩空气与还原剂混合后通过支管的喷嘴喷射到腔体中，并与循环后的冷却空气混合进入料层。料面温度要求在600-800℃之间喷射还原剂的原因：在这一温度区间内，料层的温度在800-1000℃之间，满足NOx被还原剂还原的条件，温度太低，NOx脱除效率低，还原剂利用效率也低，温度过高，还原剂(其中的NH3)反而生成NOx。
在环冷三段料面上方每隔一定间距(如2米)增设一根热电偶，实时测量该处的热风温度，另外在风箱底部对应热电偶的区间增设还原剂喷射装置，当料面所测温度在250-350℃之间时，自动调节对应的还原剂流量控制器喷射还原剂，流量的大小根据这部分循环烟气所含的NOx含量，以及该段的NOx脱除效率来确定，当热风温度低于250℃或高于350℃，则不喷射还原剂。为了改善还原剂的雾化效果，增加压缩空气旁路，压缩空气与还原剂混合后通过支管的喷嘴喷射到腔体中，并与循环后的冷却空气混合进入料层。料面温度要求在250-350℃之间喷射还原剂的原因：在这一温度区间内，料层的温度在300-400℃之间，满足NOx在氧化球团作为催化剂下被还原剂还原的条件，温度太低或过高，NOx脱除效率都变差。
通过将脱硫后烟气循环回至环冷二段和环冷三段，以及在环冷二段和环冷三段分别喷射一定含量的还原剂，不仅可以大幅(最大70％)减少排放量，而且烟气中NOx排放总量大幅减少，是实现低NOx排放的可靠技术措施。
在本发明中，还原剂主要由氨剂(如氨水、尿素等还原剂)和助剂(如NaCl、含钒溶液、介孔/微孔纳米材料等)组成，还原活化剂用量根据烟气中NOx的浓度调节。喷入的雾化还原活化剂在预热二段(PH)和环冷二段中发生如下反应：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O..........(1)
6NO+4NH3→5N2+6H2O.........(2)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O.........(3)
6NO2+8NH3→7N2+12H2O.........(4)
通过上述反应，可以实现烟气中的NOx(NO和NO2)转化为N2，有效降低了烟气中NOx的排放量。另外，预热二段内未反应的还原剂活化剂还可以鼓入抽风干燥段(DDD)作为SCR法脱NOx的还原剂，环冷二段内未反应的还原剂活化剂还可以鼓入预热一段作为还原剂继续进行脱硝反应，由此提高NOx的脱除率，以及尽可能减少NH3的逃逸。
在本发明中，在环冷三段和抽风干燥段(DDD)增加SCR法脱NOx的装置。喷入的还原剂和预热二段(PH)逃逸的雾化还原活化剂在抽风干燥段(DDD)中发生如下反应(环冷三段内也发生此反应)：
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O..........(1)
2NO+4NH3+O2→3N2+6H2O.........(2)
4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O.........(3)
通过上述反应，不仅可以减少预热二段(PH)NH3的逃逸，并且可以实现NOx85％以上的脱除率。
在本发明中，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过脱硫处理和/或除尘工艺后再输送至环冷二段的进风口和/或环冷三段的进风口。作为优选，本发明将抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的一部分，例如：体积占比为10-90％，优选为20-80％，更优选为30-70％的烟气输送至环冷二段的进风口和/或环冷三段的进风口，剩余部分的烟气通过烟囱排放。相比于现有技术，通过烟囱排放的烟气中，氮氧化物的含量也较低。因为具体工艺进行后，原有从抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的一部分输送至环冷二段和环冷三段经过处理，环冷二段的烟气有循环至预热一段，然后再从预热一段排出，而经过环冷二段处理后的烟气中氮氧化物的含量较低，因此，循环至预热一段后，降低了整个烟气中氮氧化物的含量。而从抽风干燥段和预热一段排出的烟气中的一部分输送至环冷三段后，经过SCR处理，该部分烟气循环至鼓风干燥段，然后从烟囱排出。因此，采用本发明的技术方案，从烟囱排出烟气(最终排向大气的烟气)中氮氧化物的浓度降低，总得氮氧化物排放量也大大降低。
在本发明中，在环冷二段和环冷三段料面的上方设有温度检测装置。料面上方的温度低于料层温度，SNCR、SCR脱硝反应均主要是在环冷机的料层上进行。因此，根据实际经验，当环冷二段料面上方温度为500-900℃时，环冷二段内料层温度一般为800-1100℃；当环冷三段料面上方温度为150-450℃时，环冷三段内料层温度一般为300-500℃。
在本发明中，环冷二段和预热二段内的SNCR反应温度均为600-1100℃，优选为700-1000℃，更优选为800-950℃。抽风干燥段和环冷三段内的SCR反应温度均为200-500℃(优选为250-450℃，更优选为300-400℃。
在本发明中，空气输送管道和氨气-催化剂输送管道上的阀门可以分别独立的根据实际生产需要调节开度，实现空气和还原剂的自适应性输入。第八管道、第九管道上的阀门可以根据实际生产需要调节开度，调节分别输送至环冷二段和环冷三段的烟气量。
本专利技术同样适用于球团带式焙烧机和其它具有该技术特点的球团焙烧工艺。
在本申请中，链篦机的长度一般是20-80米，优选是30-70米，更优选40-60米。回转窑的长度一般是20-60米，优选是25-50米，更优选30-45米，例如35或40米。
与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
1、本发明的技术方案利用环冷二段作为反应基床，将抽风干燥段和预热一段排出的烟气在环冷二段内进行SNCR脱硝反应，减少烟气中氮氧化物的含量；
2、本发明的技术方案利用环冷三段作为反应基床，将抽风干燥段和预热一段排出的烟气在环冷三段内进行SCR脱硝反应，减少烟气中氮氧化物的含量；
3、本发明在预热二段(PH)和抽风干燥段(DDD)分别增设SNCR法和SCR法脱NOx的装置(喷入还原剂)，既可以充分利用还原活化剂，降低NH3逃逸，也可以进一步处理循环回去的烟气中的NOx，以及生产过程产生的NOx，以最终实现低NOx生产的目的。
附图说明
图1为本发明一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺中环冷二段采用SNCR脱硝的工艺流程图；
图2为本发明一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺中环冷二段采用SNCR脱硝、环冷三段采用SCR脱硝的工艺流程图；
图3为本发明一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺中环冷二段采用SNCR脱硝、环冷三段采用SCR脱硝、预热二段采用SNCR脱硝、抽风干燥段采用SCR脱硝的工艺流程图；
图4为现有技术中链篦机-回转窑球团生产系统结构示意图；
图5为本发明一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统结构示意图；
图6为本发明一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统中环冷二段和环冷三段均设还原剂喷入装置的结构示意图；
图7为本发明链篦机的抽风干燥段和预热二段设有还原剂喷入装置的结构示意图；
图8为本发明环冷机中还原剂喷入装置的设置结构示意图。
附图标记：
1：链篦机；UDD：鼓风干燥段；DDD：抽风干燥段；TPH：预热一段；PH：预热二段；2：回转窑；201：回转窑的进风口；202：回转窑的出风口；301：预热二段的进风口；302：预热二段的出风口；303：抽风干燥段的进风口；304：抽风干燥段的出风口；305：预热一段的进风口；306：预热一段的出风口；307：鼓风干燥段的进风口；308：鼓风干燥段的出风口；C：环冷机；C1：环冷一段；C1a：环冷一段的进风口；C1b：环冷一段的出风口；C2：环冷二段；C2a：环冷二段的进风口；C2b：环冷二段的出风口；C3：环冷三段；C3a：环冷三段的进风口；C3b：环冷三段的出风口；L1：第一管道；L2：第二管道；L3：第三管道；L4：第四管道；L5：第五管道；L6：第六管道；L7：第七管道；L8：第八管道；L9：第九管道；L10：空气输送管道；L11：氨气-催化剂输送管道；L12：第十管道；L13：第十一管道；4：还原剂喷入装置；5：脱硫处理装置；6：除尘装置；7：温度检测装置；8：压缩空气储存装置；9：氨气-催化剂储存装置；10：阀门；11：风机；12：烟囱。
具体实施方式
根据本发明提供的一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统。
一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统，该系统包括：链篦机1、回转窑2、环冷机C。其中：按照工艺走向，所述链篦机1依次设置有鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH及预热二段PH。环冷机C依次设置有环冷一段C1、环冷二段C2及环冷三段C3。回转窑2的尾端连接链篦机1的预热二段PH和另一端连接环冷机C的环冷一段C1。
其中：环冷一段C1的出风口C1b经由第一管道L1连接至回转窑2的进风口201。回转窑2的出风口202经由第二管道L2连接至预热二段PH的进风口301。预热二段PH的出风口302经过第三管道L3连接至抽风干燥段DDD的进风口303；
环冷二段C2的出风口C2b经由第四管道L4连接至预热一段TPH的进风口305。环冷三段C3的出风口C3b经由第五管道L5连接至鼓风干燥段UDD的进风口307。
环冷二段C2底部风箱内设有还原剂喷入装置4。与抽风干燥段DDD出风口304连接的第六管道L6、与预热一段TPH出风口306连接的第七管道L7合并之后，通过第八管道L8连接至环冷二段C2的进风口C2a。
作为优选，从第八管道L8分出一条支路，为第九管道L9。第九管道L9连接至环冷三段C3的进风口C3a，环冷三段C3底部风箱内设有还原剂喷入装置4。
作为优选，第八管道L8上设有脱硫处理装置5和/或除尘装置6。
作为优选，第三管道L3上设有除尘装置6。
作为优选，预热二段PH内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置4。
作为优选，抽风干燥段DDD内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置4。
作为优选，在环冷二段C2、环冷三段C3料面的上方设有温度检测装置7。
作为优选，温度检测装置7为热电偶。
作为优选，所述生产系统还包括压缩空气储存装置8、氨气-催化剂储存装置9。压缩空气储存装置8通过空气输送管道L10连接至还原剂喷入装置4。氨气-催化剂储存装置9通过氨气-催化剂输送管道L11连接至还原剂喷入装置4。
作为优选，环冷二段C2和/或环冷三段C3内，料面的上方沿着球团运行的方向，设有多个温度检测装置7。每个温度检测装置7对应的下方风箱内设有一个还原剂喷入装置4。每一个还原剂喷入装置4均分别独立的与空气输送管道L10和氨气-催化剂输送管道L11连接。
作为优选，空气输送管道L10和氨气-催化剂输送管道L11上均设有阀门10。优选设有自动流量控制阀。
在本发明中，环冷一段C1的进风口C1a、环冷二段C2的进风口C2a及环冷三段C3的进风口C3a均与风机11相连。鼓风干燥段UDD的出风口308通过第十管道L12连接至烟囱12。第八管道L8分出的第二支路为第十一管道L13，第十一管道L13连接至烟囱12。
作为优选，第八管道L8、第九管道L9上均独立的设有阀门10。优选设有自动流量控制阀。
实施例1
如图5所示，一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统，该系统包括：链篦机1、回转窑2、环冷机C。其中：按照工艺走向，所述链篦机1依次设置有鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH及预热二段PH。环冷机C依次设置有环冷一段C1、环冷二段C2及环冷三段C3。回转窑2的尾端连接链篦机1的预热二段PH和另一端连接环冷机C的环冷一段C1。
其中：环冷一段C1的出风口C1b经由第一管道L1连接至回转窑2的进风口201。回转窑2的出风口202经由第二管道L2连接至预热二段PH的进风口301。预热二段PH的出风口302经过第三管道L3连接至抽风干燥段DDD的进风口303；
环冷二段C2的出风口C2b经由第四管道L4连接至预热一段TPH的进风口305。环冷三段C3的出风口C3b经由第五管道L5连接至鼓风干燥段UDD的进风口307。
环冷二段C2底部风箱内设有还原剂喷入装置4。与抽风干燥段DDD出风口304连接的第六管道L6、与预热一段TPH出风口306连接的第七管道L7合并之后，通过第八管道L8连接至环冷二段C2的进风口C2a。
环冷一段C1的进风口C1a、环冷二段C2的进风口C2a及环冷三段C3的进风口C3a均与风机11相连。鼓风干燥段UDD的出风口308通过第十管道L12连接至烟囱12。第八管道L8分出的第二支路为第十一管道L13，第十一管道L13连接至烟囱12。
实施例2
如图6所示，一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统，该系统包括：链篦机1、回转窑2、环冷机C。其中：按照工艺走向，所述链篦机1依次设置有鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH及预热二段PH。环冷机C依次设置有环冷一段C1、环冷二段C2及环冷三段C3。回转窑2的尾端连接链篦机1的预热二段PH和另一端连接环冷机C的环冷一段C1。
其中：环冷一段C1的出风口C1b经由第一管道L1连接至回转窑2的进风口201。回转窑2的出风口202经由第二管道L2连接至预热二段PH的进风口301。预热二段PH的出风口302经过第三管道L3连接至抽风干燥段DDD的进风口303；
环冷二段C2的出风口C2b经由第四管道L4连接至预热一段TPH的进风口305。环冷三段C3的出风口C3b经由第五管道L5连接至鼓风干燥段UDD的进风口307。
环冷一段C1的进风口C1a、环冷二段C2的进风口C2a及环冷三段C3的进风口C3a均与风机11相连。鼓风干燥段UDD的出风口308通过第十管道L12连接至烟囱12。第八管道L8分出的第二支路为第十一管道L13，第十一管道L13连接至烟囱12。
环冷二段C2底部风箱内设有还原剂喷入装置4。与抽风干燥段DDD出风口304连接的第六管道L6、与预热一段TPH出风口306连接的第七管道L7合并之后，通过第八管道L8连接至环冷二段C2的进风口C2a。从第八管道L8分出一条支路，为第九管道L9。第九管道L9连接至环冷三段C3的进风口C3a，环冷三段C3底部风箱内设有还原剂喷入装置4。
实施例3
如图7所示，重复实施例2，只是预热二段PH内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置4。
实施例4
重复实施例3，只是抽风干燥段DDD内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置4。
实施例5
重复实施例4，只是第八管道L8上设有脱硫处理装置5和除尘装置6。第三管道L3上设有除尘装置6。
实施例6
重复实施例5，只是在环冷二段C2、环冷三段C3料面的上方设有温度检测装置7，温度检测装置7为热电偶。
实施例7
如图8所示，重复实施例5，只是所述生产系统还包括压缩空气储存装置8、氨气-催化剂储存装置9。压缩空气储存装置8通过空气输送管道L10连接至还原剂喷入装置4。氨气-催化剂储存装置9通过氨气-催化剂输送管道L11连接至还原剂喷入装置4。环冷二段C2和环冷三段C3内，料面的上方沿着球团运行的方向，设有多个温度检测装置7。每个温度检测装置7对应的下方风箱内设有一个还原剂喷入装置4。每一个还原剂喷入装置4均分别独立的与空气输送管道L10和氨气-催化剂输送管道L11连接。空气输送管道L10和氨气-催化剂输送管道L11上均设有自动流量控制阀。
实施例8
重复实施例7，只是第八管道L8、第九管道L9上均独立的设有阀门10。优选设有自动流量控制阀。
实施例9
如图1所示，一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
1)生球在链篦机1上依次经过鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH及预热二段PH进行干燥、预热，然后进入回转窑2内经过焙烧，再在环冷机C上依次经过环冷一段C1、环冷二段C2及环冷三段C3进行冷却，得到氧化球团；
2)经过环冷一段C1的冷却风温度升高，将环冷一段C1排出的风输送至回转窑2内参与球团焙烧，从回转窑2排放的热风输送至链篦机1的预热二段PH；该热风在预热二段PH内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段DDD；
3)经过环冷二段C2的冷却风温度升高，将环冷二段C2排出的风输送至链篦机1的预热一段TPH，并在预热一段TPH内与生球进行热交换，预热生球；
4)经过环冷三段C3的冷却风温度升高，将环冷三段C3排出的风输送至链篦机1的鼓风干燥段UDD，并在鼓风干燥段UDD内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段UDD的排风口排出；
从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的50％(体积占比)作为冷却风被输送至环冷二段C2的进风口，并且在位于环冷二段C2底部风箱的位置喷入还原剂氨气，氨气与从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝。
其中：环冷二段C2内SNCR脱硝的温度为800-1100℃，经过本发明的工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，NOx含量为83mg/Nm3。
实施例10
如图2所示，一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
1)生球在链篦机1上依次经过鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH及预热二段PH被加热，然后进入回转窑2内经过焙烧，再在环冷机C上依次经过环冷一段C1、环冷二段C2及环冷三段C3进行冷却，得到氧化球团；
2)冷却风经过环冷一段C1后温度升高，然后将环冷一段C1排出的风输送至回转窑2内参与球团焙烧，从回转窑2排放的热风输送至链篦机1的预热二段PH；该热风在预热二段PH内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段DDD；
3)经过环冷二段C2的冷却风温度升高，将环冷二段C2排出的风输送至链篦机1的预热一段TPH，并在预热一段TPH内与生球进行热交换，预热生球；
4)经过环冷三段C3的冷却风温度升高，将环冷三段C3排出的风输送至链篦机1的鼓风干燥段UDD，并在鼓风干燥段UDD内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段UDD的排风口排出；
从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的40％(体积占比)作为冷却风被输送至环冷二段C2的进风口，并且在位于环冷二段C2底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝；
步骤5)从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的30％(体积占比)作为冷却风被输送至环冷三段C3的进风口，并且在位于环冷三段C3底部风箱的位置喷入还原剂氨气，氨气与从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的NOx反应，实现SCR脱硝。
其中：环冷二段C2内SNCR脱硝的温度为900-1000℃，环冷三段C3内SCR脱硝的温度为300-450℃；经过本发明的工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，NOx含量为76mg/Nm3。
实施例11
如图3所示，重复实施例10，只是步骤2)中，从回转窑2排放的热风输送至链篦机1的预热二段PH，在预热二段PH内，位于生球上方的位置喷入还原剂氨气，氨气与进入预热二段PH内的热风中所含的NOx反应，实现SNCR脱硝。
其中：预热二段PH内SNCR脱硝的温度为700-1000℃；经过本发明的工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，NOx含量为62mg/Nm3。
实施例12
如图3所示，重复实施例11，只是步骤2)中，在预热二段PH内与生球进行热交换后的热风输送至抽风干燥段DDD，在抽风干燥段DDD内，位于生球上方的位置喷入还原剂氨气，氨气与从回转窑2进入抽风干燥段DDD内的热风中所含的NOx反应，实现SCR脱硝。
其中：预热二段PH内SNCR脱硝的温度为800-950℃，抽风干燥段DDD内SCR脱硝的温度为250-450℃；经过本发明的工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，NOx含量为47mg/Nm3。
实施例13
重复实施例12，只是从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气经过脱硫处理和除尘工艺后再作为冷却风被输送至环冷二段C2的进风口和环冷三段C3的进风口。在预热二段PH内与生球进行热交换后的热风经过除尘处理后再输送至抽风干燥段DDD。
实施例14
重复实施例13，只是在环冷二段C2料面的上方设有温度检测装置。温度检测装置检测：当环冷二段C2料面上方温度为500-900℃时，在位于环冷二段C2底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝；此时，环冷二段C2内SNCR脱硝的温度为800-1100℃。
在环冷三段C3料面的上方设有温度检测装置。温度检测装置检测：当环冷三段C3料面上方温度为150-450℃时，在位于环冷三段C3底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的烟气中的NOx反应，实现SCR脱硝；此时，环冷三段C3内SCR脱硝的温度为300-400℃。
经过本发明的工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，NOx含量为42mg/Nm3。

Claims (13)

1.一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
1)生球在链篦机(1)上依次经过鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)及预热二段(PH)进行干燥、预热，然后进入回转窑(2)内经过焙烧，再在环冷机(C)上依次经过环冷一段(C1)、环冷二段(C2)及环冷三段(C3)进行冷却，得到氧化球团；
2)经过环冷一段(C1)的冷却风温度升高，将环冷一段(C1)排出的风输送至回转窑(2)内参与球团焙烧，从回转窑(2)排放的热风输送至链篦机(1)的预热二段(PH)；该热风在预热二段(PH)内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段(DDD)；
3)经过环冷二段(C2)的冷却风温度升高，将环冷二段(C2)排出的风输送至链篦机(1)的预热一段(TPH)，并在预热一段(TPH)内与生球进行热交换，预热生球；
4)经过环冷三段(C3)的冷却风温度升高，将环冷三段(C3)排出的风输送至链篦机(1)的鼓风干燥段(UDD)，并在鼓风干燥段(UDD)内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段(UDD)的排风口排出；
其特征在于：从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气作为冷却风被输送至环冷二段(C2)的进风口，并且在位于环冷二段(C2)底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：该工艺还包括：
5)从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气作为冷却风被输送至环冷三段(C3)的进风口，并且在位于环冷三段(C3)底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气中的NOx反应，实现SCR脱硝。
3.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于：步骤2)中，从回转窑(2)排放的热风输送至链篦机(1)的预热二段(PH)，在预热二段(PH)内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与进入预热二段(PH)内的热风中所含的NOx反应，实现SNCR脱硝。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的生产工艺，其特征在于：步骤2)中，在预热二段(PH)内与生球进行热交换后的热风输送至抽风干燥段(DDD)，在抽风干燥段(DDD)内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与从回转窑(2)进入抽风干燥段(DDD)内的热风中所含的NOx反应，实现SCR脱硝。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的生产工艺，其特征在于：从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气经过脱硫处理和/或除尘工艺后再作为冷却风被输送至环冷二段(C2)的进风口和/或环冷三段(C3)的进风口；和/或
在预热二段(PH)内与生球进行热交换后的热风经过除尘处理后再输送至抽风干燥段(DDD)。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的生产工艺，其特征在于：在环冷二段(C2)料面的上方设有温度检测装置；温度检测装置检测：当环冷二段(C2)料面上方温度为500-900℃(优选为550-850℃，更优选为600-800℃)时，在位于环冷二段(C2)底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝；和/或
在环冷三段(C3)料面的上方设有温度检测装置；温度检测装置检测：当环冷三段(C3)料面上方温度为150-450℃(优选为200-400℃，更优选为250-350℃)时，在位于环冷三段(C3)底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气中的NOx反应，实现SCR脱硝。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的生产工艺，其特征在于：在预热二段(PH)内的SNCR脱硝温度为600-1100℃，优选为700-1000℃，更优选为800-950℃；在抽风干燥段(DDD)内的SCR脱硝温度为200-500℃(优选为250-450℃，更优选为300-400℃；和/或
从抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的烟气，其中体积比为10-90％(优选为20-80％更优选为30-70％)的烟气输送至环冷二段(C2)的进风口和/或环冷三段(C3)的进风口。
8.一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统或用于权利要求1-7中任一项所述生产工艺的球团生产系统，该系统包括：链篦机(1)、回转窑(2)、环冷机(C)；其中：按照工艺走向，所述链篦机(1)依次设置有鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)及预热二段(PH)，环冷机(C)依次设置有环冷一段(C1)、环冷二段(C2)及环冷三段(C3)，回转窑(2)的尾端连接链篦机(1)的预热二段(PH)和另一端连接环冷机(C)的环冷一段(C1)；
其中：环冷一段(C1)的出风口(C1b)经由第一管道(L1)连接至回转窑(2)的进风口(201)，回转窑(2)的出风口(202)经由第二管道(L2)连接至预热二段(PH)的进风口(301)，预热二段(PH)的出风口(302)经过第三管道(L3)连接至抽风干燥段(DDD)的进风口(303)；
环冷二段(C2)的出风口(C2b)经由第四管道(L4)连接至预热一段(TPH)的进风口(305)；环冷三段(C3)的出风口(C3b)经由第五管道(L5)连接至鼓风干燥段(UDD)的进风口(307)；
其特征在于：环冷二段(C2)底部风箱内设有还原剂喷入装置(4)，与抽风干燥段(DDD)出风口(304)连接的第六管道(L6)、与预热一段(TPH)出风口(306)连接的第七管道(L7)合并之后，通过第八管道(L8)连接至环冷二段(C2)的进风口(C2a)。
9.根据权利要求8所述的生产系统，其特征在于：从第八管道(L8)分出一条支路，为第九管道(L9)，第九管道(L9)连接至环冷三段(C3)的进风口(C3a)，环冷三段(C3)底部风箱内设有还原剂喷入装置(4)；和/或
第八管道(L8)上设有脱硫处理装置(5)和/或除尘装置(6)，第三管道(L3)上设有除尘装置(6)。
10.根据权利要求8或9所述的生产系统，其特征在于：预热二段(PH)内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置(4)；和/或
抽风干燥段(DDD)内，位于生球料面的上方设有还原剂喷入装置(4)。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的生产系统，其特征在于：在环冷二段(C2)、环冷三段(C3)料面的上方设有温度检测装置(7)，作为优选，温度检测装置(7)为热电偶；和/或
所述生产系统还包括压缩空气储存装置(8)、氨气-催化剂储存装置(9)，压缩空气储存装置(8)通过空气输送管道(L10)连接至还原剂喷入装置(4)，氨气-催化剂储存装置(9)通过氨气-催化剂输送管道(L11)连接至还原剂喷入装置(4)。
12.根据权利要求11所述的生产系统，其特征在于：环冷二段(C2)和/或环冷三段(C3)内，料面的上方沿着球团运行的方向，设有多个温度检测装置(7)，每个温度检测装置(7)对应的下方风箱内设有一个还原剂喷入装置(4)；每一个还原剂喷入装置(4)均分别独立的与空气输送管道(L10)和氨气-催化剂输送管道(L11)连接；和/或
空气输送管道(L10)和氨气-催化剂输送管道(L11)上均设有阀门(10)，优选设有自动流量控制阀。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的生产系统，其特征在于：环冷一段(C1)的进风口(C1a)、环冷二段(C2)的进风口(C2a)及环冷三段(C3)的进风口(C3a)均与风机(11)相连；鼓风干燥段(UDD)的出风口(308)通过第十管道(L12)连接至烟囱(12)，第八管道(L8)分出的第二支路为第十一管道(L13)，第十一管道(L13)连接至烟囱(12)；和/或
第八管道(L8)、第九管道(L9)上均独立的设有阀门(10)，优选设有自动流量控制阀。
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