CN109893996A - 具有尾部净化功能的熟料烟气的处理设备及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有尾部净化功能的熟料烟气的处理设备及处理方法，所述熟料烟气的处理设备包括：熟料生产装置，所述熟料生产装置具有烟气出口；烟气加热管路，所述烟气加热管路包括对应设置的烟气加热入口和烟气加热出口，所述烟气出口通过管路与所述烟气加热入口连通；熟料冷却装置，所述熟料冷却装置设置在烟气加热入口和烟气加热出口之间；尾部反应器，所述尾部反应器通过管路与所述烟气加热出口连通。本发明处理设备通过设置烟气加热管路和尾部反应器，使熟料烟气对烟气进行加热，再通过尾部反应器对加热后的烟气进行净化处理，不用增加额外的加热设备对烟气进行加热，从而降低成本，提高净化效果和能源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及熟料生产工艺及设备技术领域，特别是一种具有尾部净化功能的熟料烟气的处理设备及处理方法。
背景技术
烧结是钢铁冶炼过程中SO2和NOx最大的产生源，约有51％～62％的SO2及48％的NOx来自烧结工序，因此烧结厂成为钢铁企业环境治理的重中之重。
在烧结生产过程中，烧结烟气中含有大量二噁英、SO2和NOx，为减少外排量，都需要进行脱硫脱硝脱白脱二噁英处理，传统的SCR脱硝工艺需要先把烧结烟气集中后，单独加热到反应温度，再进行脱硝处理，因此，需要额外增设加温设备，导致成本提高，而且加热过程中需要消耗大量电能，不仅浪费能源，而且加热效率低下。
发明内容
本发明公开了一种具有尾部净化功能的熟料烟气的处理设备及处理方法，解决了现有脱硝处理工艺需要额外增设加温设备，导致成本提高的问题。
根据本发明的一个方面，公开了一种熟料烟气的处理设备，包括：熟料生产装置，所述熟料生产装置具有烟气出口；烟气加热管路，所述烟气加热管路包括对应设置的烟气加热入口和烟气加热出口，所述烟气出口通过管路与所述烟气加热入口连通；熟料冷却装置，所述熟料冷却装置设置在烟气加热入口和烟气加热出口之间，所述熟料冷却装置用于冷却烧结后的熟料且利用熟料的热量对所述熟料生产装置产生烟气进行加热；尾部反应器，所述尾部反应器通过管路与所述烟气加热出口连通，所述尾部反应器用于对加热后的烟气进行净化处理。
进一步地，所述熟料冷却装置包括冷却区，所述烟气加热入口位于所述冷却区的下方，所述烟气加热出口位于所述冷却区的上方。
进一步地，所述冷却区包括：第一冷却区和第二冷却区，所述第二冷却区的温度大于所述第一冷却区的温度；所述烟气加热入口为至少两个，所述第一冷却区的下方至少设置有一个所述烟气加热入口，所述第二冷却区的下方至少设置有一个所述烟气加热入口，所有所述烟气加热入口均与所述烟气出口连通。
进一步地，所述冷却区包括：第一冷却区和第二冷却区，所述第二冷却区的温度大于所述第一冷却区的温度；所述烟气加热管路还包括二次加热管路，所述二次加热管路包括二次加热入口和二次加热出口，所述二次加热入口位于第一冷却区的上方，所述二次加热出口位于所述第二冷却区的下方；所述烟气加热入口位于所述第一冷却区的下方，所述烟气加热出口位于所述第二冷却区的上方。
进一步地，所述二次加热管路设置有催化剂添加装置和/或还原剂添加装置。
进一步地，所述熟料冷却装置为环式冷却装置或带式冷却装置，所述第二冷却区和所述第一冷却区沿待冷却的熟料层的移动方向依次设置。
进一步地，所述熟料冷却装置为立式冷却机，所述立式冷却机包括壳体和熟料添加装置，所述壳体的下部设置有出料口和所述烟气加热入口，所述壳体的上部设置有进料口和所述烟气加热出口，所述尾部反应器设置在所述壳体上，并位于所述烟气加热出口处。
进一步地，所述尾部反应器包括：外壳，所述外壳具有净化腔，所述净化腔与所述烟气加热出口连通；支撑件，所述支撑件设置在所述净化腔内，所述支撑件上具有通过烟气的过流结构，所述支撑件上设置有用于与烟气反应的净化层。
进一步地，所述尾部反应器为脱硫脱硝反应器，所述净化层包括碱性矿料或能与烟气中硫和氮氧化物发生反应或能对硫和氮氧化物发生反应起催化作用的物质。
进一步地，所述尾部反应器还包括：除尘装置，所述除尘装置设置在所述净化腔内。
进一步地，所述支撑件为孔板，所述过流结构为所述孔板上的气孔。
进一步地，所述支撑件为筛网，所述过流结构为所述筛网的筛孔。
根据本发明的另一个方面，公开了一种熟料烟气的处理方法，用于上述的处理设备，包括以下步骤：S10：将熟料生产装置产生的熟料烟气通至烟气加热管路，使待冷却的熟料层对熟料烟气进行加热；S20：将加热后的熟料烟气通至尾部反应器进行脱硫脱硝处理。
进一步地，所述步骤S10之前还包括：S00：向待冷却的熟料层内添加还原剂。
进一步地，所述待冷却的熟料层由碱性矿料或能与烟气中硫和氮氧化物发生反应或能对硫和氮氧化物发生反应起催化作用的物质制成。
本发明处理设备，通过设置烟气加热管路和尾部反应器，使熟料烟气经过烟气加热管路的引导后，与待冷却的高温熟料进行热交换，在冷却高温熟料的同时，对烟气进行加热，再通过尾部反应器对加热后的烟气进行净化处理，不用增加额外的加热设备对烟气进行加热，从而降低成本，提高净化效果和能源利用率。
附图说明
图1是本发明实施例的熟料烟气的处理设备的结构示意图；
图例：10、熟料生产装置；11、烟气出口；20、烟气加热管路；21、烟气加热入口；22、烟气加热出口；23、二次加热管路；231、二次加热入口；232、二次加热出口；30、熟料冷却装置；31、冷却区；311、第一冷却区；312、第二冷却区；40、尾部反应器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
如图1所示，本发明公开了一种具有尾部净化功能的熟料烟气的处理设备，包括熟料生产装置10、烟气加热管路20、熟料冷却装置30和尾部反应器40，熟料生产装置10具有烟气出口11；烟气加热管路20包括对应设置的烟气加热入口21和烟气加热出口22，烟气出口11通过管路与烟气加热入口21连通；熟料冷却装置30设置在烟气加热入口21和烟气加热出口22之间，熟料冷却装置30用于冷却烧结后的熟料且利用熟料的热量对熟料生产装置10产生烟气进行加热；尾部反应器40通过管路与烟气加热出口22连通，尾部反应器40用于对加热后的烟气进行净化处理。本发明处理设备，通过设置烟气加热管路20和尾部反应器40，使熟料烟气经过烟气加热管路20的引导后，与待冷却的高温熟料进行热交换，在冷却高温熟料的同时，对烟气进行加热，再通过尾部反应器40对加热后的烟气进行净化处理，不用增加额外的加热设备对烟气进行加热，从而降低成本，提高净化效果和能源利用率。
在上述实施例中，熟料冷却装置30包括冷却区31，烟气加热入口21位于冷却区31的下方，烟气加热出口22位于冷却区31的上方。本发明的处理设备，通过将烟气加热入口21和烟气加热出口22分别设置在冷却区31的上方和下方，由于烟气加热后自然上升，低温烟气进入冷却区31后可以更加充分的进行加热，而且加热后的烟气上升后，可以直接通过冷却区31上方的烟气加热出口22进入尾部反应器40中净化，因此，可以保证良好的反应温度，提高烟气的净化效果。
在未示出的一个实施例中，冷却区31包括：第一冷却区311和第二冷却区312，第二冷却区312的温度大于第一冷却区311的温度；烟气加热入口21为至少两个，第一冷却区311的下方至少设置有一个烟气加热入口21，第二冷却区312的下方至少设置有一个烟气加热入口21，所有烟气加热入口21均与烟气出口11连通。本发明的处理设备，通过将设置多个烟气加热入口21，可以通过将低温烟气分布输送至冷却区的不同位置，使低温烟气与冷却区充分换热，提高加热效率和加热效果，从而在烟气进入尾部反应器40净化时，保证烟气温度，使烟气可以充分反应净化，从而达到净化烟气的效果。
在图1所示的实施例中，冷却区31包括：第一冷却区311和第二冷却区312，第二冷却区312的温度大于第一冷却区311的温度；烟气加热管路20还包括二次加热管路23，二次加热管路23包括二次加热入口231和二次加热出口232，二次加热入口231位于第一冷却区311的上方，二次加热出口232位于第二冷却区312的下方；烟气加热入口21位于第一冷却区311的下方，烟气加热出口22位于第二冷却区312的上方。本发明的冷却区设置为第一冷却区311和第二冷却区312，第一冷却区311内为冷却了较长时间的熟料，而第二冷却区312内为冷却时间较短或刚刚加热完的熟料，因此，第二冷却区312的温度大于第一冷却区311的温度，加热烟气时，将低温烟气首先通过温度较低的第一冷却区311进行初步加热，再通过设置二次加热管路23，将初步加热后的烟气输送至温度较高的第二冷却区进行进一步加热，通过二次加热，可以大大提高换热效率，保证烟气的脱白效果，同时保证烟气的温度能够达到发生反应的温度，进而保证脱硫脱硝的效果。另外，还可以进一步降低熟料的冷却温度，一举多得。
在上述实施例中，二次加热管路23设置有催化剂添加装置和/或还原剂添加装置。通过设置催化剂添加装置，能够添加催化剂增加反应效率，进而增加脱硫脱硝的效果。
在上述实施例中，熟料冷却装置30为环式冷却装置或带式冷却装置，第二冷却区312和第一冷却区311沿待冷却的熟料层的移动方向依次设置。
在上述实施例中，熟料冷却装置30为立式冷却机，立式冷却机包括壳体和熟料添加装置，壳体的下部设置有出料口和烟气加热入口21，壳体的上部设置有进料口和烟气加热出口22，尾部反应器40设置在壳体上，并位于烟气加热出口22处，使熟料能够均匀的添加，从而提高尾部反应器40的净化效果。
在上述实施例中，尾部反应器包括：外壳和支撑件，外壳具有净化腔，净化腔与烟气加热出口连通；支撑件设置在净化腔内，支撑件上具有通过烟气的过流结构，支撑件上设置有用于与烟气反应的净化层。通过在支撑件上设置过流结构，烟气通过过流结构与净化层发生反应，从而达到净化效果。
在上述实施例中，尾部反应器为脱硫脱硝反应器，净化层包括碱性矿料或能与烟气中硫和氮氧化物发生反应或能对硫和氮氧化物发生反应起催化作用的物质。同时针对二噁英，在烟气通过净化层，因为烟气被加热，而高温能够对二噁英进行脱除，因此，也能够达到对二噁英的脱除，也能够达到对烟气脱白的技术效果。
在上述实施例中，尾部反应器还包括除尘装置，除尘装置设置在净化腔内。本发明通过设置除尘装置，可以实现对烟气除尘的目的，从而减少烟气中可吸入颗粒物的含量。
在上述实施例中，支撑件为孔板，过流结构为孔板上的气孔。或者，支撑件为筛网，过流结构为筛网的筛孔。通过采用孔板或筛网可以在不影响烟气流动的前提下，使烟气与净化层充分反应，从而提高净化效果。
根据本发明的另一个方面，还公开了一种熟料烟气的处理方法，用于上述的熟料烟气的处理设备，包括以下步骤：
S10：将熟料生产装置10产生的熟料烟气通至烟气加热管路20，使待冷却的熟料层对熟料烟气进行加热；
S20：将加热后的熟料烟气通至尾部反应器40进行脱硫脱硝处理。
本发明的熟料烟气的处理方法，通过将熟料生产装置10产生的熟料烟气通至烟气加热管路20，使熟料烟气经过烟气加热管路20的引导后，与待冷却的高温熟料进行热交换，在冷却高温熟料的同时，对烟气进行加热，增加烟气的温度，再通过尾部反应器40对加热后的烟气进行净化处理，不用增加额外的加热设备对烟气进行加热，能够保证烟气与还原剂和物质发生反应，有节省了成本，降低能源消耗。
在上述实施例中，步骤S10之前还包括：
S00：向待冷却的高温熟料层内添加还原剂。还原剂的添加方式可以为喷淋或喷雾等形式进行添加，使还原剂能够均匀的添加到待冷却的高温熟料层中。
在上述实施例中，待冷却的熟料层由碱性矿料或能与烟气中硫和氮氧化物发生反应或能对硫和氮氧化物发生反应起催化作用的物质制成。如烧结熟料中的氧化钙等成分的含量很高，能够充分的与烟气中的NOx和硫化物进行反应，从而增加烟气脱硫脱硝的效率。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (15)
1.一种熟料烟气的处理设备，其特征在于，包括：
熟料生产装置(10)，所述熟料生产装置(10)具有烟气出口(11)；
烟气加热管路(20)，所述烟气加热管路(20)包括对应设置的烟气加热入口(21)和烟气加热出口(22)，所述烟气出口(11)通过管路与所述烟气加热入口(21)连通；
熟料冷却装置(30)，所述熟料冷却装置(30)设置在烟气加热入口(21)和烟气加热出口(22)之间，所述熟料冷却装置(30)用于冷却烧结后的熟料且利用熟料的热量对所述熟料生产装置(10)产生烟气进行加热；
尾部反应器(40)，所述尾部反应器(40)通过管路与所述烟气加热出口(22)连通，所述尾部反应器(40)用于对加热后的烟气进行净化处理。
2.根据权利要求1所述的处理设备，其特征在于，
所述熟料冷却装置(30)包括冷却区(31)，所述烟气加热入口(21)位于所述冷却区(31)的下方，所述烟气加热出口(22)位于所述冷却区(31)的上方。
3.根据权利要求2所述的处理设备，其特征在于，
所述冷却区(31)包括：第一冷却区(311)和第二冷却区(312)，所述第二冷却区(312)的温度大于所述第一冷却区(311)的温度；
所述烟气加热入口(21)为至少两个，所述第一冷却区(311)的下方至少设置有一个所述烟气加热入口(21)，所述第二冷却区(312)的下方至少设置有一个所述烟气加热入口(21)，所有所述烟气加热入口(21)均与所述烟气出口(11)连通。
4.根据权利要求2所述的处理设备，其特征在于，
所述冷却区(31)包括：第一冷却区(311)和第二冷却区(312)，所述第二冷却区(312)的温度大于所述第一冷却区(311)的温度；
所述烟气加热管路(20)还包括二次加热管路(23)，所述二次加热管路(23)包括二次加热入口(231)和二次加热出口(232)，所述二次加热入口(231)位于第一冷却区(311)的上方，所述二次加热出口(232)位于所述第二冷却区(312)的下方；
所述烟气加热入口(21)位于所述第一冷却区(311)的下方，所述烟气加热出口(22)位于所述第二冷却区(312)的上方。
5.根据权利要求4所述的处理设备，其特征在于，
所述二次加热管路(23)设置有催化剂添加装置和/或还原剂添加装置。
6.根据权利要求3或4所述的处理设备，其特征在于，
所述熟料冷却装置(30)为环式冷却装置或带式冷却装置，所述第二冷却区(312)和所述第一冷却区(311)沿待冷却的熟料层的移动方向依次设置。
7.根据权利要求1所述的处理设备，其特征在于，
所述熟料冷却装置(30)为立式冷却机，所述立式冷却机包括壳体和熟料添加装置，所述壳体的下部设置有出料口和所述烟气加热入口(21)，所述壳体的上部设置有进料口和所述烟气加热出口(22)，所述尾部反应器(40)设置在所述壳体上，并位于所述烟气加热出口(22)处。
8.根据权利要求1所述的处理设备，其特征在于，所述尾部反应器包括：
外壳，所述外壳具有净化腔，所述净化腔与所述烟气加热出口连通；
支撑件，所述支撑件设置在所述净化腔内，所述支撑件上具有通过烟气的过流结构，所述支撑件上设置有用于与烟气反应的净化层。
9.根据权利要求8所述的处理设备，其特征在于，
所述尾部反应器为脱硫脱硝反应器，所述净化层包括碱性矿料或能与烟气中硫和氮氧化物发生反应或能对硫和氮氧化物发生反应起催化作用的物质。
10.根据权利要求8所述的处理设备，其特征在于，所述尾部反应器还包括：
除尘装置，所述除尘装置设置在所述净化腔内。
11.根据权利要求8所述的处理设备，其特征在于，
所述支撑件为孔板，所述过流结构为所述孔板上的气孔。
12.根据权利要求8所述的处理设备，其特征在于，
所述支撑件为筛网，所述过流结构为所述筛网的筛孔。
13.一种熟料烟气的处理方法，用于权利要求1至12中任一项所述的处理设备，其特征在于，包括以下步骤：
S10：将熟料生产装置(10)产生的熟料烟气通至烟气加热管路(20)，使待冷却的熟料层对熟料烟气进行加热；
S20：将加热后的熟料烟气通至尾部反应器(40)进行脱硫脱硝处理。
14.根据权利要求13所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S10之前还包括：
S00：向待冷却的熟料层内添加还原剂。
15.根据权利要求13述的处理方法，其特征在于，
所述待冷却的熟料层由碱性矿料或能与烟气中硫和氮氧化物发生反应或能对硫和氮氧化物发生反应起催化作用的物质制成。
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