CN110763033A - 一种烟气循环脱硝烧结系统及其烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟气循环脱硝烧结系统及其烧结方法，烟气循环脱硝烧结系统包括烧结机、第一烟气罩、第一风机、脱硝管道和还原气体管道，烧结机沿台车行进方向依次分为烧结段和脱硝段，烧结段在台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第一风箱，多个第一风箱底部分别具有出口，多个第一风箱的出口均与脱硝管道的一端连通，脱硝管道的另一端和还原气体管道的一端通过第一三通连通，第一三通余下的接口与第一风机的进气口连通，第一风机的出气口与第一烟气罩的进气口连通，第一烟气罩罩设在脱硝段的上方，还原气体管道用以向脱硝管道内通入还原气体。本发明所述烧结系统及其烧结方法工艺简单，不消耗脱硝催化剂实现烧结烟气的部分脱硝，节约成本。

Description

一种烟气循环脱硝烧结系统及其烧结方法

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硝技术领域，特别涉及一种烟气循环脱硝烧结系统及其烧结方法。

背景技术

钢铁工业是工业领域主要排污大户之一，而烧结作为钢铁生产过程中污染最严重的工艺环节之一，其烟气中的颗粒物、SO2、NOx和二噁英排放量分别约占钢铁生产总排放量的20％、60％、50％和90％。由此可见，烧结工序烟气污染物的综合治理已经成为钢铁企业环保达标的重中之重。

与电厂燃煤烟气相比，钢铁行业烧结烟气具有温度低、烟气量大、变化幅度大且SO₂、NOx的含量不稳定的特点，钢铁行业烧结烟气的特性在一定程度上增加了钢铁烧结烟气的处理难度，在治理烧结烟气时，必须针对钢铁行业烧结烟气自身的特点，进行综合考虑，开发适合烧结烟气治理的方法。

烧结烟气脱硝工艺相对脱硫工艺起步较晚，目前较为可靠的工艺主要有①活性炭吸附工艺：其中活性炭吸附工艺在新日铁、JFE、浦项钢铁和太钢等大型钢铁企业烧结烟气净化方面的应用，取得了良好效果，但是活性炭吸附工艺存在运行成本高，设备庞大且造价高，腐蚀问题突出，活性炭再生能耗较高等问题；②SCR催化法：SCR催化法脱硝率可达80％以上，但由于烧结烟气温度低而需要加热装置，且需要消耗昂贵的催化剂，而该催化剂容易中毒而失活，使SCR催化NOx还原的效果减弱。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种无需采用脱硝剂的烟气脱硝烧结系统及其烧结方法，采用的技术方案为：

一种烟气循环脱硝烧结系统，包括烧结机、第一烟气罩、第一风机、脱硝管道和还原气体管道，所述烧结机包括烧结机本体及其设置在烧结机本体尾端的延长段，所述延长段的长度为烧结机本体的长度的10％-25％，所述烧结机本体为所述烧结机的烧结段，所述延长段为所述烧结机的脱硝段，所述烧结机的烧结段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第一风箱，每个所述第一风箱的底部分别具有出口，多个所述第一风箱的出口分别与脱硝管道的一端连通，所述脱硝管道的另一端与所述还原气体管道的一端通过第一三通连通，所述第一三通余下的接口与所述第一风机的进气口连通，所述第一风机的出气口与所述第一烟气罩的进气口连通，所述第一烟气罩罩设在所述烧结机的脱硝段的上方，所述还原气体管道用以向所述脱硝管道内通入还原气体。

优选地，还包括电除尘器、主抽风机、脱硫脱硝装置、烟囱和尾气管道，所述烧结段沿台车行进方向依次分为第一烧结段和第二烧结段，所述第一烧结段的长度为烧结机本体长度的30％-50％，多个所述第一风箱设置在所述第一烧结段，所述第二烧结段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第二风箱，每个所述第二风箱的下端分别具有开口，多个第二风箱的出口均与所述尾气管道的一端连通，所述尾气管道的另一端与所述电除尘器的进气口连通，所述电除尘器的出气口与所述主抽风机的进气口连通，所述主抽风机的出气口与所述脱硫脱硝装置的进气口连通，所述脱硫脱硝装置的出气口与所述烟囱的进气口连通，所述烟囱的出气口与外部连通。

优选地，所述还原气体为氨气。

优选地，还包括第二烟气罩、第二风机、循环管道和助燃气体管道，所述烧结机的脱硝段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第三风箱，多个所述第三风箱的下端分别具有出口，多个所述第三风箱的出口均与循环管道的一端连通，所述循环管道的另一端和所述助燃气体管道的另一端通过第二三通连通，所述第二三通余下的接口与所述第二风机的进气口连通，所述第二风机的出气口与所述第二烟气罩的进气口连通，所述第二烟气罩罩设在所述烧结机烧结段的上方，所述助燃气体管道用以向所述循环管道内通入助燃气体。

优选地，还包括环冷机，所述环冷机的热废气出口与所述循环管道连通。

优选地，所述助燃气体为空气或氧气。

一种基于上述烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法，将第一烧结段产生的烟气与还原气体混合并形成脱硝烟气，并使脱硝烟气流入所述脱硝段，使第二烧结段产生的烟气流经电除尘器、脱硫脱硝装置后经过烟囱排出。

优选地，还包括将所述脱硝段产生的烟气与环冷机的热废气以及空气或氧气混合并形成循环气体，并使循环气体流入所述烧结机的烧结段。

优选地，所述脱硝烟气中的还原气体和NOx的体积比为1:0.3-1.2。

优选地，所述循环烟气中的氧气的体积浓度为14％-20％。

本发明所述有益的烧结系统及其烧结方法的有益效果在于：

本发明将还原气体和具有高浓度NOx的烧结烟气循环至脱硝段，由于烧结料层内温度较高，可达到800-1100℃，在800-1100℃的温度区间内能完全满足氮氧化物催化还原反应的温度要求，在为烧结烟气脱硝时不需要额外添加为烟气加热的升温设备，同时烧结矿具有的还原催化剂作用的成分，高温烧结矿能够保证脱硝催化剂的需求，不需要外购脱硝催化剂，从而有效的对烧结过程中产生的NOx进行催化还原，实现烧结烟气的部分脱硝，工艺简单，不消耗脱硝催化剂，能节约脱硝过程的投资成本，降低了烧结过程的脱硝运行成本；

脱硝烟气的温度在30-100℃的范围内，本发明将30-100℃的脱硝烟气通入脱硝段烧结料层内，可在所述烧结机对烧结矿进行热处理，减缓烧结矿冷却速度，能够有效的提高烧结矿的质量；

烧结段的低温脱硝烟气循环至脱硝段，在烧结料层内的高温条件下，脱硝烟气中的二噁英可以得到有效分解，减少二噁英类物质的排放，有利于环境保护。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述烟气循环脱硝烧结系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2所述烟气循环脱硝烧结系统的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照图1，提出本发明的的一实施例，本实施例所述烟气循环脱硝烧结系统包括烧结机1、第一烟气罩2、第一风机3、脱硝管道4和还原气体管道5，所述烧结机1包括烧结机本体及其设置在烧结机本体尾端的延长段，所述延长段的长度为烧结机本体的长度的10％-25％，所述烧结机本体为所述烧结机1的烧结段，所述烧结段为所述烧结机点火处到烧结结束处的部分，所述延长段为所述烧结机1的脱硝段，所述脱硝段是指所述烧结机的烧结结束处至所述烧结机尾端的部分，所述烧结机的台车从所述烧结机本体的首端行进至所述烧结机1的尾端，所述烧结机1的烧结段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第一风箱6，每个所述第一风箱6的底部分别具有出口，多个所述第一风箱6的出口分别与脱硝管道4的一端连通，所述脱硝管道4的另一端与所述还原气体管道5的一端通过第一三通连通，所述第一三通余下的接口与所述第一风机3的进气口连通，所述第一风机3的出气口与所述第一烟气罩2的进气口连通，所述第一烟气罩2罩设在所述烧结机的脱硝段的上方，所述还原气体管道5用以向所述脱硝管道4内通入还原气体。

向所述脱硝管道4内通入还原气体，所述烧结段产生的烟气在第一风机3的作用下抽入所述脱硝管道4内并与还原气体混合后形成脱硝烟气，脱硝烟气流入所述脱硝段，脱硝烟气中的NOx、还原气体和氧气在高温烧结矿的加热与催化作用下发生氧化还原反应，进行部分脱硝。

所述脱硝烟气中的NOx和还原气体与O2在高温烧结矿的加热与催化作用下发生氧化还原反应，进行部分脱硝，且所述脱硝烟气中二噁英也在高温烧结料层内进行部分分解脱除；所述脱硝烟气的温度有30-100℃，将所述脱硝烟气通入烧结机1脱硝段烧结料层内在所述烧结机1机上对烧结矿进行热处理，减缓烧结矿冷却速度，能够有效的提高烧结矿的质量。

优选地，还包括电除尘器7、主抽风机8、脱硫脱硝装置9、烟囱10和尾气管道11，所述烧结段沿台车行进方向依次分为第一烧结段和第二烧结段，所述第一烧结段的长度为烧结机1本体长度的30％-50％，多个所述第一风箱6设置在所述第一烧结段，所述第二烧结段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第二风箱61，每个所述第二风箱61的下端分别具有开口，多个第二风箱61的出口均与所述尾气管道11的一端连通，所述尾气管道11的另一端与所述电除尘器7的进气口连通，所述电除尘器7的出气口与所述主抽风机8的进气口连通，所述主抽风机8的出气口与所述脱硫脱硝装置9的进气口连通，所述脱硫脱硝装置9的出气口与所述烟囱10的进气口连通，所述烟囱10的出气口与外部连通。

所述第一烧结段烟气中的NOx浓度比第二烧结段烟气中的NOx浓度高，将所述第一烧结段产生的烟气循环至所述脱硝段，减小流入所述脱硝段的烧结烟气的体积，提高流入所述脱硝段的NOx浓度，从而有利于加快NOx的催化还原反应速度，所述第一烧结段产生的烟气中的NOx浓度较低，第二烧结段中的烟气经过除尘后引入所述脱硫脱硝装置9，烧结烟气中剩余的NOx和SO₂在脱硫脱硝装置9中进行脱除，脱硫脱硝后的烧结烟气经烟囱10排出。

优选地，所述还原气体为氨气。

NOx、氨气和氧气在高温烧结矿的加热与催化作用下发生氧化还原反应的反应产物无污染。

优选地，还包括第二烟气罩12、第二风机13、循环管道14和助燃气体管道15，所述烧结机的脱硝段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第三风箱62，多个所述第三风箱62的下端分别具有出口，多个所述第三风箱62的出口均与循环管道14的一端连通，所述循环管道14的另一端和所述助燃气体管道15的另一端通过第二三通连通，所述第二三通余下的接口与所述第二风机13的进气口连通，所述第二风机13的出气口与所述第二烟气罩12的进气口连通，所述第二烟气罩12罩设在所述烧结机烧结段的上方，所述助燃气体管道15用以向所述循环管道14内通入助燃气体。

脱硝段烟气温度较高的烟气循环至烧结段，以协助烧结段进行热风烧结，并充分脱硝段烟气的余热和可燃成分一氧化碳，降低工序能耗，提高烧结矿质量和烧结效率；同时，循环气体中剩余的还原气体与NOx在烧结段烧结料层内的高温烧结矿带发生催化还原反应，进行部分脱硝。

优选地，还包括环冷机16，还包括环冷机16，所述环冷机16的热废气出口与所述循环管道14连通。

所述循环管道14上设有第三三通，所述环冷机16的热废气出口与所述第三三通余下的接口连通。

所述环冷机16排出的热废气温度高，环冷机16排出的废气温度与循环气体换热后流入所述第一烧结段，提高循环气体的温度，以利用高温的循环烟气引入第一烧结段中的烧结料层中，实现热风烧结，从而充分利用高温烧结矿的余热和可燃成分，节约能源，提高烧结矿的质量和烧结效率，并回收利用烧结矿的余热，提高烧结系统能源的利用率。

优选地，所述助燃气体为空气。

空气来源广，成本低。

通入所述循环管道14内的助燃气体还可以是氧气。

基于上述烟气循环脱硝烧结系统，提出一种烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法，方法在于：将第一烧结段产生的烟气与还原气体混合并形成脱硝烟气，并使脱硝烟气流入所述脱硝段，使第二烧结段产生的烟气流经电除尘器7、脱硫脱硝装置后经过烟囱排出。

本发明所述烧结方法使所述脱硝烟气中的NOx、还原气体和O2在高温烧结矿的加热与催化作用下发生氧化还原反应，进行部分脱硝，并实现所述脱硝烟气中二噁英的脱除；脱硝烟气的温度在30～100℃范围内，通入脱硝段烧结料层内的脱硝烟气对烧结矿热处理，减缓烧结矿冷却速度，能够有效的提高烧结矿的质量。

优选地，本发明所述烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法还包括将所述脱硝段产生的烟气与环冷机的热废气以及空气或氧气混合并形成循环气体，并使循环气体流入所述烧结机的烧结段。

循环气体中剩余的还原气体和NOx在烧结层的烧结料层内再次发生催化还原反应，进行部分脱硝。

所述脱硝烟气中的还原气体和NOx的体积比为1:0.3-1.2。

其中，还原气体是氨气，氨气和NOx的体积比在1:0.3-1.2时，为NOx的催化还原反应提供充分的还原剂，保证脱硝烟气的充分脱硝，同时过量的还原气体为后续的循环气体中在第一烧结段烧结料层发生的NOx催化还原反应提供足量的还原剂。

优选地，所述循环烟气中的氧气的体积浓度为14％-20％。

助燃气体为氧气，氧气为烧结段中的烧结料层的热风烧结提供充分的烧结原料。

实施例2

与实施例1不同的是，如图2所示，还包括第一除尘器和第二除尘器，所述第一除尘器的进气口与所述脱硝管道4的一端连通，所述第一除尘器的出气口与所述第一三通其中一个接口连通，所述第一三通余下的两个接口分别与所述第一风机的进风口和还原气体管道的一端连通连通；所述环冷机16的热废气出口和所述循环管道14分别与第二除尘器的进气口连通，所述第二除尘器的出气口与所述第二三通的其中一个所述接口连通，所述第二三通的其余两个出气口分别与所述第二风机13的进气口和所述助燃气体管道15的一端连通。

所述第一除尘器用以脱除所述第一烧结段烟气中的灰尘，所述第一除尘器可避免所述第一烧结段的烟气中的灰尘损坏所述第一风机3；所述第二除尘器可脱除所述脱硝段烟气以及环冷机16热废气中的灰尘，避免灰尘在所述烧结系统内循坏而损伤所述第二风机13。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气循环脱硝烧结系统，其特征在于，包括烧结机(1)、第一烟气罩(2)、第一风机(3)、脱硝管道(4)和还原气体管道(5)，所述烧结机(1)包括烧结机本体及其设置在烧结机本体尾端的延长段，所述延长段的长度为烧结机本体的长度的10％-25％，所述烧结机本体为所述烧结机(1)的烧结段，所述延长段为所述烧结机(1)的脱硝段，所述烧结机(1)的烧结段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第一风箱(6)，每个所述第一风箱(6)的底部分别具有出口，多个所述第一风箱(6)的出口分别与脱硝管道(4)的一端连通，所述脱硝管道(4)的另一端与所述还原气体管道(5)的一端通过第一三通连通，所述第一三通余下的接口与所述第一风机(3)的进气口连通，所述第一风机(3)的出气口与所述第一烟气罩(2)的进气口连通，所述第一烟气罩(2)罩设在所述烧结机的脱硝段的上方，所述还原气体管道(5)用以向所述脱硝管道(4)内通入还原气体。

2.根据权利要求1所述烟气循环脱硝烧结系统，其特征在于，还包括电除尘器(7)、主抽风机(8)、脱硫脱硝装置(9)、烟囱(10)和尾气管道(11)，所述烧结段沿台车行进方向依次分为第一烧结段和第二烧结段，所述第一烧结段的长度为烧结机本体长度的30％-50％，多个所述第一风箱(6)设置在所述第一烧结段，所述第二烧结段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第二风箱(61)，每个所述第二风箱(61)的下端分别具有开口，多个第二风箱(61)的出口均与所述尾气管道(11)的一端连通，所述尾气管道(11)的另一端与所述电除尘器(7)的进气口连通，所述电除尘器(7)的出气口与所述主抽风机(8)的进气口连通，所述主抽风机(8)的出气口与所述脱硫脱硝装置(9)的进气口连通，所述脱硫脱硝装置(9)的出气口与所述烟囱(10)的进气口连通，所述烟囱(10)的出气口与外部连通。

3.根据权利要求1所述的烟气循环脱硝烧结系统，其特征在于，所述还原气体为氨气。

4.根据权利要求1-3任一项所述的烟气循环脱硝烧结系统，其特征在于，还包括第二烟气罩(12)、第二风机(13)、循环管道(14)和助燃气体管道(15)，所述烧结机的脱硝段在所述台车的下方沿其长度方向依次间隔设有多个第三风箱(62)，多个所述第三风箱(62)的下端分别具有出口，多个所述第三风箱(62)的出口均与循环管道(14)的一端连通，所述循环管道(14)的另一端和所述助燃气体管道(15)的另一端通过第二三通连通，所述第二三通余下的接口与所述第二风机(13)的进气口连通，所述第二风机(13)的出气口与所述第二烟气罩(12)的进气口连通，所述第二烟气罩(12)罩设在所述烧结机烧结段的上方，所述助燃气体管道(15)用以向所述循环管道(14)内通入助燃气体。

5.根据权利要求4所述的烟气循环脱硝烧结系统，其特征在于，还包括环冷机(16)，所述环冷机(16)的热废气出口与所述循环管道(14)连通。

6.根据权利要求4所述的烟气循环脱硝烧结系统，其特征在于，所述助燃气体为空气或氧气。

7.一种基于权利要求2-6任一项所述的烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法，其特征在于，将第一烧结段产生的烟气与还原气体混合并形成脱硝烟气，并使脱硝烟气流入所述脱硝段，使第二烧结段产生的烟气流经电除尘器、脱硫脱硝装置后经过烟囱排出。

8.根据权利要求7所述的烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法，其特征在于，还包括将所述脱硝段产生的烟气与环冷机的热废气以及空气或氧气混合并形成循环气体，并使循环气体流入所述烧结机的烧结段。

9.根据权利要求8所述的烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法，其特征在于，所述脱硝烟气中的还原气体和NOx的体积比为1:0.3-1.2。

10.根据权利要求8所述的烟气循环脱硝烧结系统的烧结方法，其特征在于，所述循环烟气中的氧气的体积浓度为14％-20％。

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