CN110894574A - 一种链篦机、链篦机回转窑氧化球团脱硝系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种链篦机、链篦机回转窑氧化球团脱硝系统及方法，该链篦机脱硝系统包括链篦机，按照工艺走向，所述链篦机依次设有鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段。抽风干燥段和/或预热一段的底部风箱内设有脱硝装置，所述脱硝装置为氧化剂喷射器。本发明提供的技术方案，通过将抽风干燥段和预热一段中的热风在风箱内与氧化剂接触反应；将热风内的NO氧化为NO₂，有利于碱液对氮氧化物的吸收。从而在脱硝工艺过程中，实现NO_X的减排。无需针对NO额外增加脱硝装置。即响应国家的节能减排号召，提高球团生产的生命力和竞争力，又降低生产成本。

Description

一种链篦机、链篦机回转窑氧化球团脱硝系统及方法

技术领域

本发明涉及一种脱硝方法，具体涉及一种链篦机和链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统，属于烧结球团脱硝领域；本发明还提供一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝方法。

背景技术

球团矿是我国高炉炼铁生产的主要含铁炉料，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NO_x排放浓度呈上升趋势；加之我国环保要求的日益严苛，NO_x排放被纳入排放的考核体系，从2015年起，球团生产NO_x(以NO₂计)排放限值300mg/m³，使得这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％。其后更是提出了超低排放的环保要求。

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NO_x因脱除成本高、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NO_x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，NO_x一般排放在100～400mg/m³，如果能从过程出发，利用工况条件实现NO_x的减排，可以省去末端脱硝净化设备或极大减少末端脱硝投入，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生产的生命力和竞争力。

在现有技术上，由于没有系统的研究和可靠的链篦机-回转窑球团生产过程低NO_x生成和控制技术，造成球团厂生产过程NO_x排放不达标成为常态和企业面临的最大挑战之一。为此，企业只能通过降低球团矿产量，从而减少煤气或煤粉喷入量、降低球团矿强度要求，从而降低回转窑温度和采用较低NO_x的原料和燃料等方式来降低NO_x的生成。这些方式不仅在产量和质量上影响了球团矿生产，对原燃料的质量要求也很高，造成成本的增加，而且不能从根本上解决球团低NO_x生产的难题。除此之外，在主抽风机之后增设脱硝装置，如采用选择性催化还原技术(SCR)和非选择性催化还原技术(SNCR)，虽然可以达到低NO_x排放的要求，但由于其投资成本高、设备要求高、能耗大、脱硝成本高及存在二次污染，在球团企业没有得到推广应用，目前国内外球团厂NO_x控制方式主要还是通过过程控制实现。

为了满足链篦机-回转窑球团生产过程NO_x排放要求，响应国家的节能减排号召，提高球团生产的生命力和竞争力，必须从工艺流程本身出发，利用系统自身的特点，实现低NO_x球团生产。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于，通过将抽风干燥段和预热一段中的热风在风箱内与氧化剂接触反应；将热风内的NO氧化为NO₂，有利于碱液对氮氧化物的吸收。从而在脱硝工艺过程中，实现NO_x的减排。无需针对NO额外增加脱硝装置。本发明提供一种链篦机脱硝系统，该链篦机脱硝系统包括链篦机，按照工艺走向，所述链篦机依次设有鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段。抽风干燥段和/或预热一段的底部风箱内设有脱硝装置，所述脱硝装置为氧化剂喷射器。

根据本发明的第一个实施方案，提供一种链篦机脱硝系统

一种链篦机脱硝系统，该链篦机脱硝系统包括链篦机，按照工艺走向，所述链篦机依次设有鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段。抽风干燥段和/或预热一段的底部风箱内设有脱硝装置，所述脱硝装置为氧化剂喷射器。

作为优选，该链篦机脱硝系统还包括氧化剂发生装置，抽风干燥段的底部风箱内设有第一氧化剂喷射器。所述氧化剂发生装置包括：臭氧发生器。所述臭氧发生器的出口通过第一管道与第一氧化剂喷射器连接。

作为优选，该系统还包括氧化剂发生装置，预热一段的底部风箱内设有第二氧化剂喷射器。所述氧化剂发生装置包括：臭氧发生器。所述臭氧发生器的出口通过第二管道与第二氧化剂喷射器连接。

作为优选，第二管道为第一管道分出的支路。

作为优选，氧化剂发生装置还包括催化反应器。臭氧发生器的出口与催化反应器的入口连通，第一管道连接催化反应器的出口和第一氧化剂喷射器。催化反应器内设有臭氧催化剂床层。

作为优选，该链篦机脱硝系统还包括碱液吸收装置。抽风干燥段和/或预热一段的出风口通过第三管道，烟气经过主抽风机后与碱液吸收装置的入口连接。

作为优选，碱液吸收装置的出口通过第四管道与烟囱连接。

作为优选，第三管道上设有除尘系统。

作为优选，抽风干燥段内设有第一NO检测仪，抽风干燥段内设有第一流量检测装置，第一管道上设有第一流量控制阀，第一流量控制阀设置在第一管道分出第二管道位置的下游。

作为优选，预热一段内设有第二NO检测仪，预热一段内设有第二流量检测装置，第二管道上设有第二流量控制阀。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统

一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统，该脱硝系统包括第一个实施方案所述的链篦机脱硝系统，该脱硝系统还包括回转窑、环冷机。所述环冷机包括环冷一段、环冷二段和环冷三段。所述环冷一段的出气口与回转窑的进气口连通。所述回转窑的出气口与预热二段的进气口连通。所述预热二段的出气口与抽风干燥段的进气口连通。所述环冷二段的出气口与预热一段的进气口连通。

根据本发明的第三个实施方案，提供一种链篦机脱硝方法

一种链篦机脱硝方法，该方法包括以下步骤：

1)生球进入链篦机，依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段。

2)在抽风干燥段和/或预热一段的底部喷入氧化剂，抽风干燥段和/或预热一段内热风中的NO和氧化剂进行反应，NO被氧化成NO₂或HNO₃。

3)经过抽风干燥段和/或预热一段的热风从各自出风口经由第三管道排出。

作为优选，该方法还包括：步骤4)臭氧发生器将氧化剂经由第一管道输送至抽风干燥段的底部风箱内的第一氧化剂喷射器，第一氧化剂喷射器将氧化剂喷射在抽风干燥段内。

作为优选，臭氧发生器将氧化剂经由第二管道输送至预热一段的底部风箱内的第二氧化剂喷射器，第二氧化剂喷射器将氧化剂喷射在预热一段内。

作为优选，步骤4)中，臭氧发生器产生的氧化剂经过催化反应器后经由第一管道输送至第一氧化剂喷射器，任选地经由第二管道输送至第二氧化剂喷射器。

作为优选，该方法还包括：步骤5)抽风干燥段和/或预热一段的热风从各自出风口排出，经除尘后由第三管道输送至碱液吸收装置，碱液吸收装置吸收从抽风干燥段和/或预热一段排出热风中的NO₂或HNO₃。

作为优选，经过碱液吸收装置处理的热风经由第四管道通过烟囱排出。

作为优选，第三管道内的热风经过除尘系统除尘后进入碱液吸收装置中。

作为优选，抽风干燥段内的第一NO检测仪检测抽风干燥段内NO的浓度为P_D，mg/m³。抽风干燥段内的第一流量检测装置检测抽风干燥段内的气体流量为Q_D，m³/h。根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第一氧化剂喷射器中氧化剂的流量U_D，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.5-1.0，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9。C₁为第一氧化剂喷射器喷入氧化剂的浓度，mg/m³。第一流量控制阀控制输送至第一氧化剂喷射器的流量为U_D。

作为优选，预热一段内的第二NO检测仪检测预热一段内NO的浓度为P_T，mg/m³。预热一段内的第二流量检测装置检测预热一段内的气体流量为Q_T，m³/h。根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第二氧化剂喷射器中氧化剂的流量U_T，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.5-1.0，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9。C₂为第二氧化剂喷射器喷入氧化剂的浓度，mg/m³。第二流量控制阀控制输送至第二氧化剂喷射器的流量为U_T。

作为优选，该方法还包括：步骤6)环冷一段排出的风输送至回转窑，经过回转窑后排出的热风输送至预热二段，经过预热二段换热后的热风输送至抽风干燥段。经过环冷二段换热后的风输送至预热一段。

作为优选，所述氧化剂为强氧化剂，优选为臭氧、Cl₂、ClO₂、H₂O₂、KMnO₄中的一种或多种。

作为优选，所述催化反应器内设有臭氧催化剂床层，所述臭氧催化剂为比表面积大、疏松多孔、机械强度大、活性好的过渡金属和或过渡金属的氧化物。臭氧催化剂将臭氧和水催化为·OH。

作为优选，臭氧催化剂为MnO₂、Cu/Al₂O₃、Cu/TiO₂；臭氧催化剂将臭氧和水催化为·OH。

作为优选，所述碱液吸收装置内采用的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、氨水中的一种或多种。

在第一个实施方案中，在工艺生产的过程中，NOx主要来自回转窑系统，包括高温火焰产生的NOx(热力型NOx)、燃料燃烧产生的NOx(燃料型NOx)和燃料带入的NOx，这些NOx产物将随着焙烧热风进入预热二段内，由于预热二段与预热一段之间存在间隙或孔，预热二段内的NOx产物将进入到预热一段中，导致预热一段内的气体包含一部分NOx产物。另外，从预热二段内出来的第一类热风，在进入抽风干燥段前通入脱硝装置进行脱硝。但是由于脱硝不彻底的原因，同样导致抽风干燥段内的气体包含有NOx产物。综上所述的原因造成，抽风干燥段和预热一段烟气中NOx的超标。经测试表明，球团生产过程中，由于燃烧不充分的原因，产生的NOx内包含95％以上的NO产物，其余部分主要为NO₂。NO难溶于水，NO₂易溶于水。而在抽风干燥段和预热一段中气体温度处于100℃-200℃之间。本发明所提供的技术方案是在抽风干燥段和/或预热一段的底部风箱内设有脱硝装置的风箱内设置脱硝装置，脱硝装置具体为氧化剂喷射装置。在氧化剂的作用下，抽风干燥段和/或预热一段内的NO与氧化剂反应生成NO₂。有利于对氮氧化物的吸收。从而在脱硝工艺过程中，实现NO_x的减排。

在第一个实施方案中，该链篦机脱硝系统还包括氧化剂发生装置，抽风干燥段底部风箱内的第一氧化剂喷射器与氧化剂发生装置的氧化剂出口连通。氧化剂发生装置具体包括臭氧发生器。臭氧发生器产生的臭氧通过第一管道与第一氧化剂喷射器连接。

在第一个实施方案中，该链篦机的预热一段底部风箱的第二氧化剂喷射器与臭氧发生器的氧化剂出口连通。臭氧发生器产生的臭氧通过第二管道与第一氧化剂喷射器连接。第二管道具体为第一管道分出的支路。

需要说明的是，臭氧可与NO反应生成NO₂。反应方程式如下：

NO+O₃→NO₂+O₂

臭氧将NO转化为NO₂，有利于对氮氧化物的吸收。

在第一个实施方案中，在臭氧发生器中生成的臭氧先通入催化反应器，在催化剂的作用下，臭氧和水降解为·OH(自由基)，·OH(自由基)的氧化性比臭氧强。·OH(自由基)雾化后再与NO反应。催化反应器内的臭氧催化剂床层能有效的促进催化剂对臭氧的催化。

臭氧和水在催化剂的作用下，降解的反应方程式为：

H₂O+O₃→·OH

·OH(自由基)与NO反应方程式为：

NO+·OH→NO₂

NO+·OH→HNO₃

NO₂+·OH→HNO₃。

在本发明中，氧化剂喷射器包括第一氧化剂喷射器。

在本发明中，氧化剂喷射器包括第二氧化剂喷射器。

在本发明中，抽风干燥段内的NO在与氧化剂(臭氧或·OH)充分反应后，接入碱液吸收装置中，对NO₂和HNO₃进行回收。由于NO₂与自由基进一步反映生成硝酸。在碱液吸收装置中发生酸碱中和反应，NO₂和HNO₃被吸收。

在第一个实施方案中，通过碱液吸收装置吸收后的废气通过烟囱向大气排放，降低废气对周边环境的影响。

在第一个实施方案中，首先对烟气通入除尘系统进行除尘。除尘后的气体再通过脱硝处理，降低环境污染。

在第一个实施方案中，在抽风干燥段内，通过第一NO检测仪、第一流量检测装置和第一流量控制阀，能够实时监控NO的量，从而更好地控制氧化剂的喷入。从而能够准确的控制抽风干燥段内NO与氧化剂的反应，按需供应氧化剂，节约氧化剂的成本。

在第一个实施方案中，在预热一段内，通过第二NO检测仪、第二流量检测装置和第二流量控制阀，能够实时监控NO的量，从而更好地控制氧化剂的喷入。从而能够准确的控制预热一段内NO与氧化剂的反应，按需供应氧化剂，节约氧化剂的成本。

在第二个实施方案中，环冷一段排出的热风通入回转窑，保持回转窑内的空气流通和减少燃烧能源的损耗。回转窑内的焙烧热风进入预热二段，对预热二段内的矿料进行高温预热。由于回转窑内属于高温环境，空气中的氮气会与氧气反应生成NOx产物。NOx产物随着焙烧热风的流通进入预热二段，因此预热二段内的气体包含大量NOx产物。预热二段内排出的第一类热风进入到抽风干燥段内，对矿料进行深度干燥。接着，矿料进入环冷二段，环冷二段排出的换热后的第二类热风，通过管道进入预热一段，对预热一段内的矿料进行初步预热。最后矿料进入环冷三段冷却，环冷三段产生的低温热风进入鼓风干燥段，对矿料进行初步干燥。在工艺生产的过程中，NOx主要来自回转窑系统，包括高温火焰产生的NOx(热力型NOx)、燃料燃烧产生的NOx(燃料型NOx)和燃料带入的NOx，这些NOx产物将随着焙烧热风进入预热二段内，由于预热二段与预热一段之间存在间隙或孔，预热二段内的NOx产物将进入到预热一段中，导致预热一段内的气体包含一部分NOx产物。另外，从预热二段内出来的第一类热风，在进入抽风干燥段前通入脱硝装置进行脱硝。但是由于脱硝不彻底的原因，同样导致抽风干燥段内的气体包含有NOx产物。综上所述的原因造成，抽风干燥段和预热一段烟气中NOx的超标。经测试表明，球团生产过程中，由于燃烧不充分的原因，产生的NOx内包含95％以上的NO产物，其余部分主要为NO₂。而在抽风干燥段和预热一段中气体温度处于100℃-200℃之间。本发明所提供的技术方案是在抽风干燥段的风箱内设置第一氧化剂喷射器，在预热一段的风箱内设置第二氧化剂喷射器。第一氧化剂喷射器和第二氧化剂喷射器与氧化剂发生器装置连通。使得抽风干燥段和预热一段内的NO与氧化剂反应生成NO₂。然后再通入碱液回收器中，对氮氧化物进行回收。

现有技术中，针对烧结烟气或球团烟气的脱硝问题，采用的都是将烟气与还原剂反应，利用还原剂将NO直接还原成N₂。但是采用该工艺，要求烟气温度较高。本发明提出的技术方案用于处理链篦机产生烟气中的氮氧化物，链篦机产生的烟气中，含NO最高的是抽风干燥段和预热一段。由于抽风干燥段的热风来源于预热二段，而预热二段内的气流来源于回转窑，回转窑中由于燃料的燃烧，产生大量的热力型和燃料型NO。(环冷过程不产生NOx)另外由于预热二段和预热一段之间的串风问题，导致预热一段废气中含有较高的NOx。因此，链篦机风箱烟气中高NO的位置主要集中在抽风干燥段和预热一段。本发明提出的技术方案就是处理经过抽风干燥段和预热一段热风中的NO。由于NO难溶于水，链篦机的抽风干燥段和预热一段物料温度较低，水分含量大，不能达到将NO直接还原成氮气的条件，而现有技术中将链篦机排出的气体直接排放，排出气体中NO的含量较高，不能达到排放标准。

在第三个实施方案中，将链篦机抽风干燥段和/或预热一段中的热风与氧化剂进行反应，氧化剂将该热风中的NO氧化成NO₂。NO₂易溶于水，可以采用碱液吸收处理。此外，由于抽风干燥段和预热一段内水分含量大，NO₂进一步与水进行反应生成亚硝酸，亚硝酸再与氧化剂进行反应合成硝酸。由于抽风干燥段和预热一段内具有100-200℃的温度，适合NO氧化成NO₂的反应，同时，该温度下，合成的NO₂、亚硝酸和硝酸均为气态，跟随抽风干燥段和预热一段中的热风一起成气态排出。排出的NO₂、亚硝酸和硝酸均能被碱液吸收，克服了NO不溶于水、难以处理的问题。因此，本发明利用抽风干燥段和预热一段内具有100-200℃的温度环境，通过在抽风干燥段和预热一段内喷入氧化剂，将抽风干燥段和预热一段内的NO氧化成NO₂，然后再利用碱液吸收NO₂，从而高效除去了链篦机生产过程烟气中的NO。

通过实验分析和工程应用，发现采用臭氧作为氧化剂，臭氧在100-200℃的温度下与NO反应速度快，反应率高，因此，在抽风干燥段和/或预热一段内喷入臭氧，能高效的除去链篦机产生烟气中的NO。本发明采用其他氧化剂也可行，氧化剂的目的是将NO氧化成NO₂。优选为可以在100-200℃的温度内将NO氧化成NO₂的氧化剂即可用于本发明。

本申请在抽风干燥段和/或预热一段内喷入氧化剂(优选为臭氧)，具有以下效果：一、将抽风干燥段和/或预热一段内烟气中不溶于水的NO氧化成NO₂(或进一步反应得到的亚硝酸或硝酸)，NO₂(或进一步反应得到的亚硝酸或硝酸)易溶于水，可以采用碱液充分吸收；二、充分利用了抽风干燥段和预热一段内具有100-200℃的温度，适合氧化剂氧化NO，不需要对该部分烟气进行升温或降温处理；三、本发明可以根据抽风干燥段和预热一段内NO的含量，合理喷入氧化剂的量，高效除去抽风干燥段和预热一段内烟气中的NO。

作为优选方案，本发明增设催化反应器，催化反应器将臭氧和水催化成·OH，·OH为高活性自由基，能够更高的与NO进行反应，反应活性更高，大大提高了NO₂的反应效率和反应率，进一步保证了抽风干燥段和预热一段内烟气中的NO的脱除。

作为优选方案，采用碱液吸收装置处理从抽风干燥段和/或预热一段内排出的热风，利用碱液吸收排出热风中的NO₂、亚硝酸或硝酸。采用碱液比采用水，对NO₂、亚硝酸或硝酸的吸收更加彻底，脱除效果更好。

需要说明的是，碱液可采用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、氨水中的一种或多种。碱液中的氢氧根离子与NO₂溶于水后产生的酸根离子结合，发生酸碱中和反应，从而吸收热风中的氮氧化物。

需要说明的是，环冷一段排出的热风通入回转窑，保持回转窑内的空气流通和减少燃烧能源的损耗。回转窑内的焙烧热风进入预热二段，对预热二段内的矿料进行高温预热。由于回转窑内属于高温环境，空气中的氮气会与氧气反应生成NOx产物。NOx产物随着焙烧热风的流通进入预热二段，因此预热二段内的气体包含大量NOx产物。预热二段内排出的第一类热风进入到抽风干燥段内，对矿料进行深度干燥。接着，矿料进入环冷二段，环冷二段排出的换热后的第二类热风，通过管道进入预热一段，对预热一段内的矿料进行初步预热。最后矿料进入环冷三段冷却，环冷三段产生的低温热风进入鼓风干燥段，对矿料进行初步干燥。在工艺生产的过程中，NOx主要来自回转窑系统，包括高温火焰产生的NOx(热力型NOx)、燃料燃烧产生的NOx(燃料型NOx)和燃料带入的NOx，这些NOx产物将随着焙烧热风进入预热二段内，由于预热二段与预热一段之间存在间隙或孔，预热二段内的NOx产物将进入到预热一段中，导致预热一段内的气体包含一部分NOx产物。另外，从预热二段内出来的第一类热风，在进入抽风干燥段前通入脱硝装置进行脱硝。但是由于脱硝不彻底的原因，同样导致抽风干燥段内的气体包含有NOx产物。综上所述的原因造成，抽风干燥段和预热一段烟气中NOx的超标。经测试表明，球团生产过程中，由于燃烧不充分的原因，产生的NOx内包含95％以上的NO产物，其余部分主要为NO₂。而在抽风干燥段和预热一段中气体温度处于100℃-200℃之间。

在第三个实施方案中，氧化剂为气体氧化剂或液体氧化剂。氧化剂优选先雾化后，再与第一类热风或第二类热风接触，能使氧化剂与NO气体充分的接触，有利于氧化剂对NO的氧化。

在第三个实施方案中，通过控制L1管道上的总阀，控制进入第一氧化剂喷射器和第二氧化剂喷射器的氧化剂的总量。通过第一流量控制阀控制进入抽风干燥段的氧化剂的量，通过第二流量控制阀控制进入预热一段的氧化剂的量。

在第三个实施方案中，抽风干燥段和预热一段上均设有NO检测仪。NO检测仪用于感应抽风干燥段和预热一段内NO的浓度。

在第三个实施方案中，第一氧化剂喷射器和第二氧化剂喷射器的氧化剂喷口上均设有雾化喷嘴。其能够使氧化剂雾化后喷出。从而让氧化剂更充分的与NO气体接触反应。

在本发明中，链篦机的长度为10-100米，优选为20-90米，优选是30-80米，更优选40-70米。

在本发明中，氧化剂喷射器的长度占抽风干燥段的长度为10-100％，优选为20-99％，更优选为30-98％。

在本发明中，氧化剂喷射器的长度占预热一段的长度为10-100％，优选为20-99％，更优选为30-98％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明方案，结合实际生产过程中，抽风干燥段和预热一段内气温温度高的特性，创新性的在抽风干燥段和预热一段风箱内加入氧化剂，使得抽风干燥段和预热一段的NO被氧化成NO₂，从而非常容易的被碱液吸收。为已经投产的企业提供改造的方法，投入小。又能使排放达到国家要求的标准。

附图说明

图1为本发明链篦机-回转窑氧化球团脱硝工艺流程图；

图2为现有技术链篦机-回转窑氧化球团脱硝工艺流程图；

图3为本发明臭氧作为氧化剂的反应原理图；

图4为本发明·OH(自由基)作为氧化剂的反应原理图。

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：氧化剂喷射器；201：第一氧化剂喷射器；202：第二氧化剂喷射器；3：氧化剂发生装置；301：臭氧发生器；302：催化反应器；4：除尘系统；5：烟囱；6：碱液吸收装置；701：第一NO检测仪；702：第二NO检测仪；801：第一流量检测装置；802：第二流量检测装置；901：第一流量控制阀；902：第二流量控制阀；10：回转窑；11：环冷机；C1：环冷一段；C2：环冷二段；C3：环冷三段；

L1：第一管道；L2：第二管道；L3：第三管道；L4：第四管道。

具体实施方式

根据本发明的第一个实施方案，提供一种链篦机脱硝系统

一种链篦机脱硝系统，该链篦机脱硝系统包括链篦机1，按照工艺走向，所述链篦机1依次设有鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH和预热二段PH；抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH的底部风箱内设有脱硝装置，所述脱硝装置为氧化剂喷射器2。

作为优选，该链篦机脱硝系统还包括氧化剂发生装置3，抽风干燥段DDD的底部风箱内设有第一氧化剂喷射器201；所述氧化剂发生装置3包括：臭氧发生器301；所述臭氧发生器301的出口通过第一管道L1与第一氧化剂喷射器201连接。

作为优选，该系统还包括氧化剂发生装置3，预热一段TPH的底部风箱内设有第二氧化剂喷射器202；所述氧化剂发生装置3包括：臭氧发生器301；所述臭氧发生器301的出口通过第二管道L2与第二氧化剂喷射器202连接。

作为优选，第二管道L2为第一管道L1分出的支路。

作为优选，氧化剂发生装置3还包括催化反应器302；臭氧发生器301的出口与催化反应器302的入口连通，第一管道L1连接催化反应器302的出口和第一氧化剂喷射器201；催化反应器302内设有臭氧催化剂床层。

作为优选，该链篦机脱硝系统还包括碱液吸收装置6；抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH的出风口经除尘后通过第三管道L3与碱液吸收装置6的入口连接。(该链篦机脱硝系统还包括碱液吸收装置6；抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH的出风口通过第三管道L3，在第三管道L3上设有除尘系统4，烟气经过主抽风机后与碱液吸收装置6的入口连接；作为优选，碱液吸收装置6的出口通过第四管道L4与烟囱5连接。)

作为优选，碱液吸收装置6的出口通过第四管道L4与烟囱5连接。

作为优选，第三管道L3上设有除尘系统4。

作为优选，抽风干燥段DDD内设有第一NO检测仪701，抽风干燥段DDD内设有第一流量检测装置801，第一管道L1上设有第一流量控制阀901，第一流量控制阀901设置在第一管道L1分出第二管道L2位置的下游。

作为优选，预热一段TPH内设有第二NO检测仪702，预热一段TPH内设有第二流量检测装置802，第二管道L2上设有第二流量控制阀902。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统

一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统，该脱硝系统包括第一个实施方案所述的链篦机脱硝系统，该脱硝系统还包括回转窑10、环冷机11；所述环冷机11包括环冷一段C1、环冷二段C2和环冷三段C3；所述环冷一段C1的出气口与回转窑10的进气口连通；所述回转窑10的出气口与预热二段PH的进气口连通；所述预热二段PH的出气口与抽风干燥段DDD的进气口连通；所述环冷二段C2的出气口与预热一段TPH的进气口连通。

根据本发明的第三个实施方案，提供一种链篦机脱硝方法

一种链篦机脱硝方法，该方法包括以下步骤：

1)生球进入链篦机1，依次经过鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH和预热二段PH；

2)在抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH的底部喷入氧化剂，抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH内热风中的NO和氧化剂进行反应，NO被氧化成NO₂或HNO₃；

3)经过抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH的热风从各自出风口经由第三管道L3排出。

作为优选，该方法还包括：步骤4)臭氧发生器301将氧化剂经由第一管道L1输送至抽风干燥段DDD的底部风箱内的第一氧化剂喷射器201，第一氧化剂喷射器201将氧化剂喷射在抽风干燥段DDD内。

作为优选，臭氧发生器301将氧化剂经由第二管道L2输送至预热一段TPH的底部风箱内的第二氧化剂喷射器202，第二氧化剂喷射器202将氧化剂喷射在预热一段TPH内。

作为优选，步骤4)中，臭氧发生器301产生的氧化剂经过催化反应器302后经由第一管道L1输送至第一氧化剂喷射器201，任选地经由第二管道L2输送至第二氧化剂喷射器202。

作为优选，该方法还包括：步骤5)抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH的热风从各自出风口排出，经由第三管道L3输送至碱液吸收装置6，碱液吸收装置6吸收从抽风干燥段DDD和/或预热一段TPH排出热风中的NO₂或HNO₃。

作为优选，经过碱液吸收装置6处理的热风经由第四管道L4通过烟囱5排出。

作为优选，第三管道L3内的热风经过除尘系统4除尘后进入碱液吸收装置6中。

作为优选，抽风干燥段DDD内的第一NO检测仪701检测抽风干燥段DDD内NO的浓度为P_D，mg/m³；抽风干燥段DDD内的第一流量检测装置801检测抽风干燥段DDD内的气体流量为Q_D，m³/h；根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第一氧化剂喷射器201中氧化剂的流量U_D，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.5-1.0，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9；C₁为第一氧化剂喷射器201喷入氧化剂的浓度，mg/m³；第一流量控制阀901控制输送至第一氧化剂喷射器201的流量为U_D。

作为优选，预热一段TPH内的第二NO检测仪702检测预热一段TPH内NO的浓度为P_T，mg/m³；预热一段TPH内的第二流量检测装置802检测预热一段TPH内的气体流量为Q_T，m³/h；根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第二氧化剂喷射器202中氧化剂的流量U_T，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.5-1.0，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9；C₂为第二氧化剂喷射器202喷入氧化剂的浓度，mg/m³；第二流量控制阀902控制输送至第二氧化剂喷射器202的流量为U_T。

作为优选，该方法还包括：

步骤6)环冷一段C1排出的风输送至回转窑10，经过回转窑10后排出的热风输送至预热二段PH，经过预热二段PH换热后的热风输送至抽风干燥段DDD；经过环冷二段C2换热后的风输送至预热一段TPH。

作为优选，所述氧化剂为强氧化剂，优选为臭氧、Cl₂、ClO₂、H₂O₂、KMnO₄中的一种或多种。

作为优选，所述催化反应器302内设有臭氧催化剂床层，所述臭氧催化剂为比表面积大、疏松多孔、机械强度大、活性好的过渡金属和或过渡金属的氧化物；臭氧催化剂将臭氧和水催化为·OH。

作为优选，所述臭氧催化剂为MnO₂、Cu/Al₂O₃、Cu/TiO₂。

作为优选，所述碱液吸收装置4内采用的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、氨水中的一种或多种。

实施例1

一种链篦机脱硝系统，该链篦机脱硝系统包括链篦机1，按照工艺走向，所述链篦机1依次设有鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH和预热二段PH；抽风干燥段DDD和预热一段TPH的底部风箱内设有脱硝装置，所述脱硝装置为氧化剂喷射器2。

实施例2

重复实施例1，只是该链篦机脱硝系统还包括氧化剂发生装置3，抽风干燥段DDD的底部风箱内设有第一氧化剂喷射器201；所述氧化剂发生装置3包括：臭氧发生器301；所述臭氧发生器301的出口通过第一管道L1与第一氧化剂喷射器201连接。

实施例3

重复实施例2，只是该系统还包括氧化剂发生装置3，预热一段TPH的底部风箱内设有第二氧化剂喷射器202；所述氧化剂发生装置3包括：臭氧发生器301；所述臭氧发生器301的出口通过第二管道L2与第二氧化剂喷射器202连接。

实施例4

重复实施例3，只是第二管道L2为第一管道L1分出的支路。

实施例5

重复实施例4，只是氧化剂发生装置3还包括催化反应器302；臭氧发生器301的出口与催化反应器302的入口连通，第一管道L1连接催化反应器302的出口和第一氧化剂喷射器201；催化反应器302内设有臭氧催化剂床层。

实施例6

重复实施例5，只是该链篦机脱硝系统还包括碱液吸收装置6；抽风干燥段DDD和预热一段TPH的出风口通过第三管道L3与碱液吸收装置6的入口连接。

实施例7

重复实施例6，只是碱液吸收装置6的出口通过第四管道L4与烟囱5连接。

实施例8

重复实施例7，只是第三管道L3上设有除尘系统4。

实施例9

重复实施例8，只是抽风干燥段DDD内设有第一NO检测仪701，抽风干燥段DDD内设有第一流量检测装置801，第一管道L1上设有第一流量控制阀901，第一流量控制阀901设置在第一管道L1分出第二管道L2位置的下游。

实施例10

重复实施例9，只是预热一段TPH内设有第二NO检测仪702，预热一段TPH内设有第二流量检测装置802，第二管道L2上设有第二流量控制阀902。

实施例11

一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统，该脱硝系统包括第一个实施方案所述的链篦机脱硝系统，该脱硝系统还包括回转窑10、环冷机11；所述环冷机11包括环冷一段C1、环冷二段C2和环冷三段C3；所述环冷一段C1的出气口与回转窑10的进气口连通；所述回转窑10的出气口与预热二段PH的进气口连通；所述预热二段PH的出气口与抽风干燥段DDD的进气口连通；所述环冷二段C2的出气口与预热一段TPH的进气口连通。

实施例12

一种链篦机脱硝方法，该方法包括以下步骤：

1)生球团进入链篦机1，依次经过鼓风干燥段UDD、抽风干燥段DDD、预热一段TPH和预热二段PH；

2)在抽风干燥段DDD和预热一段TPH的底部喷入氧化剂，抽风干燥段DDD和预热一段TPH内热风中的NO和氧化剂进行反应，NO被氧化成NO₂或HNO₃；

3)经过抽风干燥段DDD和预热一段TPH的热风从各自出风口经由第三管道L3排出。

实施例13

重复实施例12，只是该方法还包括：步骤4)臭氧发生器301将氧化剂经由第一管道L1输送至抽风干燥段DDD的底部风箱内的第一氧化剂喷射器201，第一氧化剂喷射器201将氧化剂喷射在抽风干燥段DDD内。

实施例14

重复实施例13，只是臭氧发生器301将氧化剂经由第二管道L2输送至预热一段TPH的底部风箱内的第二氧化剂喷射器202，第二氧化剂喷射器202将氧化剂喷射在预热一段TPH内。

实施例15

重复实施例14，只是步骤4)中，臭氧发生器301产生的氧化剂经过催化反应器302后经由第一管道L1输送至第一氧化剂喷射器201，任选地经由第二管道L2输送至第二氧化剂喷射器202。

实施例16

重复实施例15，只是该方法还包括：步骤5)抽风干燥段DDD和预热一段TPH的热风从各自出风口排出，经由第三管道L3输送至碱液吸收装置6，碱液吸收装置6吸收从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出热风中的NO₂或HNO₃。

实施例17

重复实施例16，只是经过碱液吸收装置6处理的热风经由第四管道L4通过烟囱5排出。

实施例18

重复实施例17，只是第三管道L3内的热风经过除尘系统4除尘后进入碱液吸收装置中。

实施例19

重复实施例18，只是抽风干燥段DDD内的第一NO检测仪701检测抽风干燥段DDD内NO的浓度为P_D，mg/m³；抽风干燥段DDD内的第一流量检测装置801检测抽风干燥段DDD内的气体流量为Q_D，m³/h；根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第一氧化剂喷射器201中氧化剂的流量U_D，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.8；C₁为第一氧化剂喷射器201喷入氧化剂的浓度，mg/m³；根据实际喷入氧化剂的浓度确定。第一流量控制阀901控制输送至第一氧化剂喷射器201的流量为U_D。

实施例20

重复实施例19，只是预热一段TPH内的第二NO检测仪702检测预热一段TPH内NO的浓度为P_T，mg/m³；预热一段TPH内的第二流量检测装置802检测预热一段TPH内的气体流量为Q_T，m³/h；根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第二氧化剂喷射器202中氧化剂的流量U_T，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.8；C₂为第二氧化剂喷射器202喷入氧化剂的浓度，mg/m³；根据实际喷入氧化剂的浓度确定。第二流量控制阀902控制输送至第二氧化剂喷射器202的流量为U_T。

实施例21

重复实施例20，只是该方法还包括：

步骤6)环冷一段C1排出的风输送至回转窑10，经过回转窑10后排出的热风输送至预热二段PH，经过预热二段PH换热后的热风输送至抽风干燥段DDD；经过环冷二段C2换热后的风输送至预热一段TPH。

实施例22

重复实施例21，只是所述氧化剂为强氧化剂，优选为臭氧。

实施例23

重复实施例22，只是所述催化反应器302内设有臭氧催化剂床层，所述臭氧催化剂为MnO₂；臭氧催化剂将臭氧和水催化为·OH。

实施例24

重复实施例23，只是所述臭氧催化剂为Cu/Al₂O₃。

实施例25

重复实施例23，只是所述碱液吸收装置6内采用的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、氨水中的一种或多种。

采用本发明提供的技术方案，在抽风干燥段DDD和预热一段TPH内喷入臭氧，然后采用碱液处理系统从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的热风，抽风干燥段DDD内的第一NO检测仪701检测抽风干燥段DDD内NO的浓度为P_D，预热一段TPH内的第二NO检测仪702检测预热一段TPH内NO的浓度为P_T，检测经过碱液处理系统处理后排出气体中NO的含量P，结果如下：

采用本发明提供的技术方案，将臭氧经过催化反应器后，催化成自由基·OH，然后再喷入抽风干燥段DDD和预热一段TPH内，然后采用碱液处理系统从抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的热风，抽风干燥段DDD内的第一NO检测仪701检测抽风干燥段DDD内NO的浓度为P_D，预热一段TPH内的第二NO检测仪702检测预热一段TPH内NO的浓度为P_T，检测经过碱液处理系统处理后排出气体中NO的含量P，结果如下；

Claims (12)

1.一种链篦机脱硝系统，其特征在于，该链篦机脱硝系统包括链篦机(1)，按照工艺走向，所述链篦机(1)依次设有鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)和预热二段(PH)；抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)的底部风箱内设有脱硝装置，所述脱硝装置为氧化剂喷射器(2)。

2.根据权利要求1所述的链篦机脱硝系统，其特征在于：该链篦机脱硝系统还包括氧化剂发生装置(3)，抽风干燥段(DDD)的底部风箱内设有第一氧化剂喷射器(201)；所述氧化剂发生装置(3)包括：臭氧发生器(301)；所述臭氧发生器(301)的出口通过第一管道(L1)与第一氧化剂喷射器(201)连接；和/或

该系统还包括氧化剂发生装置(3)，预热一段(TPH)的底部风箱内设有第二氧化剂喷射器(202)；所述氧化剂发生装置(3)包括：臭氧发生器(301)；所述臭氧发生器(301)的出口通过第二管道(L2)与第二氧化剂喷射器(202)连接；作为优选，第二管道(L2)为第一管道(L1)分出的支路。

3.根据权利要求2所述的链篦机脱硝系统，其特征在于：氧化剂发生装置(3)还包括催化反应器(302)；臭氧发生器(301)的出口与催化反应器(302)的入口连通，第一管道(L1)连接催化反应器(302)的出口和第一氧化剂喷射器(201)；催化反应器(302)内设有臭氧催化剂床层。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的链篦机脱硝系统，其特征在于：该链篦机脱硝系统还包括碱液吸收装置(6)；抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)的出风口通过第三管道(L3)，在第三管道(L3)上设有除尘系统(4)，烟气经过主抽风机后与碱液吸收装置(6)的入口连接；作为优选，碱液吸收装置(6)的出口通过第四管道(L4)与烟囱(5)连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的链篦机脱硝系统，其特征在于：抽风干燥段(DDD)内设有第一NO检测仪(701)，抽风干燥段(DDD)内设有第一流量检测装置(801)，第一管道(L1)上设有第一流量控制阀(901)，第一流量控制阀(901)设置在第一管道(L1)分出第二管道(L2)位置的下游；和/或

预热一段(TPH)内设有第二NO检测仪(702)，预热一段(TPH)内设有第二流量检测装置(802)，第二管道(L2)上设有第二流量控制阀(902)。

6.一种链篦机-回转窑氧化球团脱硝系统，该脱硝系统包括权利要求1-5中任一项所述的链篦机脱硝系统，其特征在于：该脱硝系统还包括回转窑(10)、环冷机(11)；所述环冷机(11)包括环冷一段(C1)、环冷二段(C2)和环冷三段(C3)；所述环冷一段(C1)的出气口与回转窑(10)的进气口连通；所述回转窑(10)的出气口与预热二段(PH)的进气口连通；所述预热二段(PH)的出气口与抽风干燥段(DDD)的进气口连通；所述环冷二段(C2)的出气口与预热一段(TPH)的进气口连通。

7.一种链篦机脱硝方法，该方法包括以下步骤：

1)生球进入链篦机(1)，依次经过鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)和预热二段(PH)；

2)在抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)的底部喷入氧化剂，抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)内热风中的NO和氧化剂进行反应，NO被氧化成NO₂或HNO₃；

3)经过抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)的热风从各自出风口经由第三管道(L3)排出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：该方法还包括：步骤4)臭氧发生器(301)将氧化剂经由第一管道(L1)输送至抽风干燥段(DDD)的底部风箱内的第一氧化剂喷射器(201)，第一氧化剂喷射器(201)将氧化剂喷射在抽风干燥段(DDD)内；和/或

臭氧发生器(301)将氧化剂经由第二管道(L2)输送至预热一段(TPH)的底部风箱内的第二氧化剂喷射器(202)，第二氧化剂喷射器(202)将氧化剂喷射在预热一段(TPH)内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤4)中，臭氧发生器(301)产生的氧化剂经过催化反应器(302)后经由第一管道(L1)输送至第一氧化剂喷射器(201)，任选地经由第二管道(L2)输送至第二氧化剂喷射器(202)；和/或

该方法还包括：步骤5)抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)的热风从各自出风口排出，经除尘后由第三管道(L3)输送至碱液吸收装置(6)，碱液吸收装置(6)吸收从抽风干燥段(DDD)和/或预热一段(TPH)排出热风中的NO₂或HNO₃；作为优选，经过碱液吸收装置(6)处理的热风经由第四管道(L4)通过烟囱(5)排出。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于：抽风干燥段(DDD)内的第一NO检测仪(701)检测抽风干燥段(DDD)内NO的浓度为P_D，mg/m³；抽风干燥段(DDD)内的第一流量检测装置(801)检测抽风干燥段(DDD)内的气体流量为Q_D，m³/h；根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第一氧化剂喷射器(201)中氧化剂的流量U_D，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.5-1.0，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9；C₁为第一氧化剂喷射器(201)喷入氧化剂的浓度，mg/m³；第一流量控制阀(901)控制输送至第一氧化剂喷射器(201)的流量为U_D；和/或

预热一段(TPH)内的第二NO检测仪(702)检测预热一段(TPH)内NO的浓度为P_T，mg/m³；预热一段(TPH)内的第二流量检测装置(802)检测预热一段(TPH)内的气体流量为Q_T，m³/h；根据NO与氧化剂反应的机理，计算输送至第二氧化剂喷射器(202)中氧化剂的流量U_T，m³/h：

其中：k为NO与氧化剂的反应系数，取值为0.5-1.0，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9；C₂为第二氧化剂喷射器(202)喷入氧化剂的浓度，mg/m³；第二流量控制阀(902)控制输送至第二氧化剂喷射器(202)的流量为U_T。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的方法，其特征在于：该方法还包括：

步骤6)环冷一段(C1)排出的风输送至回转窑(10)，经过回转窑(10)后排出的热风输送至预热二段(PH)，经过预热二段(PH)换热后的热风输送至抽风干燥段(DDD)；经过环冷二段(C2)换热后的风输送至预热一段(TPH)。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的方法，其特征在于：所述氧化剂为强氧化剂，优选为臭氧、Cl₂、ClO₂、H₂O₂、KMnO₄中的一种或多种；和/或

所述催化反应器(302)内设有臭氧催化剂床层，所述臭氧催化剂为比表面积大、疏松多孔、机械强度大、活性好的过渡金属和/或过渡金属的氧化物；优选为MnO₂、Cu/Al₂O₃、Cu/TiO₂；臭氧催化剂将臭氧和水催化为·OH；和/或

所述碱液吸收装置(6)内采用的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、氨水中的一种或多种。

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