CN111678350A - 一种烧结烟气冷却烧结矿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结烟气冷却烧结矿系统,烧结烟气收集与鼓风装置中的第一热风管道的一端连接烧结机组,用于收集烧结机组产生的高温烧结烟气或低温烧结烟气;第二热风管道的一端连接烧结机组,用于收集烧结机组产生的低温烧结烟气;环冷机装置包括第一冷却区和第二冷却区;第一热风管道的另一端连接第一冷却区,第二热风管道的另一端连接第二冷却区;第一冷却区连接热量回收装置的气相入口;热量回收装置的连接除尘装置,第二冷却区连接在热量回收装置与除尘装置之间;除尘装置连接废气净化装置。上述装置能够有效解决环冷机低温冷却废气无法处理导致的无组织排放的问题,兼具环保和经济双重效益。
Description
技术领域
本申请涉及烧结工艺技术领域,尤其涉及一种烧结烟气冷却烧结矿系统。
背景技术
随着钢铁行业的发展,生产过程中的环保问题越来越受到行业内的重视,国家对钢铁企业污染物排放的标准越来越严格,特别是烧结生产领域是环保治理的重点工序,执行超低排放标准:要求所排放烧结烟气中的颗粒物、SO2和NOx含量分别达到10mg/Nm3、35mg/Nm3和50mg/Nm3以下。国内不少钢铁企业烧结生产已能够达到超低排放标准的要求。随着环保问题治理的不断深入,烧结环冷机的烟气无组织排放问题也逐渐被纳入人们的视野。
烧结环冷机的作用是将烧结机烧成的热烧结矿(700~900℃)通过鼓风冷却的方式使烧结矿冷却下来(低于120℃),以便于皮带运输给高炉使用。与烧结矿进行热交换后的冷却风即为环冷机冷却废气,冷却废气中含有粉尘等颗粒物以及有害物质,同时还带走大量显热。统计表明烧结生产中约50%的热能由烧结烟气和环冷机冷却废气带走,其中环冷机处的冷却废气的显热占热能的30%左右。按照环冷机冷却废气温度从高到低进行划分,烧结环冷机一般可分为5个冷却段。就目前大多数的工艺来说,主要取温度较高的冷却段废气进行余热回收利用以及废气处理;但对于温度较低的冷却段废气无法进行有效处理,通常选择直接外排,造成大量环冷机冷却废气无组织排放,其中的有害物质造成了一定的环境污染。因此,如何对环冷机整体的冷却废气,尤其是低温冷却废气进行有效的处理,以满足日益严格的环保要求,是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种烧结烟气冷却烧结矿系统,以解决或者部分解决现有技术中没有整体解决环冷机冷却废气,尤其是低温冷却废气中的有害物质处理的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种烧结烟气冷却烧结矿系统,包括:烧结烟气收集与鼓风装置、环冷机装置、热量回收装置、除尘装置、废气净化装置;
烧结烟气收集与鼓风装置包括第一热风管道和第二热风管道,第一热风管道的一端连接烧结机组,用于收集烧结机组产生的高温烧结烟气或低温烧结烟气;第二热风管道的一端连接烧结机组,用于收集烧结机组产生的低温烧结烟气;其中,高温烧结烟气的温度在200℃以上,低温烧结烟气的温度在70℃以下;
环冷机装置包括第一冷却区和第二冷却区;第一热风管道的另一端连接第一冷却区,第二热风管道的另一端连接第二冷却区;第一冷却区的气相出口连接热量回收装置的气相入口;热量回收装置的气相出口连接除尘装置的入口,第二冷却区的气相出口连接在热量回收装置的气相出口与除尘装置的入口之间;除尘装置的出口连接废气净化装置;
其中,低温烧结烟气和/或高温烧结烟气用于冷却环冷机装置中的烧结矿,并在第一冷却区中形成高温冷却废气,在第二冷却区中形成低温冷却废气;高温冷却废气经热量回收装置回收余热后,再与低温冷却废气混合,混合后的冷却废气在经过除尘装置除尘后,进入废气净化装置中进行净化。
可选的,第一冷却区包括环冷机的第一冷却段和第二冷却段;第二冷却区包括环冷机的第三冷却段、第四冷却段和第五冷却段。
进一步的,第一冷却区的下方设有第一冷却风鼓风机构,上方设有第一冷却废气密封罩;第二冷却区的下方设有第二冷却风鼓风机构,上方设有第二冷却废气密封罩;第一热风管道的另一端连接第一冷却风鼓风机构,第一冷却废气密封罩的气相出口连接热量回收装置的气相入口;第二热风管道的另一端连接第二冷却风鼓风机构,第二冷却废气密封罩的气相出口通过管道连接在热量回收装置的气相出口与除尘装置的入口之间。
如上述的技术方案,废气净化装置包括脱硫机构、脱硝机构和脱一氧化碳机构,脱硫机构连接除尘装置,脱硝机构连接在脱硫机构与脱一氧化碳机构之间。
进一步的,脱硝机构为中低温选择性催化还原脱硝机构,脱硝反应温度在150℃~200℃。
基于前述技术方案相同的发明构思,本发明还提供了一种烧结烟气冷却烧结矿的方法,应用于上述技术方案中的任一种烧结烟气冷却烧结矿系统,方法包括:
烧结烟气收集与鼓风装置通过第一热风管道收集并输送高温烧结烟气或低温烧结烟气进入第一冷却区,以对第一冷却区中的烧结矿进行冷却;通过第二热风管道收集并输送低温烧结烟气进入第二冷却区,以对第二冷却区中的烧结矿进行冷却;
第一冷却区排出的高温冷却废气经热量回收装置回收余热后,与第二冷却区排出的低温冷却废气进行混合;
混合后的冷却废气依次通过除尘装置进行除尘,废气净化装置进行废气净化。
可选的,控制高温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的10%~50%;控制低温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的20%~50%。
可选的,当烧结烟气收集与鼓风装置通过第一热风管道全部收集并输送低温烧结烟气时,控制第一冷却区中的低温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的15%~25%。
可选的,当烧结烟气收集与鼓风装置通过第一热风管道全部收集并输送高温烧结烟气时,控制第一冷却区中的高温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的22.5%~45%。
可选的,在进入除尘装置之前,控制混合后的冷却废气的温度在150℃以上。
通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种烧结烟气冷却烧结矿系统,使用烧结烟气对环冷机中的烧结矿进行冷却,在对环冷机产生的高温冷却废气回收热量后,将其与低温冷却废气混合输送到除尘装置进行除尘,再经过废气净化装置进行净化;本装置实现了烧结烟气冷却烧结矿的应用,首先降低了环冷机使用新鲜冷却空气冷却烧结矿的用量;其次,将环冷机中烧结烟气在冷却烧结矿后产生的全部高温冷却废气集中起来进行余热回收,然后再和低温冷却废气混合进行废气净化,有效解决了环冷机低温冷却废气无法处理从而无组织排放的问题,从而使环冷机产生的全部冷却废气均得到了有效处理,故显著降低了烧结烟气和冷却废气中的污染物排放,兼具环保和经济双重效益;
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,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了根据本发明一个实施例的烧结烟气冷却烧结矿系统的整体示意图;
图2示出了根据本发明一个实施例的烧结烟气冷却烧结矿系统的具体结构示意图;
图3示出了根据本发明一个实施例的包含脱硫、脱硝、脱一氧化碳机构的烧结烟气冷却烧结矿系统的具体结构示意图;
图4示出了根据本发明一个实施例的烧结烟气冷却烧结矿方法的工艺流程图;
附图标记说明:
1、烧结烟气收集与鼓风装置;11、第一热风管道;12;第二热风管道;
2、环冷机装置;21、第一冷却区;211、第一冷却段;212、第二冷却段;22、第二冷却区;221、第三冷却段;222、第四冷却段;223、第五冷却段;23、第一冷却风鼓风机构;24、第二冷却风鼓风机构;25、第一冷却废气密封罩;26、第二冷却废气密封罩;
3、热量回收装置;4、除尘装置;5、废气净化装置;51、脱硫机构;52、脱硝机构;53、脱一氧化碳机构。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。除非另有特别说明,本发明中用到的各种设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
为了解决环冷机冷却废气,尤其是低温冷却废气无法本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题,在一个可选的实施例中,如图1所示,提出了一种综合利用烧结烟气冷却烧结矿的系统,以实现烧结烟气和环冷机整体冷却废气的综合利用和有效处理,其总体思路如下:
一种烧结烟气冷却烧结矿系统,包括:烧结烟气收集与鼓风装置1、环冷机装置2、热量回收装置3、除尘装置4、废气净化装置5;
烧结烟气收集与鼓风装置1包括第一热风管道11和第二热风管道12,第一热风管道11的一端连接烧结机组,用于收集烧结机组产生的高温烧结烟气或低温烧结烟气;第二热风管道12的一端连接烧结机组,用于收集烧结机组产生的低温烧结烟气;其中,高温烧结烟气的温度在200℃以上,低温烧结烟气的温度在70℃以下;
环冷机装置2包括第一冷却区21和第二冷却区22;第一热风管道11的另一端连接第一冷却区21,第二热风管道12的另一端连接第二冷却区22;第一冷却区21的气相出口连接热量回收装置3的气相入口;热量回收装置3的气相出口连接除尘装置4的入口,第二冷却区22的气相出口连接在热量回收装置3的气相出口与除尘装置4的入口之间;除尘装置4的出口连接废气净化装置5;
其中,低温烧结烟气和/或高温烧结烟气用于冷却环冷机装置2中的烧结矿,并在第一冷却区21中形成高温冷却废气,在第二冷却区22中形成低温冷却废气;高温冷却废气经热量回收装置3回收余热后,再与低温冷却废气混合,混合后的冷却废气在经过除尘装置4除尘后,进入废气净化装置5中进行净化。
上述方案的改进思路如下:在烧结机组的不同位置将产生不同温度的烧结烟气,包括温度在200℃以上的高温烧结烟气和温度在70℃以内的低温烧结烟气。无论是高温还是低温,烧结烟气中均含有各种硫化物、氮化物等有害物质,必须进行废气净化后才能外排,但是受限于目前废气净化技术,如脱硝,低温烧结烟气无法达到净化处理的最低反应温度。而环冷机是对烧结矿进行冷却,需要通入冷却空气使烧结矿温度冷却到120℃以下。因此,本实施例的上述方案,将烧结烟气作为冷却气体应用到环冷机中,对烧结矿进行冷却,显著降低了环冷机中新鲜冷却空气的使用量;然后再将环冷机的冷却废气进行余热回收和净化处理,从而实现了烧结烟气和环冷机冷却废气的综合利用。通过低温冷却废气与余热回收后的高温冷却废气混合后依次进行除尘和净化,实现了对低温冷却废气中的有害物质的有效脱除,从而使环冷机产生的全部冷却废气都得到了处理,保证冷却废气符合日益严格的环保排放要求。
在本实施例中,烧结烟气收集与鼓风装置1可以调节所收集的烧结烟气的量和在烧结机组收集烧结烟气的位置。可选的,第一热风管道11的一端连接烧结机组的烧结大烟道或风箱支管;同理,第二热风管道12的一端连接烧结机组的烧结大烟道或风箱支管。支持从两种不同的来源收集烧结烟气可以提高系统在不同现场工况下的通用性。由于第一热风管道11有收集高温烧结烟气的需求,因此当需要收集高温烧结烟气时,第一热风管道11的一端连接至烧结机组后1/5段的风箱支管或烧结大烟道;当需要收集低温烧结烟气时,第一热风管道11的一端连接至烧结机组前3/5段的风箱支管或烧结大烟道;而第二热风管道12只收集低温烧结烟气,因此第二热风管道12的一端连接至烧结机组前3/5段的风箱支管或烧结大烟道。其中,收集的高温烧结烟气的温度在200℃以上,优选的,其温度范围为200℃~400℃,如此既能保证第一冷却区21的烧结矿冷却效果,又能保证后续过程中对高温冷却废气进行充分的热量回收。故而,在对第一冷却区21中的烧结矿进行冷却时,既可以通过第一热风管道11使用高温烧结烟气,也可以使用低温烧结烟气。由于存在同时收集高温烧结烟气和低温烧结烟气的需求,因此烧结烟气收集与鼓风装置1中的第一热风管道11和第二热风管道12应当相互独立,将不同温度的烧结烟气输送至环冷机,以保证环冷机冷却烧结矿以及热量回收利用的双重效果。
通常来说,环冷机按照冷却废气温度从高到低可划分为5个冷却段;因此为了对5个冷却段正确的划分出第一冷却区和第二冷却区,以通入高温烧结烟气或低温烧结烟气,以达到良好冷却烧结矿的目的,可选的,如图2所示,第一冷却区21包括环冷机的第一冷却段211和第二冷却段212;第二冷却区22包括环冷机的第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225。即第一冷却段211和第二冷却段212可以接收高温烧结烟气或低温烧结烟气,第一冷却段211和第二冷却段212接收低温烟气的情况仅适用于烧结烟气收集与鼓风系统只收集低温烧结烟气的情况,如果高温和低温烧结烟气均进行收集,则第一冷却段211和第二冷却段212仅接收高温烧结烟气;温度较低的3个冷却段(第三冷却段221、第四冷却段222、第五冷却段225)接收低温烧结烟气,以保证环冷机提供正常的冷却效果,同时使该工艺能够适应不同的环冷机工艺条件。由于烧结矿在第一冷却区21中的温度显著高于第二冷却区22,故而第一冷却区21中产生高温冷却废气,温度范围为300~400℃,第二冷却区22中产生低温冷却废气,温度范围为100~150℃,没有达到进行脱硝反应的最低温度。高温冷却废气从第一冷却区21排出后,进入热量回收装置3进行余热回收,余热回收后的高温冷却废气的温度约为180~220℃,在与从第二冷却区22排出的低温冷却废气混合后,共同进入后续的除尘装置4进行除尘,以及废气净化装置5进行净化。
为了将烧结烟气输送到环冷机中冷却烧结矿,然后将产生冷却废气输送到后续的热量回收装置3或除尘装置4,可选的,第一冷却区21的下方设有第一冷却风鼓风机构23,上方设有第一冷却废气密封罩25;第二冷却区22的下方设有第二冷却风鼓风机构24,上方设有第二冷却废气密封罩26;第一热风管道11的另一端连接第一冷却风鼓风机构23,第一冷却废气密封罩25的气相出口连接热量回收装置3的气相入口;第二热风管道12的另一端连接第二冷却风鼓风机构24,第二冷却废气密封罩26的气相出口通过管道连接在热量回收装置3的气相出口与除尘装置4的入口之间。其中,环冷机的第一冷却区21和第二冷却区22中还包括用于承载烧结矿的可移动台车。
在本实施例中,热量回收装置3可以是高温蒸汽发电、回收余热蒸汽或者利用余热回收热水等装置中的任意一种,由于不同钢铁企业选择的热量回收方式不同,因此可以根据现有实际条件进行优化匹配;优选的,热量回收装置3为高温蒸汽发电装置,这种方式是目前热量回收中综合效果最佳的方式,将热量转化为电能供厂区内自身或者其他工序使用。
可选的,热量回收装置3与第一冷却区21之间还设有热风循环管道,以使余热回收后的高温冷却废气通过热风循环管道返回第一冷却区21,继续对烧结矿进行冷却,从而实现了烧结烟气循环冷却烧结矿的效果。
在本实施例中,经过余热回收后的高温冷却废气再与低温冷却废气混合后,通过热风管道输送到除尘装置4进行除尘。可选的,除尘器选用布袋除尘器。由于冷却废气中含有水蒸汽,同时还含有其他气态有害物质,布袋除尘器的工作原理要求必须保证废气温度高于水蒸汽或其他气态物质的露点,否则会导致布袋除尘器粘灰,影响工作效果,因此通过两种废气混合时的气量控制,使除尘装置4的进口冷却废气温度至少不低于135℃,最好在150℃以上。
在本实施例中,除尘后的冷却废气通过热风管道输送至废气净化装置5进行净化。可选的,如图3所示,废气净化装置5包括脱硫机构51、脱硝机构52和脱一氧化碳机构53,脱硫机构51连接除尘装置4,脱硝机构52连接在脱硫机构51与脱一氧化碳机构53之间;脱一氧化碳机构53连接烟囱。通过对除尘后的冷却废气进行净化,使冷却废气中的颗粒物、SO2、NOx以及CO含量分别达到10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3以及1000mg/Nm3以内,以满足环保排放的要求;优选的,脱硫机构51采用活性炭吸附机构,脱一氧化碳机构53采用催化氧化机构;脱硝机构52采用中低温选择性催化还原(SCR)脱硝机构。值得注意的是,脱硫机构51必须设置在脱硝机构52之前,即先对冷却废气脱硫后再进行脱硝,这是因为:目前选择性催化还原脱硝剂都对烧结烟气中的二氧化硫极为敏感,如果不经脱硫直接进行脱硝,其催化剂会很快因为SO2中毒失效。
可选的,中低温选择性催化还原脱硝机构的脱硝反应温度在150℃~200℃,使用现有的中低温选择性催化还原脱硝工艺是为了实现对温度较低的混合冷却废气进行有效的脱硝,目前尚无低温选择性催化还原脱硝方法能在低于130℃的温度以下进行有效催化反应。为了解决这个问题,本实施例中通过将余热回收后的高温冷却废气与低温冷却废气混合,并结合烧结烟气收集与鼓风装置1定量控制通入第一冷却区21和第二冷却区22中的烧结烟气的含量配比,能够使混合后的冷却废气的温度提高到中低温选择性催化还原脱硝机构的反应温度,从而实现了对环冷机低温冷却废气的脱硝处理。若在某些情况下,进入废气净化装置5前的混合后的冷却废气的温度无法达到脱硝反应的最低温度,可在脱硫机构51与脱硝机构52之间的热风管道上设置煤气加热机构,将混合后的冷却废气加热至脱硝反应温度。本实施例中使用中低温选择性催化还原(SCR)脱硝机构,与传统的需要300℃以上反应温度的脱硝机构52相比,可以直接进行脱硝反应,或者显著节省加热冷却废气的能源耗费。
可选的,本实施例中的废气净化装置5可以使用脱硫机构51、脱硝机构52和脱一氧化碳机构53于一体的协同烟气净化装置,能够最大程度净化冷却废气。
在本实施例中,所有的热风管道,包括第一热风管道11和第二热风管道12的内壁表面设置有耐热耐磨耐蚀涂层,以保障热风管道不会因为烟气中的水分、二氧化硫、氯化物等腐蚀作用而损坏。可选的,耐热耐磨耐蚀涂层可以选择耐热不锈钢涂层、高温合金涂层等。
本实施例公开了一种烧结烟气冷却烧结矿系统,使用烧结烟气对环冷机中的烧结矿进行冷却,在对环冷机产生的高温冷却废气回收热量后,将其与低温冷却废气混合输送到除尘装置进行除尘,再经过废气净化装置进行净化;本装置实现了烧结烟气冷却烧结矿的应用,首先降低了环冷机使用新鲜冷却空气冷却烧结矿的用量;其次,将环冷机中烧结烟气在冷却烧结矿后产生的全部高温冷却废气集中起来进行余热回收,然后再和低温冷却废气混合进行废气净化,有效解决了环冷机低温冷却废气无法处理从而无组织排放的问题,从而使环冷机产生的全部冷却废气均得到了有效处理,故显著降低了烧结烟气和冷却废气中的污染物排放,兼具环保和经济双重效益。
基于前述实施例相同的发明构思,在另一些可选的实施例中,提供了一种烧结烟气冷却烧结矿的方法,应用于前述实施例中的烧结烟气冷却烧结矿系统,如图4所示,烧结烟气冷却烧结矿的方法具体包括如下步骤:
S1:烧结烟气收集与鼓风装置1通过第一热风管道11收集并输送高温烧结烟气或低温烧结烟气进入第一冷却区21,以对第一冷却区21中的烧结矿进行冷却;通过第二热风管道12收集并输送低温烧结烟气进入第二冷却区22,以对第二冷却区22中的烧结矿进行冷却;
S2:第一冷却区21排出的高温冷却废气经热量回收装置3回收余热后,与第二冷却区22排出的低温冷却废气进行混合;
S3:混合后的冷却废气依次通过除尘装置4进行除尘,废气净化装置5进行废气净化。
由于本实施例中使用的是烧结烟气对烧结矿进行冷却,而烧结烟气具有不同的温度,因此为了保证与使用冷却空气相同的冷却效果,需要控制通入第一冷却区21和第二冷却区22中的烧结烟气的量。可选的,控制高温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的10%~50%;控制低温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的20%~50%。
具体的,此处的烧结机组烟气总量是指烧结机中产生的全部烧结烟气的总量。由于第一冷却区21既可以通入温度在200℃以上的高温烟气,也可以通入70℃以下的低温烟气,在通入不同温度的烟气时,应当通过烧结烟气收集与鼓风装置1控制第一冷却区21和第二冷却区22中的烟气含量,以保证环冷机冷却烧结矿以及热量回收利用的双重效果。其中,控制第一冷却区21通入的烧结烟气的量是关键所在。
可选的,当烧结烟气收集与鼓风装置1通过第一热风管道11全部收集并输送低温烧结烟气时,控制第一冷却区21中的低温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的15%~25%。
可选的,当烧结烟气收集与鼓风装置1通过第一热风管道11全部收集并输送高温烧结烟气时,控制第一冷却区21中的高温烧结烟气的量按体积百分比计占烧结机组烟气总量的22.5%~45%。在通入高温烧结烟气时,由于单位体积的高温烟气的冷却效果低于低温烟气,因此为了保证环冷机高温段(即第一冷却段211)中烧结矿的冷却效果,应当加大高温烧结烟气的通气量,与通入低温烧结烟气相比,高温烧结烟气的通气量需要增加50%~80%,即为22.5%~45%。如此,既能保证环冷机高温冷却段(第一冷却区21)的烧结矿冷却效果,又能显著增加后续对高温冷却废气的余热回收,提高热量回收装置3的利用效率,还能保证回收预热后的混合冷却废气的温度达到中低温选择性催化还原机构进行脱硝的反应温度。
为了保证除尘装置4的正常控制和良好的进行废气处理,可选的,控制混合后的冷却废气在进入除尘装置4之前的温度在135℃以上。控制混合后的冷却废气在进入废气净化装置5之前的温度在130℃以上。具体的控制方式可以是调整上述的烧结烟气收集与鼓风装置1对高温烧结废气和低温烧结废气的通入量配比。
基于上述实施例的发明构思,在接下来的实施例中,结合具体实施数据,对上述实施例中的烧结烟气冷却烧结矿系统和对应的方法进行详细说明:
在一个可选的实施例中,利用如图3所示的烧结烟气冷却烧结矿系统,同时使用高温烧结烟气和低温烧结烟气冷却烧结矿,其实施过程包括:
(1-1)通过烧结烟气收集与鼓风装置1收集烧结烟气;同时收集高温烧结烟气和低温烧结烟气,烟气收集位置分别位于烧结机风箱支管和烧结大烟道,温度分别为350℃和65℃,通过控制高温烧结烟气量和低温烧结烟气量以满足烧结矿冷却和热量回收利用需要,将两种烟气分别通过热风管道输送到冷却风鼓风机;
(1-2)烧结烟气通过烧结矿料层将烧结矿冷却;利用冷却风鼓风机将高温烧结烟气输送至环冷机第一冷却段211和第二冷却段212,高温烧结烟气输送量占总烧结烟气量的25~35%,将低温烧结烟气输送至环冷机第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225,低温烧结烟气输送量占总烧结烟气量的30%~40%,以使烧结矿在排出环冷机时温度为105~115℃;
(1-3)第一冷却段211和第二冷却段212产生的冷却废气进入热量回收装置3进行热量回收,热量回收方式为高温蒸汽发电,发电量较未采用该系统及工艺时提高20%;
(1-4)将热量回收装置3排出的冷却废气与环冷机第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225的冷却废气混合后由热风管道输送到除尘装置4,除尘装置4选用布袋除尘器,除尘器入口冷却废气温度为140±5℃,经除尘后冷却废气中颗粒物含量达到3mg/Nm3以下,大幅度低于现有超低环保排放标准;
(1-5)经除尘装置4处理后的冷却废气通过热风管道进入废气净化装置5;冷却废气依次通过脱硫、脱硝和脱一氧化碳工艺流程去除废气中的有害物质,脱硫、脱硝的工艺路径为活性炭吸附法,脱除一氧化碳的工艺路径为选择性催化还原法,经过净化后的废气中SO2和NOx含量以及CO含量分别达到25mg/Nm3、40mg/Nm3和850mg/Nm3以下,优于现有超低排放标准;
(1-6)净化后的冷却废气经由热风管道输送到烟囱排出。
在又一个可选的实施例中,利用如图2所示的烧结烟气冷却烧结矿系统,只使用低温烧结烟气冷却烧结矿,其实施过程包括:
(2-1)通过烧结烟气收集与鼓风装置1收集烧结烟气;只收集低温烧结烟气,烟气收集位置位于烧结机前3/5段的烧结大烟道,温度为55℃,将低温烧结烟气通过热风管道输送到冷却风鼓风机;
(2-2)烧结烟气通过烧结矿料层将烧结矿冷却;利用冷却风鼓风机将低温烧结烟气输送至环冷机各个冷却段,其中输送至第一冷却段211和第二冷却段212的低温烧结烟气量为总烧结烟气量的10~20%,输送至环冷机第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225的低温烧结烟气量占总烧结烟气量的15~35%,烧结矿在排出环冷机时温度为90-100℃;
(2-3)第一冷却段211和第二冷却段212的冷却废气进入热量回收装置3进行热量回收,冷却废气由热量回收装置3排出来后,一部分循环回第一冷却段211和第二冷却段212,循环量占比为60-75%;剩余部分与后段冷却废气混合进入除尘装置4;热量回收方式为生产高温蒸汽,高温蒸汽生产量较未采用该系统及工艺时提高15%;
(2-4)将热量回收装置3排出的冷却废气与环冷机第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225的冷却废气混合后由热风管道输送到除尘装置4,除尘装置4选用布袋除尘器,除尘器入口冷却废气温度为145±5℃,经除尘后冷却废气中颗粒物含量达到6mg/Nm3以下,大幅度低于现有超低环保排放标准;
(2-5)经除尘装置4处理后的冷却废气通过热风管道进入废气净化装置5;冷却废气依次通过脱硫、脱硝和脱一氧化碳工艺流程去除废气中的有害物质,脱硫、脱硝和脱除一氧化碳的工艺路径分别为活性炭吸附法、SCR和催化氧化法,经过净化后的废气中SO2和NOx含量以及CO含量分别达到30mg/Nm3、35mg/Nm3和1000mg/Nm3以下,优于现有超低排放标准;
(2-6)净化后的冷却废气经由热风管道输送到烟囱排出。
在又一个可选的实施例中,利用如图2所示的烧结烟气冷却烧结矿系统,同时使用高温烧结烟气和低温烧结烟气冷却烧结矿,其实施过程包括:
(3-1)通过烧结烟气收集与鼓风装置1收集烧结烟气;同时收集高温烧结烟气和低温烧结烟气,烟气收集位置均位于烧结机风箱支管,不同的是高温烧结烟气取自烧结机后1/5段处的风箱支管,而低温烧结烟气取自烧结机前2/5处的风箱支管,温度分别为390℃和55℃,调节高温烧结烟气量和低温烧结烟气量以满足烧结矿冷却和热量回收利用需要,将两种烟气分别通过热风管道输送到冷却风鼓风机;
(3-2)烧结烟气通过烧结矿料层将烧结矿冷却;利用冷却风鼓风机将高温烧结烟气输送至环冷机第一冷却段211和第二冷却段212,高温烧结烟气输送量占总烧结烟气量的35~45%;将低温烧结烟气输送至环冷机第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225,低温烧结烟气输送量占总烧结烟气量的40~50%;使烧结矿在排出环冷机时温度为100-110℃;
(3-3)第一冷却段211和第二冷却段212的冷却废气进入热量回收装置3进行热量回收,热量回收方式为高温蒸汽发电,发电量较未采用该系统及工艺时提高25%;
(3-4)将热量回收装置3排出的冷却废气与环冷机第三冷却段221、第四冷却段222和第五冷却段225的冷却废气混合后由热风管道输送到除尘装置4,除尘装置4选用布袋除尘器,除尘器入口冷却废气温度为140±5℃,经除尘后冷却废气中颗粒物含量达到4mg/Nm3以下,大幅度低于现有超低环保排放标准;
(3-5)经除尘装置4处理后的冷却废气通过热风管道进入废气净化装置5;冷却废气依次通过脱硫、脱硝和脱一氧化碳工艺流程去除废气中的有害物质,脱硫、脱硝和脱除一氧化碳的工艺路径分别为半干法脱硫、SCR法和选择性催化还原法,经过净化后的废气中SO2和NOx含量以及CO含量分别达到20mg/Nm3、30mg/Nm3和950mg/Nm3以下,优于现有超低排放标准;
(3-6)净化后的冷却废气经由热风管道输送到烟囱排出。
通过本发明的一个或者多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种烧结烟气冷却烧结矿系统,使用烧结烟气对环冷机中的烧结矿进行冷却,在对环冷机产生的高温冷却废气回收热量后,将其与低温冷却废气混合输送到除尘装置进行除尘,再经过废气净化装置进行净化;本装置实现了烧结烟气冷却烧结矿的应用,首先降低了环冷机使用新鲜冷却空气冷却烧结矿的用量;其次,将环冷机中烧结烟气在冷却烧结矿后产生的全部高温冷却废气集中起来进行余热回收,然后再和低温冷却废气混合进行废气净化,有效解决了环冷机低温冷却废气无法处理从而无组织排放的问题,从而使环冷机产生的全部冷却废气均得到了有效处理,故显著降低了烧结烟气和冷却废气中的污染物排放,兼具环保和经济双重效益;
同时,本发明解决了高温烧结烟气正常冷却烧结矿的效果,当第一冷却区中使用高温烧结烟气时,通过定量控制高温烧结烟气的配比,在保证了环冷机高温冷却段(第一冷却区)的烧结矿冷却效果的同时,还可以显著增加后续对高温冷却废气的余热回收,从而提高热量回收装置的利用效率。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种烧结烟气冷却烧结矿系统,其特征在于,包括:烧结烟气收集与鼓风装置、环冷机装置、热量回收装置、除尘装置、废气净化装置;
所述烧结烟气收集与鼓风装置包括第一热风管道和第二热风管道,所述第一热风管道的一端连接烧结机组,用于收集所述烧结机组产生的高温烧结烟气或低温烧结烟气;所述第二热风管道的一端连接所述烧结机组,用于收集所述烧结机组产生的低温烧结烟气;其中,所述高温烧结烟气的温度在200℃以上,所述低温烧结烟气的温度在70℃以下;
所述环冷机装置包括第一冷却区和第二冷却区;所述第一热风管道的另一端连接所述第一冷却区,所述第二热风管道的另一端连接所述第二冷却区;所述第一冷却区的气相出口连接所述热量回收装置的气相入口;所述热量回收装置的气相出口连接所述除尘装置的入口,所述第二冷却区的气相出口连接在所述热量回收装置的气相出口与所述除尘装置的入口之间;所述除尘装置的出口连接所述废气净化装置;
其中,所述低温烧结烟气和/或所述高温烧结烟气用于冷却所述环冷机装置中的烧结矿,并在所述第一冷却区中形成高温冷却废气,在所述第二冷却区中形成低温冷却废气;所述高温冷却废气经所述热量回收装置回收余热后,再与所述低温冷却废气混合,混合后的冷却废气在经过所述除尘装置除尘后,进入所述废气净化装置中进行净化。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一冷却区包括所述环冷机的第一冷却段和第二冷却段;所述第二冷却区包括所述环冷机的第三冷却段、第四冷却段和第五冷却段。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述第一冷却区的下方设有第一冷却风鼓风机构,上方设有第一冷却废气密封罩;所述第二冷却区的下方设有第二冷却风鼓风机构,上方设有第二冷却废气密封罩;所述第一热风管道的另一端连接所述第一冷却风鼓风机构,所述第一冷却废气密封罩的气相出口连接所述热量回收装置的气相入口;所述第二热风管道的另一端连接所述第二冷却风鼓风机构,所述第二冷却废气密封罩的气相出口通过管道连接在所述热量回收装置的气相出口与所述除尘装置的入口之间。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述废气净化装置包括脱硫机构、脱硝机构和脱一氧化碳机构,所述脱硫机构连接所述除尘装置,所述脱硝机构连接在所述脱硫机构与所述脱一氧化碳机构之间。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述脱硝机构为中低温选择性催化还原脱硝机构,脱硝反应温度在150℃~200℃。
6.一种烧结烟气冷却烧结矿的方法,其特征在于,应用于如权利要求1~5中任一权项所述的烧结烟气冷却烧结矿系统,所述方法包括:
所述烧结烟气收集与鼓风装置通过所述第一热风管道收集并输送所述高温烧结烟气或所述低温烧结烟气进入所述第一冷却区,以对所述第一冷却区中的烧结矿进行冷却;通过所述第二热风管道收集并输送所述低温烧结烟气进入所述第二冷却区,以对所述第二冷却区中的烧结矿进行冷却;
所述第一冷却区排出的所述高温冷却废气经所述所述热量回收装置回收余热后,与所述第二冷却区排出的所述低温冷却废气进行混合;
混合后的冷却废气依次通过所述除尘装置进行除尘,所述废气净化装置进行废气净化。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,控制所述高温烧结烟气的量按体积百分比计占所述烧结机组烟气总量的10%~50%;控制所述低温烧结烟气的量按体积百分比计占所述烧结机组烟气总量的20%~50%。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,当所述烧结烟气收集与鼓风装置通过所述第一热风管道全部收集并输送所述低温烧结烟气时,控制所述第一冷却区中的所述低温烧结烟气的量按体积百分比计占所述烧结机组烟气总量的15%~25%。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,当所述烧结烟气收集与鼓风装置通过所述第一热风管道全部收集并输送所述高温烧结烟气时,控制所述第一冷却区中的所述高温烧结烟气的量按体积百分比计占所述烧结机组烟气总量的22.5%~45%。
10.如权利要求6所述的方法,其特征在于,在进入所述除尘装置之前,控制所述混合后的冷却废气的温度在150℃以上。
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