CN112226613B

CN112226613B - 一种烧结过程多污染物协同减排方法

Info

Publication number: CN112226613B
Application number: CN202010977861.0A
Authority: CN
Inventors: 戚义龙; 吴宏亮
Original assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2040-09-17
Also published as: CN112226613A

Abstract

本发明公开了一种烧结过程多污染物协同减排方法，属于烧结减排领域。本发明利用烧结返粉和减排剂布料到烧结台车料层中形成镶嵌布料的布料混合层，通过烧结返粉对NO的还原分解催化作用及减排剂的联合作用，实现烧结过程多污染物协同减排，减排剂包括过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液。本发明克服现有技术中烧结过程中污染物减排效果仍有不足的问题，在烧结过程中过湿带消除后的料层下部位置对烧结返粉进行镶嵌布料，同时将减排剂按浓度喷洒于烧结返粉上，在料层中形成协同减排层，对SO₂以及二噁英实现有效减排，同时利用烧结返粉对NO还原分解有较强的自催化促进作用，最终实现烧结过程多污染物协同减排的效果。

Description

一种烧结过程多污染物协同减排方法

技术领域

本发明涉及烧结减排技术领域，更具体地说，涉及一种烧结过程多污染物协同减排方法。

背景技术

烧结工序是钢铁联合企业生产链的重要工序，随着钢铁工业的快速发展，对铁矿石的要求量日益增多。然而，直接入炉炼铁的富矿越来越少，必须大量开采和使用贫矿资源。贫矿直接入炉冶炼会使高炉生产指标恶化。而烧结机的作用就是对铁矿粉进行造块。经烧结的矿物的冶金性能大为改善，给高炉生产带来巨大的经济效益。而且，烧结法对原料的适应性很强，不仅可以用铁矿粉生产烧结矿，同时还可以处理工业含铁杂料。

然而，烧结工艺为高炉提供良好入炉矿的同时，也带来了巨大的环境污染。其中，烧结工序外排的SO₂约占钢铁生产中SO₂排放总量的85％；其NO_x排放量占到行业生产排放总量的50％以上；二噁英约占总排量的17.6％；同时超细粉尘排放量也占相当的比重。

经检索，已有烧结减排相关的技术公开，如：申请号为2011101735961的申请案公开一种烧结烟气脱除二氧化硫和二噁英的装置及方法，申请号为2014100720498的申请案公开烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统及工艺，申请号为2013107137903的申请案公开一种不设电除尘的烧结烟气脱硫脱二噁英除尘一体化设备等；虽然上述技术方案可实现SO₂、二噁英的同步减排，但是上述技术属于末端治理，是大烟气量、低含量的吸收式减排，并没有实现在烧结过程中的在线的污染物减排，使得污染物减排的投资、运行费用巨大，使得钢铁企业对污染物减排望而却步，大大增大了企业的减排负担，而且减排产物极易产生二次污染。

此外，已有关于烧结过程中在线的SO₂减排相关的技术公开，如：申请号为991115732的申请案公开用于烧结过程中的在线脱硫方法，申请号为2011100224070的申请案公开基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，申请号为2014101091309的申请案公开一种烧结过程的在线脱硫方法等；上述技术通过在烧结料层中添加氨类物质，实现了在烧结过程中的在线脱硫。

关于烧结过程在线的二噁英减排，也已有相关的技术公开，如：申请号为2011101806581的申请案公开铁矿石烧结过程二噁英的减排方法，申请号为2013101677185的申请案公开一种新型节能减排烧结机系统及烧结方法等，上述技术通过在烧结料层中添加氨类物质作为二噁英生成添加剂实现了在烧结过程中的二噁英减排。上述已公开的技术方案，提出三种氨类添加剂的加入方案：1、将氨类添加剂全部混合加入在烧结料层中；2、将氨类添加剂加入在烧结料层某一高度处；3、将氨类添加剂喷洒在烧结料层上。

再如，公告号为CN104694742B的申请案公开了一种基于分层配料与布料的烧结过程SO₂、二噁英协同减排方法，具体方案为：步骤一烧结混料，制备烧结混合料和配有添加剂的混合料，其中添加剂为尿素颗粒；步骤二烧结布料，在烧结台车的上面铺装铺底料层；将烧结混合料铺装在铺底料层的上面形成第一混合料层；再将配有添加剂的混合料铺装在第一混合料层上面形成协同减排料层；而后将烧结混合料铺装在协同减排料层上面形成第二混合料层；步骤三烟气集中收集处理，将台车中后部的风箱内的烟气经增压泵汇入布袋除尘器。

综上所述，现有的技术多为烧结烟气的末端治理，其投资费用和运行费用巨大，易产生二次污染，难以实现多种污染物的协同减排。或是进行一定的过程减排，基本为单一的污染物过程遏制减排方式，对上述污染物能够同时进行协同减排的方法较少，且较难以直接适用于工艺设备流程已经定型的烧结厂。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中烧结过程中污染物减排效果仍有不足的问题，拟提供一种烧结过程多污染物协同减排方法，有效结合烧结过程中各污染物的排放规律，最终实现烧结过程多污染物协同减排的效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种烧结过程多污染物协同减排方法，利用烧结返粉和减排剂布料到烧结台车料层中形成镶嵌布料的布料混合层，通过烧结返粉对NO的还原分解催化作用及减排剂的联合作用，实现烧结过程多污染物协同减排，减排剂包括过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液。

进一步地，包括以下步骤：

S1、铺底料仓在烧结台车上布铺底料，然后混合料仓将混合料布到烧结台车上形成台车布烧结料；

S2、返粉仓内的烧结返粉进行镶嵌布料与混合料交汇处形成布料混合层，并将减排剂同步均匀喷洒，与烧结返粉一同镶嵌布料至形成的布料混合层中。

进一步地，烧结返粉的布料总量为整个烧结台车上台车布烧结料总量的5％-10％。

进一步地，布料混合层高度位置维持在烧结过程的过湿带消除的对应位置的下方。

进一步地，布料混合层高度位置维持在烧结过程的过湿带消除的对应位置的下方10-20mm处。

进一步地，减排剂通过返粉给料皮带上方的喷洒器进行喷洒，与烧结返粉一同镶嵌布料至形成的布料混合层中。

进一步地，减排剂中的过氧化尿素溶液浓度为0.15％-0.20％，聚合氯化铝溶液浓度为0.1％-0.15％，两种溶液同时喷洒。

进一步地，减排剂中过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液的喷洒总量使返粉给料皮带上的烧结返粉含水量达到3％-5％。

进一步地，步骤S1中铺底料仓通过漏斗在烧结台车上布厚度为35-45mm的铺底料。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种烧结过程多污染物协同减排方法，有效结合烧结过程中各污染物的排放规律，在烧结过程中过湿带消除后的料层下部位置对一定量的返粉进行镶嵌布料，同时将减排剂按一定浓度和量喷洒于返粉上，从而在料层中形成协同减排层，对SO₂以及二噁英实现有效减排；并通过返粉的镶嵌布料，获得烧结料层中燃料的合理偏析，可有效降低烧结燃料消耗，同时利用返粉对NO还原分解有较强的自催化促进作用，最终实现烧结过程多污染物协同减排的效果。

(2)本发明的一种烧结过程多污染物协同减排方法，减排剂包括有过氧化尿素溶液，烧结过程中于过氧化尿素分解产生的O₂，使得对应布料混合层中的氧分压增加，可以有效抑制(NH₄)₂SO₄的分解。

(3)本发明的一种烧结过程多污染物协同减排方法，减排剂中两种溶液的喷洒总量使返粉给料皮带上的烧结返粉含水量达到3-5％，保障烧结返粉较充分的润湿但不过湿，同时保障减排剂合理的喷入量，达到充分的减排效果。

附图说明

图1为本发明的一种烧结过程多污染物协同减排方法的应用示意图。

示意图中的标号说明：

101、输送皮带；102、分料器；103、铺底料仓；104、返粉仓；105、返粉给料皮带；106、喷洒器；107、导流溜槽；108、偏心旋转器；109、混合料仓；110、给料器；111、布料器；112、布料混合层；113、台车布烧结料。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种烧结过程多污染物协同减排方法，利用烧结返粉和减排剂布料到烧结台车料层中形成镶嵌布料的布料混合层112，通过烧结返粉对NO的还原分解催化作用及减排剂的联合作用，实现烧结过程多污染物协同减排，减排剂包括过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液。

具体地，包括以下步骤：

S1、铺底料仓103在烧结台车上布铺底料，然后混合料仓109将混合料布到烧结台车上形成台车布烧结料113；

S2、返粉仓104内的烧结返粉进行镶嵌布料与混合料交汇处形成布料混合层112，并将减排剂同步均匀喷洒，与烧结返粉一同镶嵌布料至形成的布料混合层112中。

本实施例中烧结返粉具体可以采用来自烧结的内返粉或来自高炉槽下的外返粉，如图1所示，为实践生产应用时的加工示意图，烧结铺底料和烧结返粉通过输送皮带101进行分时供料，分时供料时通过控制输送皮带101上的分料器102动作，使得铺底料和烧结返粉分别进入铺底料仓103和返粉仓104，然后铺底料仓103通过漏斗在烧结台车上布厚度为40mm的铺底料。返粉仓104内的返粉通过返粉给料皮带105和导流溜槽107按一定量控制布到烧结台车上，混合料仓109中的混合料通过给料器110和布料器111布料到烧结台车上形成台车布烧结料113，通过此种布料方式，将返粉仓104内的返粉镶嵌布料与混合料交汇形成布料混合层112，布料混合层112的位置通过导流溜槽107下方的偏心旋转器108的旋转动作，带动导流溜槽107在合理角度内进行均匀布料，使布料混合层112的高度位置基本维持在烧结过程的过湿带刚好消除的对应位置下方10mm处。上述传输、给料、布料装置等均为现有成熟台车装置，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例中的烧结返粉与减排剂配合使用，如图1中所示，将配置好的过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液，通过返粉给料皮带105上方设置的喷洒器106进行喷洒，具体为两种溶液分别采用两组喷头同时对返粉给料皮带105上的烧结返粉进行喷洒，与烧结返粉一同镶嵌布料，与混合料交汇形成布料混合层112，其中减排剂作为协同减排层。

本实施例中减排剂中的过氧化尿素溶液浓度为0.15％，聚合氯化铝溶液浓度为0.1％，两种溶液的喷洒总量使返粉给料皮带105上的烧结返粉含水量达到3％，保障烧结返粉较充分的润湿但不过湿，同时保障减排剂合理的喷入量，达到充分的减排效果。烧结返粉的布料总量为整个烧结台车上台车布烧结料113总量的5％，烧结返粉的合理配入造成烧结料层上下部分燃料的含量的合理偏析，充分利用烧结蓄热作用，可降低烧结固体燃料焦粉的消耗，由于燃料消耗的降低，烧结过程中由于燃料型的NOx呈明显的降低趋势。同时，由于烧结返粉的存在，铁酸钙系矿物具备对NO的还原分解有较强的自催化促进作用，其遵循多相催化的吸附活化物理论。烧结返粉的成分主要为铁酸钙等黏结相矿物，适当的烧结返粉配比在一定程度上能够提高烧结原始料层中铁酸钙的含量，作为还原分解反应的催化剂存在，可以促进NOx的还原从而使烧结NOx排放浓度趋于降低，同时由于高温的存在，使NO的转化率明显提高。

本实施例通过烧结返粉与减排剂在料层中形成的镶嵌式布料混合层112，与烧结过程各污染物的排放规律充分结合，一方面借助烧结返粉对NO的还原分解较强的自催化促进作用，另一方面借助减排剂的联合作用，有效实现烧结过程多污染物协同减排。具体地，随着抽风烧结过程的发展，过氧化尿素分解产生NH₃和O₂，当SO₂和NH₃在料层中发生反应后，生成的(NH₄)₂SO₄随着废气流带入到烧结料层下部的过湿带，过湿层水分充足，足够将(NH₄)₂SO₄拦截下来并溶于过湿层的物理水，随着料层温度的升高，透气性变好，(NH₄)₂SO₄逐渐析出并与粉尘粘附在一起，被高速废气流吹出烧结料层，在烧结料层高温到来之前，进入抽风系统烟气总管。同时由于过氧化尿素分解产生的O₂，使得对应布料混合层112中的氧分压增加，可以有效抑制(NH₄)₂SO₄的分解。

正常烧结过程中，烟气中超细粉尘的浓度变化规律基本为：烧结点火结束后烟气中粉尘浓度下降，在总管废气温度升温前3-5min左右开始显著上升，在废气温度开始上升至温度达到290-310℃的区间内达到最大，然后至烧结终点段又显著下降。烧结过程中过湿带的作用是引发该现象的主要原因：即在点火阶段因过湿带尚未形成，烧结过程中产生的颗粒物较大部分在抽风作用下进入到烟气之中；而点火结束后过湿带开始逐渐形成，其对颗粒物的截留和吸附作用明显加强，故而进入烟气中的颗粒物减少；随着烧结过程的进一步进行，燃烧带逐渐下移过湿带开始消失，当过湿带完全消失之后，此时料层对颗粒物的吸收作用降至最弱，同时之前吸附在料层中的粉尘亦开始集中排放，因此此阶段废气中颗粒物浓度最大；在废气温度上升过程的后半段燃烧带燃烧逐渐减弱，产生的颗粒物也逐渐趋少。本实施例将布料混合层112处于烧结过湿带消除位置的下方，在聚合氯化铝的作用下，可对因过湿层消失后集中排放至气流中的超细粉尘进行有效化学团聚，进而被下部物料截留和吸附，降低了排放至废气中的超细粉尘的浓度。烧结过程中二噁英的排放浓度规律与超细粉尘基本一致，通过添加过氧化尿素，对烧结工艺二噁英的形成有显著的抑制作用，从而降低二噁英的排放浓度，同时由于聚合氯化铝的团聚作用，超细粉尘排放浓度降低，可将二噁英的排放进一步降低。

本实施例提供的基于返粉与减排剂进行镶嵌布料的烧结过程多污染物协同减排方法，有效结合烧结过程中各污染物的排放规律，在烧结过程中过湿带消除后的料层下部位置对一定量的烧结返粉进行镶嵌布料，同时将减排剂按浓度喷洒于烧结返粉上，从而在料层中形成协同减排层，对SO₂以及二噁英实现有效减排；并通过烧结返粉的镶嵌布料，获得烧结料层中燃料的合理偏析，可有效降低烧结燃料消耗，同时利用烧结返粉对NO还原分解有较强的自催化促进作用，最终实现烧结过程多污染物协同减排的效果。

实施例2

本实施例的一种烧结过程多污染物协同减排方法，基本同实施例1，所不同的是，本实施例中铺底料仓103通过漏斗在烧结台车上布厚度为35mm的铺底料；布料混合层112的高度位置基本维持在烧结过程的过湿带刚好消除的对应位置下方15mm处；减排剂中的过氧化尿素溶液浓度为0.2％，聚合氯化铝溶液浓度为0.15％，两种溶液的喷洒总量使返粉给料皮带105上的烧结返粉含水量达到5％，烧结返粉的布料总量为整个烧结台车上台车布烧结料113总量的10％。

实施例3

本实施例的一种烧结过程多污染物协同减排方法，基本同实施例1，所不同的是，本实施例中铺底料仓103通过漏斗在烧结台车上布厚度为45mm的铺底料；布料混合层112的高度位置基本维持在烧结过程的过湿带刚好消除的对应位置下方20mm处；减排剂中的过氧化尿素溶液浓度为0.18％，聚合氯化铝溶液浓度为0.12％，两种溶液的喷洒总量使返粉给料皮带105上的烧结返粉含水量达到4％，烧结返粉的布料总量为整个烧结台车上台车布烧结料113总量的8％。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：利用烧结返粉和减排剂布料到烧结台车料层中形成镶嵌布料的布料混合层（112），通过烧结返粉对NO的还原分解催化作用及减排剂的联合作用，实现烧结过程多污染物协同减排，减排剂包括过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液；

包括以下步骤：

S1、铺底料仓（103）在烧结台车上布铺底料，然后混合料仓（109）将混合料布到烧结台车上形成台车布烧结料（113）；

S2、返粉仓（104）内的烧结返粉进行镶嵌布料与混合料交汇处形成布料混合层（112），并将减排剂同步均匀喷洒，与烧结返粉一同镶嵌布料至形成的布料混合层（112）中；减排剂中过氧化尿素溶液和聚合氯化铝溶液的喷洒总量使返粉给料皮带（105）上的烧结返粉含水量达到3%-5%。

2.根据权利要求1所述的一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：烧结返粉的布料总量为整个烧结台车上台车布烧结料（113）总量的5%-10%。

3.根据权利要求1所述的一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：布料混合层（112）高度位置维持在烧结过程的过湿带消除的对应位置的下方。

4.根据权利要求3所述的一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：布料混合层（112）高度位置维持在烧结过程的过湿带消除的对应位置的下方10-20mm处。

5.根据权利要求1所述的一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：减排剂通过返粉给料皮带（105）上方的喷洒器（106）进行喷洒，与烧结返粉一同镶嵌布料至形成的布料混合层（112）中。

6.根据权利要求1所述的一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：减排剂中的过氧化尿素溶液浓度为0.15%-0.20%，聚合氯化铝溶液浓度为0.1%-0.15%，两种溶液同时喷洒。

7.根据权利要求1所述的一种烧结过程多污染物协同减排方法，其特征在于：步骤S1中铺底料仓（103）通过漏斗在烧结台车上布厚度为35-45mm的铺底料。