CN113390269A - 一种烧结机烟气循环利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结机烟气循环利用系统及方法，所述系统包括烧结机、环冷机、机头段烟气循环管路、中间段烟气循环管路、机尾段烟气循环管路、烟气循环主管路及烟气净化外排系统；本发明采用烧结烟气内循环与外循环相结合的方式，解决了烧结烟气内循环方式或烧结烟气外循环方式存在的弊端；将机头段和中间段的低温烧结烟气首先通过环冷机中温段烧结矿层以提高其温度和含氧量，降低了烧结燃耗，减少了烟气循环对烧结矿质量的影响；将烧结烟气纯氧补氧和环冷机废气补氧相结合，提高了烧结烟气的循环比例；将烧结烟气循环与蒸汽加湿烧结相结合，降低了烧结氮氧化物和硫化物的产生量和循环量，降低了烟气处理成本。

Description

一种烧结机烟气循环利用系统及方法

技术领域

本发明涉及烧结生产技术领域，尤其涉及一种烧结机烟气循环利用系统及方法。

背景技术

为了减排烧结过程烟气污染物总量，烧结烟气循环作为一项重要的减排方案早已受到业界关注。烧结烟气循环工艺是将部分风箱支管的烧结烟气或大烟道总管上一部分烧结烟气循环到烧结机台车上部烟气密封罩中，在主抽风机的作用下，循环废气重新参与烧结。

烧结烟气循环的目的是为了回收烟气中的显热和潜热，降低燃料消耗，减少烟气污染物排放；烟气循环到烧结料层时，其中的粉尘部分会被吸附并滞留于烧结料层中，NOx被部分降解，二噁英在高温下会被热解，CO和CH化合物等在烧结过程中会发生二次燃烧，可降低固体燃耗，进一步降低NOx和SO₂等的排放。烧结烟气循环工艺具有明显的节能减排优势，具体体现在：(1)烧结大烟道烟气温度约为150℃，烧结机后部风箱烟气温度可达到350～400℃，循环烟气中的显热可以得到利用；(2)烧结烟气中CO体积浓度约为0.4％～1.0％，此外还有一定数量的其它可燃有机物，这些物质的潜热可以得到利用；(3)由于烧结烟气实现循环，使最终排放到大气的烟气量可减少20％～30％，脱硫设施的投资和运行成本显著降低；(4)烟气循环使用的风机由电机驱动，将消耗部分电能，这部分烟气如果不循环就要通过烟气处理后经烟囱排放，而这无疑将消耗更多的电能。

目前烧结机烟气循环技术主要分为两种，即烟气内循环技术和烟气外循环技术。烟气内循环技术的特点为：(1)考虑烧结机各风箱烟气污染物及温度分布特征，使污染物在烧结料层中发生一系列复杂化学反应过程，包括CO的二次燃烧放热、二噁英的高温分解等，理论上会降低SO₂、NOx等其他一些污染物的排放浓度。但由于烧结过程伴随着众多物理、化学反应，过程非常复杂，因此内循环并未达到预期效果，并且还带来了一些其他问题。(2)在风箱支管取风，操作灵活，可以随意切换不同风箱进入烟气循环系统，但同时造成设备、钢结构、土建、阀门仪表等工程量加大，导致投资成本升高，检修工作量加大。烟气外循环的技术特点为：(1)在烧结主抽风机后的烟道取烟气，工程改动量小，固定投资低；在业内推广程度上，比烟气内循环系统更多；(2)工艺流程简单、阀门、仪表数量少，检修工作量小；(3)由于烧结主抽风机后的烟气温度低(一般在130～150℃之间)，热量利用效果一般；烟气含氧量相对较低，导致烧结烟气减排率较低(仅30％左右)。因此，尽管烧结烟气循环技术具有节能、减排的效果，但在烧结机实际运行中，烧结烟气循环的实际减排效果差异很大。

烧结成矿主要是靠燃料燃烧提供热量，燃料中的碳在风机抽风的作用下从上到下依次燃烧并传递热量，从而使烧结料粘结成矿。为加快空气与料层之间的热交换过程，通常采用提高混合料的透气性、增加主抽风机抽风量来实现，但此种方法存在瓶颈，不易实施。由于蒸汽的比热是干燥空气的1.8倍，可以通过往烧结料层上面喷射高温蒸汽来提高空气的比热，这样同等数量的空气增添蒸汽就可以在料层内部产生更强烈的热交换能力；同时蒸汽中的H+和OH-对烧结烟气中的鲍氏反应有催化作用，促使CO与CO₂发生反应的速率提高。随着蒸汽喷入烧结料层，烧结料层内空气湿度加大，燃料燃烧效率提高。

发明内容

本发明提供了一种烧结机烟气循环利用系统及方法，采用烧结烟气内循环与外循环相结合的方式，解决了烧结烟气内循环方式或烧结烟气外循环方式存在的弊端；将机头段和中间段的低温烧结烟气首先通过环冷机中温段烧结矿层以提高其温度和含氧量，降低了烧结燃耗，减少了烟气循环对烧结矿质量的影响；将烧结烟气纯氧补氧和环冷机废气补氧相结合，提高了烧结烟气的循环比例；将烧结烟气循环与蒸汽加湿烧结相结合，降低了烧结氮氧化物和硫化物的产生量和循环量，降低了烟气处理成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种烧结机烟气循环利用系统，包括机头段烟气循环管路、中间段烟气循环管路、机尾段烟气循环管路、环冷机、烟气循环主管路及烟气净化外排系统；

烧结机的底部设烟道，烟道分为机头段烟道、中间段烟道及机尾段烟道；

所述烟气循环主管路由烟气密封罩、循环主管道及烟气除湿混合器组成；烟气密封罩设于烧结机的料面上方，通过循环主管道与烟气除湿混合器的烟气出口端相连；

所述机头段烟气循环管路由机头段烟道、第一循环分管道、电除尘器、第三烟气循环风机及第三控制阀组成；机头段烟道通过第一循环分管道依次与电除尘器、第三烟气循环风机、烟气净化外排系统相连，第三烟气循环风机下游的第一循环分管道另外通过第二循环分管道依次连接环冷机的中温段及烟气除湿混合器的烟气入口端；第三烟气循环风机与环冷机的中温段之间的第二循环分管道上设置第三控制阀；

所述中间段烟气循环管路由中间段烟道、第三循环分管道、第二控制阀、第一烟气循环风机及第一控制阀组成；中间段烟道通过第三循环分管道依次连接第一烟气循环风机及烟气除湿混合器的烟气入口端，中间段烟道与第一烟气循环风机之间的第三循环分管道上设置有第二控制阀；第二控制阀上游的第三循环分管道通过第四循环分管道连接电除尘器上游的第一循环分管道；

所述机尾段烟气循环管路由机尾段烟道、第五循环分管道及第二烟气循环风机组成；机尾段烟道通过第五循环分管道依次连接第二烟气循环风机及烟气除湿混合器的烟气入口端。

所述循环主管道上沿烟气流动方向依次设有氮氧化物预处理单元和烟气补氧单元；所述氮氧化物预处理单元由氨气喷射装置和氨气缓冲罐组成；所述烟气补氧单元由氧气均布器和氧气缓冲罐组成。

所述烟气净化外排系统由通过烟气外排分管道依次连接的脱硫反应器、脱硝反应器、外排烟气引风机和烟囱组成；外排烟气引风机与烟囱之间的烟气外排分管道上设硫化物与氮化物检测分析仪。

所述烟气密封罩通过烟气循环分配管连接循环主管道，烟气循环分配管上设烟气调节阀；烟气密封罩的顶部设氧气浓度分析仪及压力检测装置，烟气密封罩的两侧分别设蒸汽喷射装置，靠近烟气密封罩的烟气入口处的烟气循环分配管管端设烟气均布器。

一种烧结机烟气循环利用方法，包括：

(1)烟气内循环过程，包括机尾段烟气内循环过程、机尾与中间段烟气同时内循环过程；具体如下：

所述机尾段烟气内循环过程为：打开第一控制阀，关闭第二控制阀和第三控制阀；烧结机机尾段的烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器，再经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

所述机尾与中间段烟气同时内循环过程为：打开第二控制阀，关闭第一控制阀和第三控制阀；机尾段的烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；中间段烟气在第一烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器中充分混合；混合后的烟气经过氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

(2)烟气内外结合循环过程，包括机头段烟气外循环与中间机尾段烟气内循环相结合的循环过程，以及机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的循环过程；具体如下：

所述机头段烟气外循环与中间机尾段烟气内循环相结合的循环过程为：关闭第一控制阀，打开第二控制阀和第三控制阀；机头段烟气在第三烟气循环风机的作用下经电除尘器除尘，经环冷机中温段烧结矿预热，再与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器；中间段烟气在第一烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；机尾段的烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；机头段烟气、中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器中充分混合；混合后的烟气经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

所述机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的循环过程为：打开第一控制阀和第三控制阀，关闭第二控制阀；机头段烟气和中间段烟气在第三烟气循环风机的作用下经电除尘器除尘，经环冷机中温段烧结矿预热，再与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器；机尾段烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；经烟气除湿混合器混合后的烟气经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层。

当烧结机循环烟气中水分＞5％时，利用烟气除湿混合器对循环烟气进行除湿；烧结机循环烟气中水分≤5％时，烟气除湿混合器仅开启烟气混匀功能。

未参与循环的烧结烟气在外排烟气引风机的作用下，经脱硫反应器进行脱硫处理，经脱硝反应器进行脱硝处理，再经硫化物与氮化物检测分析仪检测符合标准要求后，由烟囱外排。

所述烟气密封罩内的烧结烟气氧气含量体积分数大于18％。

所述蒸汽喷射装置喷射的蒸汽温度大于200℃，压力为0.3～0.8Mpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用烧结烟气内循环与外循环相结合的方式，解决了烧结烟气单独内循环或烧结烟气单独外循环所存在的弊端；

(2)将机头段和中间段的低温烧结烟气首先通过环冷机中温段烧结矿层，可以提高烧结烟气的温度和含氧量，能够降低烧结燃耗，减少烟气循环对烧结矿质量的影响；

(3)将烧结烟气纯氧补氧和环冷机废气补氧相结合，可以提高烧结烟气的循环比例；

(4)将烧结烟气循环与蒸汽加湿烧结相结合，可以降低烧结氮氧化物和硫化物的产生量和循环量，降低烟气处理成本。

附图说明

图1是本发明所述烧结机烟气循环利用系统的结构示意图；

图2是本发明所述烟气密封罩与烟气循环主管道的连接结构示意图。

图中：1.烧结机 2.机头段烟道 3.中间段烟道 4.机尾段烟道 5.烟气密封罩 6.氧气浓度分析仪 7.蒸汽喷射装置 8.压力检测装置 9.烟气均布器 10.烟气循环分配管11.循环主管道 12.烟气调节阀 13.氧气均布器 14.氧气缓冲罐 15.氨气喷射装置 16.氨气缓冲罐 17.烟气除湿混合器 18.环冷机 19.脱硫反应器 20.脱硝反应器 21.硫化物与氮化物检测分析仪 22.电除尘器 23.烟囱 24.第一循环分管道 25.第一烟气循环风机26.第二烟气循环风机 27.第三烟气循环风机 28.外排烟气引风机 29.第一控制阀 30.第二控制阀 31.第三控制阀 32.第二循环分管道 33.第三循环分管道 34.第四循环分管道35.第五循环分管道 36.烟气外排分管道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种烧结机烟气循环利用系统，包括机头段烟气循环管路、中间段烟气循环管路、机尾段烟气循环管路、环冷机18、烟气循环主管路及烟气净化外排系统；

烧结机1的底部设烟道，烟道分为机头段烟道2、中间段烟道3及机尾段烟道4；

所述烟气循环主管路由烟气密封罩5、循环主管道11及烟气除湿混合器17组成；烟气密封罩5设于烧结机1的料面上方，通过循环主管道11与烟气除湿混合器17的烟气出口端相连；

所述机头段烟气循环管路由机头段烟道2、第一循环分管道24、电除尘器22、第三烟气循环风机27及第三控制阀31组成；机头段烟道2通过第一循环分管道24依次与电除尘器22、第三烟气循环风机27、烟气净化外排系统相连，第三烟气循环风机27下游的第一循环分管道24另外通过第二循环分管道32依次连接环冷机18的中温段及烟气除湿混合器17的烟气入口端；第三烟气循环风机27与环冷机18的中温段之间的第二循环分管道32上设置第三控制阀31；

所述中间段烟气循环管路由中间段烟道3、第三循环分管道33、第二控制阀30、第一烟气循环风机25及第一控制阀29组成；中间段烟道3通过第三循环分管道33依次连接第一烟气循环风机25及烟气除湿混合器17的烟气入口端，中间段烟道3与第一烟气循环风机25之间的第三循环分管道33上设置有第二控制阀30；第二控制阀30上游的第三循环分管道33通过第四循环分管道34连接电除尘器22上游的第一循环分管道24；

所述机尾段烟气循环管路由机尾段烟道4、第五循环分管道35及第二烟气循环风机26组成；机尾段烟道4通过第五循环分管道35依次连接第二烟气循环风机26及烟气除湿混合器17的烟气入口端。

所述循环主管道11上沿烟气流动方向依次设有氮氧化物预处理单元和烟气补氧单元；所述氮氧化物预处理单元由氨气喷射装置15和氨气缓冲罐16组成；所述烟气补氧单元由氧气均布器13和氧气缓冲罐14组成。

所述烟气净化外排系统由通过烟气外排分管道36依次连接的脱硫反应器19、脱硝反应器20、外排烟气引风机28和烟囱23组成；外排烟气引风机28与烟囱23之间的烟气外排分管道36上设硫化物与氮化物检测分析仪21。

所述烟气密封罩5通过烟气循环分配管10连接循环主管道11，烟气循环分配管10上设烟气调节阀12；烟气密封罩5的顶部设氧气浓度分析仪6及压力检测装置8，烟气密封罩5的两侧分别设蒸汽喷射装置7，靠近烟气密封罩5的烟气入口处的烟气循环分配管10管端设烟气均布器9。

一种烧结机烟气循环利用方法，包括：

(1)烟气内循环过程，包括机尾段烟气内循环过程、机尾与中间段烟气同时内循环过程；具体如下：

所述机尾段烟气内循环过程为：打开第一控制阀29，关闭第二控制阀30和第三控制阀31；烧结机1机尾段的烟气在第二烟气循环风机26的作用下进入烟气除湿混合器17，再经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道11和烟气循环分配管10进入烟气密封罩5；通过蒸汽喷射装置7向烟气密封罩5内喷射蒸汽，通过烟气均布器9使烟气密封罩5内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

所述机尾与中间段烟气同时内循环过程为：打开第二控制阀30，关闭第一控制阀29和第三控制阀31；机尾段的烟气在第二烟气循环风机26的作用下进入烟气除湿混合器17；中间段烟气在第一烟气循环风机25的作用下进入烟气除湿混合器17；中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器17中充分混合；混合后的烟气经过氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道11和烟气循环分配管10进入烟气密封罩5；通过蒸汽喷射装置7向烟气密封罩5内喷射蒸汽，通过烟气均布器9使烟气密封罩5内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

(2)烟气内外结合循环过程，包括机头段烟气外循环与中间机尾段烟气内循环相结合的循环过程，以及机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的循环过程；具体如下：

所述机头段烟气外循环与中间机尾段烟气内循环相结合的循环过程为：关闭第一控制阀29，打开第二控制阀30和第三控制阀31；机头段烟气在第三烟气循环风机27的作用下经电除尘器22除尘，经环冷机中温段烧结矿预热，再与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器17；中间段烟气在第一烟气循环风机25的作用下进入烟气除湿混合器17；机尾段的烟气在第二烟气循环风机26的作用下进入烟气除湿混合器17；机头段烟气、中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器17中充分混合；混合后的烟气经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道11和烟气循环分配管10进入烟气密封罩5；通过蒸汽喷射装置7向烟气密封罩5内喷射蒸汽，通过烟气均布器9使烟气密封罩5内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

所述机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的循环过程为：打开第一控制阀29和第三控制阀31，关闭第二控制阀30；机头段烟气和中间段烟气在第三烟气循环风机27的作用下经电除尘器22除尘，经环冷机中温段烧结矿预热，再与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器17；机尾段烟气在第二烟气循环风机26的作用下进入烟气除湿混合器17；经烟气除湿混合器17混合后的烟气经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道11和烟气循环分配管10进入烟气密封罩5；通过蒸汽喷射装置7向烟气密封罩5内喷射蒸汽，通过烟气均布器9使烟气密封罩5内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层。

当烧结机循环烟气中水分＞5％时，利用烟气除湿混合器17对循环烟气进行除湿；烧结机循环烟气中水分≤5％时，烟气除湿混合器17仅开启烟气混匀功能。

未参与循环的烧结烟气在外排烟气引风机28的作用下，经脱硫反应器19进行脱硫处理，经脱硝反应器29进行脱硝处理，再经硫化物与氮化物检测分析仪21检测符合标准要求后，由烟囱23外排。

所述烟气密封罩5内的烧结烟气氧气含量体积分数大于18％。

所述蒸汽喷射装置7喷射的蒸汽温度大于200℃，压力为0.3～0.8Mpa。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

【实施例1】

本实施例中，一种烧结机烟气循环利用系统，包括烧结机1、环冷机18、机头段烟气循环管路、中间段烟气循环管路、机尾段烟气循环管路、烟气循环主管路及烟气净化外排系统。

本实施例中，机头段烟气循环管路用于烧结机1第1#～第4#风箱所产生烟气的循环，机头段烟气循环系统涉及机头段烟道2、第一循环分管道24、电除尘器22、第三烟气循环风机27、第三控制阀31、环冷机18的中温段、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；机头段烟道2通过第一循环分管道24与电除尘器22相连；电除尘器22通过第一循环分管道24与第三烟气循环风机27相连；第三烟气循环风机27通过第一循环分管道24与烟气净化外排系统相连，通过第二循环分管道32与环冷机18的中温段相连；第三烟气循环风机27与环冷机18之间的第二循环分管道32上设置第三控制阀31；第三控制阀31用于调控机头段烟气外排和参与循环的比例；环冷机18的中温段通过第二循环分管道32与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连。烟气除湿混合器17的作用是：当循环烧结烟气的水分＞5％时，用于对循环烟气进行除湿；当循环烧结烟气的水分≤5％时，不对循环烟气进行除湿，仅发挥烟气混匀作用。

本实施例中，中间段烟气循环管路用于烧结机1第5#～第20#风箱所产生烟气的循环，包括内循环方式和外循环方式：内循环方式涉及中间段烟道3、第三循环分管道33、第二控制阀30、第一烟气循环风机25、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；中间段烟道3通过第三循环分管道33与第一烟气循环风机25相连；中间段烟道3和第一烟气循环风机25之间的第三循环分管道33上设置有第二控制阀30；第一烟气循环风机25通过第三循环分管道33与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连。外循环分方式涉及中间段烟道3、第三循环分管道33、第四循环分管道34、第一循环分管道24、第二控制阀30、电除尘器22、第三烟气循环风机27、第三控制阀31、环冷机18的中温段、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；中间段烟道3通过第三循环分管道33、第四循环分管道34及第一循环分管道24与电除尘器22相连，第四循环分管道34上设置第一控制阀29，电除尘器22通过第一循环分管道24与第三烟气循环风机27相连；第三烟气循环风机27通过第一循环分管道24与烟气净化外排系统相连，通过第二循环分管道32与环冷机18的中温段相连；第三烟气循环风机27与环冷机18之间的第二循环分管道32上设置第三控制阀31，第三控制阀31用于调控机头段烟气外排和参与循环的比例。环冷机18的中温段通过第二循环分管道32与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连；通过打开和关闭第一控制阀29和第二控制阀30，可以实现烟气内循环方式或烟气外循环方式的切换。

本实施例中，机尾段烟气循环管路用于烧结机1第21#～第24#风箱所产生烟气的循环，涉及机尾段烟道4、第五循环分管道35、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；机尾段烟道4通过第五循环分管道35与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连。

烟气净化外排系统由脱硫反应器19、脱硝反应器20、外排烟气引风机28、硫化物与氮化物检测分析仪21和烟囱23组成；按烟气外排净化顺序，脱硫反应19、脱硝反应器20、硫化物与氮化物检测分析仪21、烟囱23在第一循环分管道24上依次设置；外排烟气引风机28提供烟气外排的动力。

烟气循环主管路包括循环主管道11和按烟气流动方向依次设置在循环主管道11上的氮氧化物预处理单元和烟气补氧单元；氮氧化物预处理单元由氨气喷射装置15和氨气缓冲罐16组成；烟气补氧单元由氧气均布器13和氧气缓冲罐14组成。

烟气密封罩5通过烟气循环分配管10与循环主管道11相连，烟气密封罩5设置在烧结机1料面的上方，烟气循环分配管10上设有烟气调节阀12；氧气浓度分析仪6、压力检测装置8设置在烟气密封罩5的顶部；蒸汽喷射装置7设置在烟气密封罩5的左右两侧；烟气密封罩5内部、烟气密封罩5与烟气循环分配管10连接处的烟气循环分配管10管端设置有烟气均布器9。

一种烧结机烟气循环利用方法包括烟气内循环过程和烟气内外结合的循环过程，本实施例采用机尾与中间段烟气同时内循环的方式。打开第二控制阀30，关闭第一控制阀29和第三控制阀31；机尾段的烟气在第二烟气循环风机26的作用下进入烟气除湿混合器17；中间段烟气在第一烟气循环风机25的作用下进入烟气除湿混合器17；中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器17中充分混合；循环烧结烟气的水分＞5％，烟气除湿混合器17对循环烟气进行除湿，除湿后的循环烟气水分≤5％。混合、除湿后的烟气经过氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道11和烟气循环分配管10进入烟气密封罩5，烟气密封罩5内烟气的氧气体积分数为20％。通过蒸汽喷射装置7向烟气密封罩5内喷射蒸汽，喷射蒸汽的温度大于220℃，压力为0.4Mpa；通过烟气均布器9使烟气密封罩5内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层。未参与循环的烧结烟气在外排烟气引风机28的作用下，经脱硫反应器19和脱硝反应器20处理，再经硫化物与氮化物检测分析仪21检测，符合排放标准，由烟囱23外排。

本实施例应用烧结机烟气循环利用方法后，粉尘及外排烟气总量减排30％～40％，脱硫脱硝成本降低了40％～50％，烧结固体燃耗降低4～5kg/t，烧结返矿率降低3～4个百分点。

【实施例2】

本实施例中，一种烧结机烟气循环利用系统，包括烧结机1、环冷机18、机头段烟气循环管路、中间段烟气循环管路、机尾段烟气循环管路、烟气循环主管路及烟气净化外排系统。

本实施例中，机头段烟气循环管路用于烧结机1第1#～第3#风箱所产生烟气的循环，机头段烟气循环系统涉及机头段烟道2、第一循环分管道24、电除尘器22、第三烟气循环风机27、第三控制阀31、环冷机18的中温段、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；机头段烟道2通过第一循环分管道24与电除尘器22相连；电除尘器22通过第一循环分管道24与第三烟气循环风机27相连；第三烟气循环风机27通过第一循环分管道24与烟气净化外排系统相连，通过第二循环分管道32与环冷机18的中温段相连；第三烟气循环风机27与环冷机18之间的第二循环分管道32上设置第三控制阀31；第三控制阀31用于调控机头段烟气外排和参与循环的比例；环冷机18的中温段通过第二循环分管道32与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连。烟气除湿混合器17的作用是：当循环烧结烟气的水分＞5％时，用于对循环烟气进行除湿；当循环烧结烟气的水分≤5％时，不对循环烟气进行除湿，仅发挥烟气混匀作用。

本实施例中，中间段烟气循环管路用于烧结机1第4#～第21#风箱所产生烟气的循环，包括内循环方式和外循环方式：内循环方式涉及中间段烟道3、第三循环分管道33、第二控制阀30、第一烟气循环风机25、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；中间段烟道3通过第三循环分管道33与第一烟气循环风机25相连；中间段烟道3和第一烟气循环风机25之间的第三循环分管道33上设置有第二控制阀30；第一烟气循环风机25通过第三循环分管道33与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连。外循环分方式涉及中间段烟道3、第三循环分管道33、第四循环分管道34、第一循环分管道24、第二控制阀30、电除尘器22、第三烟气循环风机27、第三控制阀31、环冷机18的中温段、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；中间段烟道3通过第三循环分管道33、第四循环分管道34及第一循环分管道24与电除尘器22相连，第四循环分管道34上设置第一控制阀29，电除尘器22通过第一循环分管道24与第三烟气循环风机27相连；第三烟气循环风机27通过第一循环分管道24与烟气净化外排系统相连，通过第二循环分管道32与环冷机18的中温段相连；第三烟气循环风机27与环冷机18之间的第二循环分管道32上设置第三控制阀31，第三控制阀31用于调控机头段烟气外排和参与循环的比例。环冷机18的中温段通过第二循环分管道32与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连；通过打开和关闭第一控制阀29和第二控制阀30，可以实现烟气内循环方式或烟气外循环方式的切换。

本实施例中，机尾段烟气循环管路用于烧结机1第22#～第26#风箱所产生烟气的循环，涉及机尾段烟道4、第五循环分管道35、烟气除湿混合器17、循环主管道11和烟气密封罩5；机尾段烟道4通过第五循环分管道35与烟气除湿混合器17相连；烟气除湿混合器17通过循环主管道11与烟气密封罩5相连。

烟气净化外排系统由脱硫反应器19、脱硝反应器20、外排烟气引风机28、硫化物与氮化物检测分析仪21和烟囱23组成；按烟气外排净化顺序，脱硫反应19、脱硝反应器20、硫化物与氮化物检测分析仪21、烟囱23在第一循环分管道24上依次设置；外排烟气引风机28提供烟气外排的动力。

烟气循环主管路包括循环主管道11和按烟气流动方向依次设置在循环主管道11上的氮氧化物预处理单元和烟气补氧单元；氮氧化物预处理单元由氨气喷射装置15和氨气缓冲罐16组成；烟气补氧单元由氧气均布器13和氧气缓冲罐14组成。

烟气密封罩5通过烟气循环分配管10与循环主管道11相连，烟气密封罩5设置在烧结机1料面的上方，烟气循环分配管10上设有烟气调节阀12；氧气浓度分析仪6、压力检测装置8设置在烟气密封罩5的顶部；蒸汽喷射装置7设置在烟气密封罩5的左右两侧；烟气密封罩5内部、烟气密封罩5与烟气循环分配管10连接处的烟气循环分配管10管端设置有烟气均布器9。

一种烧结机烟气循环利用方法包括烟气内循环过程和烟气内外结合的循环过程，本实施例采用机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的方式。打开第一控制阀29和第三控制阀31，关闭第二控制阀30；机头段烟气和中间段烟气在第三烟气循环风机27的作用下经过电除尘器22除尘，经过环冷机中温段烧结矿预热，并与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器17；机尾段的烟气在第二烟气循环风机26的作用下进入烟气除湿混合器17；循环烧结烟气的水分≤5％，烟气除湿混合器17不对循环烟气进行除湿，仅发挥烟气混合作用。混合后的烟气经过氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道11和烟气循环分配管10进入烟气密封罩5，烟气密封罩5内烟气的氧气体积分数为19％。通过蒸汽喷射装置7向烟气密封罩5内喷射蒸汽，喷射蒸汽的温度大于230℃，压力为0.6Mpa；通过烟气均布器使烟气密封罩5内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层。未参与循环的烧结烟气在外排烟气引风机28的作用下，经脱硫反应器19和脱硝反应器20处理，再经硫化物与氮化物检测分析仪检测，符合排放标准，由烟囱23外排。

本实施例应用烧结机烟气循环利用方法后，粉尘及外排烟气总量减排40％～50％，脱硫脱硝成本降低45％～55％，烧结固体燃耗降低5～7kg/t，烧结返矿率降低4～6个百分点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烧结机烟气循环利用系统，其特征在于，包括机头段烟气循环管路、中间段烟气循环管路、机尾段烟气循环管路、环冷机、烟气循环主管路及烟气净化外排系统；

烧结机的底部设烟道，烟道分为机头段烟道、中间段烟道及机尾段烟道；

所述烟气循环主管路由烟气密封罩、循环主管道及烟气除湿混合器组成；烟气密封罩设于烧结机的料面上方，通过循环主管道与烟气除湿混合器的烟气出口端相连；

所述机头段烟气循环管路由机头段烟道、第一循环分管道、电除尘器、第三烟气循环风机及第三控制阀组成；机头段烟道通过第一循环分管道依次与电除尘器、第三烟气循环风机、烟气净化外排系统相连，第三烟气循环风机下游的第一循环分管道另外通过第二循环分管道依次连接环冷机的中温段及烟气除湿混合器的烟气入口端；第三烟气循环风机与环冷机的中温段之间的第二循环分管道上设置第三控制阀；

所述中间段烟气循环管路由中间段烟道、第三循环分管道、第二控制阀、第一烟气循环风机及第一控制阀组成；中间段烟道通过第三循环分管道依次连接第一烟气循环风机及烟气除湿混合器的烟气入口端，中间段烟道与第一烟气循环风机之间的第三循环分管道上设置有第二控制阀；第二控制阀上游的第三循环分管道通过第四循环分管道连接电除尘器上游的第一循环分管道；

所述机尾段烟气循环管路由机尾段烟道、第五循环分管道及第二烟气循环风机组成；机尾段烟道通过第五循环分管道依次连接第二烟气循环风机及烟气除湿混合器的烟气入口端。

2.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气循环利用系统，其特征在于，所述循环主管道上沿烟气流动方向依次设有氮氧化物预处理单元和烟气补氧单元；所述氮氧化物预处理单元由氨气喷射装置和氨气缓冲罐组成；所述烟气补氧单元由氧气均布器和氧气缓冲罐组成。

3.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气循环利用系统，其特征在于，所述烟气净化外排系统由通过烟气外排分管道依次连接的脱硫反应器、脱硝反应器、外排烟气引风机和烟囱组成；外排烟气引风机与烟囱之间的烟气外排分管道上设硫化物与氮化物检测分析仪。

4.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气循环利用系统，其特征在于，所述烟气密封罩通过烟气循环分配管连接循环主管道，烟气循环分配管上设烟气调节阀；烟气密封罩的顶部设氧气浓度分析仪及压力检测装置，烟气密封罩的两侧分别设蒸汽喷射装置，靠近烟气密封罩的烟气入口处的烟气循环分配管管端设烟气均布器。

5.基于权利要求1～4任意一种所述系统的烧结机烟气循环利用方法，其特征在于，包括：

(1)烟气内循环过程，包括机尾段烟气内循环过程、机尾与中间段烟气同时内循环过程；具体如下：

所述机尾段烟气内循环过程为：打开第一控制阀，关闭第二控制阀和第三控制阀；烧结机机尾段的烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器，再经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

所述机尾与中间段烟气同时内循环过程为：打开第二控制阀，关闭第一控制阀和第三控制阀；机尾段的烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；中间段烟气在第一烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器中充分混合；混合后的烟气经过氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

(2)烟气内外结合循环过程，包括机头段烟气外循环与中间机尾段烟气内循环相结合的循环过程，以及机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的循环过程；具体如下：

所述机头段烟气外循环与中间机尾段烟气内循环相结合的循环过程为：关闭第一控制阀，打开第二控制阀和第三控制阀；机头段烟气在第三烟气循环风机的作用下经电除尘器除尘，经环冷机中温段烧结矿预热，再与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器；中间段烟气在第一烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；机尾段的烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；机头段烟气、中间段烟气和机尾段烟气在烟气除湿混合器中充分混合；混合后的烟气经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层；

所述机头中间段烟气外循环与机尾段烟气内循环相结合的循环过程为：打开第一控制阀和第三控制阀，关闭第二控制阀；机头段烟气和中间段烟气在第三烟气循环风机的作用下经电除尘器除尘，经环冷机中温段烧结矿预热，再与环冷机中温段废气混合均匀后进入烟气除湿混合器；机尾段烟气在第二烟气循环风机的作用下进入烟气除湿混合器；经烟气除湿混合器混合后的烟气经氮氧化物预处理单元进行预处理，经烟气补氧单元进行补氧后，通过循环主管道和烟气循环分配管进入烟气密封罩；通过蒸汽喷射装置向烟气密封罩内喷射蒸汽，通过烟气均布器使烟气密封罩内的蒸汽与烟气充分混匀后进入烧结料层。

6.根据权利要求5所述的一种烧结机烟气循环利用方法，其特征在于，当烧结机循环烟气中水分＞5％时，利用烟气除湿混合器对循环烟气进行除湿；烧结机循环烟气中水分≤5％时，烟气除湿混合器仅开启烟气混匀功能。

7.根据权利要求5所述的一种烧结机烟气循环利用方法，其特征在于，未参与循环的烧结烟气在外排烟气引风机的作用下，经脱硫反应器进行脱硫处理，经脱硝反应器进行脱硝处理，再经硫化物与氮化物检测分析仪检测符合标准要求后，由烟囱外排。

8.根据权利要求5所述的一种烧结机烟气循环利用方法，其特征在于，所述烟气密封罩内的烧结烟气氧气含量体积分数大于18％。

9.根据权利要求5所述的一种烧结机烟气循环利用方法，其特征在于，所述蒸汽喷射装置喷射的蒸汽温度大于200℃，压力为0.3～0.8Mpa。

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