CN113908676A - 一种链箅机防窜风烟气处理系统及其烟气处理工艺 - Google Patents

一种链箅机防窜风烟气处理系统及其烟气处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种链箅机防窜风烟气处理系统及使用该系统进行烟气处理的方法，该系统包括链箅机和回转窑。所述链箅机的PH段通过第一管道与回转窑的烟气出口相连通。所述TPH段和PH段之间设置有防窜风装置。同时在PH段后设置SCR脱硝处理系统以及在TPH段以及SCR系统后续工段上集中设置烟气除尘和烟气脱硫装置。本发明通过增设可移动式气流平衡板，利用气流平衡板位置变化来控制TPH段的气压大于等于PH段的气压，防止PH段高NOx废气向TPH段窜风导致TPH段烟气中NOx含量升高的问题。通过风流控制的方法的精确调控SCR系统、脱硫装置以及除尘装置的共同作用实现烟气净化处理的目的。

Description

一种链箅机防窜风烟气处理系统及其烟气处理工艺
技术领域
本发明涉及一种防窜风烟气处理设备，具体涉及一种链箅机防窜风烟气处理系统及其烟气处理工艺。属于链箅机烟气处理技术领域。
背景技术
NOx是形成光化学烟雾、酸雨、灰霾天气，加剧臭氧层破坏和促进温室效应的主要原因，对生态环境危害巨大。2019年生态环境部发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，明确要求球团焙烧烟气在基准含氧量18％的条件下，NOx小时均值排放浓度不高于50mg/m3。如果氧含量高于18％，则NOx浓度按折算到基准氧含量后的值进行考核。因此，要满足钢铁烧结、球团工业大气污染物排放要求，同时降低焙烧烟气中NOx的浓度和氧气浓度是有效的技术措施。从大多数的球团厂生产情况来看，NOx一般排放浓度在100～300mg/m3，废气中的氧气含量17％-19％。
球团生产过程NOx的产生主要源于燃料型和热力型两种形式，虽然可以通过降低球团矿产量，即减少煤气或煤粉喷入量，通过降低球团矿强度要求，即降低回转窑温度，通过采用较低NOx的原料和燃料等措施来减少链箅机-回转窑球团生产过程NOx的生成量，但是难以满足超低排放的环保要求。
在现有技术中，由于没有系统的研究和可靠的链箅机-回转窑球团生产过程低NOx生成和控制技术，造成球团厂生产过程NOx排放不达标成为常态，是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NOx的原料和燃料等方式来降低NOx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NOx生产的难题。
目前，较为优选的NOx的脱除技术主要依靠活性炭脱硝工艺对PH段NOx进行脱除。可实现链箅机-回转窑球团生产过程NOx的超低排。但是往往由于链箅机生产系统中PH段与TPH段因温度、气压差别而导致的窜风问题，即PH段高NOx废气向TPH段串风，使得TPH段烟气中NOx含量升高。进而难以实现脱硝精准控制和NOx的达标排放。与此同时，球团烟气中还含有硫化物、粉尘等污染物，PH段中烟气经过SCR处理后，烟气中NOx含量达到排放标准，在活性炭脱除NOx的过程中虽然也能脱除部分硫化物以及粉尘等污染物，但是并不能使得烟气中的硫化物和粉尘达到排放标准(SCR系统主要用于脱除烟气中的NOx)，即SCR系统对其他污染物的脱除并不彻底。同时，TPH段的烟气中的硫化物和粉尘等污染物也未得到有效处理，因此需与脱硝后烟气一起集中另行进行硫化物和粉尘的脱除处理。进而避免硫化物和粉尘直接排入大气造成环境污染。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种链箅机防窜风烟气处理系统及其烟气处理工艺。可有效防止链箅机TPH段和PH段窜风，防止PH段高浓度NOx烟气进入TPH段导致的尾烟气中污染物超标的问题，同时在PH段后设置SCR脱硝处理系统以及在TPH以及SCR脱硝处理系统的后续工段上集中设置烟气除尘和烟气脱硫装置，进一步实现烟气的除尘脱硫处理。烟气在经过脱硝、除尘、脱硫等处理后即可实现安全排放。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：
根据本发明的第一种实施方案，提供一种链箅机防窜风烟气处理系统，该系统包括链箅机、回转窑、脱硫装置、SCR脱硝装置、除尘装置。根据物料的走向，所述链箅机依次设有鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段。所述预热二段通过第一管道与回转窑的烟气出口相连通。所述预热一段和预热二段之间设置有防窜风装置。所述预热二段的出风口通过第四管道连通至抽风干燥段的进风口。所述抽风干燥段的出风口通过第五管道连通至烟囱。所述SCR脱硝装置设置在第四管道上。所述脱硫装置和除尘装置设置在第五管道上。
作为优选，所述防窜风装置包括气流平衡板、移动平台、辊轮以及开槽。所述气流平衡板设置在链箅机的内部。所述移动平台设置在预热一段和预热二段外部下端的两侧。所述辊轮设置在移动平台底部。所述开槽设在预热一段和预热二段外部上端的两侧。所述移动平台上还设置有固定座。所述固定座上设置有立柱。所述立柱的顶端穿过开槽后与气流平衡板的顶端相连接。所述移动平台的外部还设置有移动电机。移动电机驱动移动平台在辊轮上进行移动。移动平台的移动带动固定座、立柱的移动进而带动气流平衡板在链箅机内的移动。
作为优选，所述气流平衡板由外板和内板组成。所述外板为一个内部中空的板体。所述内板套接在外板的内腔中。所述内板还与升降电机相连。升降电机控制内板在外板内腔的竖直方向上进行移动。
作为优选，该系统还包括有环冷机。所述环冷机依次设有环冷一段、环冷二段以及环冷三段。所述环冷一段的出风口通过第六管道连通至回转窑的进风口。所述环冷二段的出风口通过第七管道连通至预热一段的进风口。所述环冷三段的出风口通过第八管道连通至鼓风干燥段的进风口。所述预热一段的出风口通过第九管道连通至第五管道。所述鼓风干燥段的出风口通过第十管道连通至烟囱。
作为优选，该系统还包括有第一压力检测计、第二压力检测计、第一温度检测计、第二温度检测计、第一流量检测计、第二流量检测计、第一烟气分析仪以及第二烟气分析仪。所述第一压力检测计、第一温度检测计和第一烟气分析仪设置在预热一段内。所述第二压力检测计和第二温度检测计设置在预热二段内。所述第一流量检测计设置在第七管道上。所述第二流量检测计设置在第一管道上。所述第二烟气分析仪设置在第五管道上。
作为优选，在第五管道上，所述脱硫装置设置除尘装置的下游。
作为优选，所述脱硫装置为干法脱硫装置、半干法脱硫装置或湿法脱硫装置。
作为优选，所述除尘装置为布袋除尘装置或电除尘装置。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种链箅机防窜风烟气处理工艺或使用第一种实施方案所述链箅机防窜风烟气处理系统进行烟气处理的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)根据物料的走向，生球进入链箅机，依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段后输送至回转窑内进行氧化焙烧。氧化焙烧完成后的氧化球团矿输送至环冷机进行冷却。
2)根据热风的流向，环冷一段排出的热风经由第六管道输送至回转窑内，然后再经第一管道输送至预热二段内。环冷二段排出的热风经由第七管道输送至预热一段内。环冷三段排出的热风经由第八管道输送至鼓风干燥段内。
3)调节设置在预热一段和预热二段之间的气流平衡板的水平位置，使得预热一段内的压力大于或等于预热二段内的压力。
4)预热二段排出的热风经由第四管道输送，经过脱硝处理后输送至抽风干燥段内。抽风干燥段和预热一段排出的热风依次经过除尘装置进行除尘处理、经过脱硫装置进行脱硫处理后从烟囱排出。
作为优选，该方法还包括：在预热一段内设置有第一压力检测计实时检测预热一段内的气压为p1，Pa。还设置有第一温度检测计实时检测预热一段内的气体温度为c1，K。
作为优选，在预热二段内设置有第二压力检测计实时检测预热二段内的气压为p2，Pa。还设置有第二温度检测计实时检测预热二段内的气体温度为c2，K。
作为优选，在第七管道上还设置有第一流量检测计实时检测输送至预热一段内的气体流量为q1，Nm3/h。在第一管道上设置有第二流量检测计实时检测输送至预热二段内的气体流量为q2，Nm3/h。则输送至预热一段内的气体质量为m1，g：
m1＝ρ*q1*t...式I。
输送至预热一段内的气体质量为m2，g：
m2＝ρ*q2*t...式II。
在式I和式II中，ρ为气体平均密度，g/m3。t为气体输送时间，h。
作为优选，根据理想气体状态方程，得：
p1*v1＝ρ*q1*t*R*c1/M...式III。
p2*v2＝ρ*q2*t*R*c2/M...式IV。
在式III和式IV中，v1为预热一段的容积，m3。v2为预热二段的容积，m3。R为气体常量，J/(mol·K)。M为气体平均摩尔质量，g/mol。
作为优选，设定预热一段的长度为a1，宽度为b1，高度为h1，单位均为m。设定预热二段的长度为a2，宽度为b2，高度为h2，单位均为m。则：
v1＝k1*a1*b1*h1...式V。
v2＝k2*a2*b2*h2...式VI。
在式V和式VI中，所述k1为预热一段的容积修正比值。k2为预热二段的容积修正比值。
作为优选，将式V代入式III，得：
p1＝ρ*q1*t*R*c1/(M*k1*a1*b1*h1)...式VII。
将式VI代入式IV，得：
p2＝ρ*q2*t*R*c2/(M*k2*a2*b2*h2)...式VII。
作为优选，设定气流平衡板向预热一段方向的水平移动量为△a，m。则：
Z＝p1/p2＝[q1*c1*k2*(a2-△a)*b2*h2]/[q2*c2*k1*(a1+△a)*b1*h1]...式VIII。
当Z＝1时，则气流平衡板301的最小应移动量△amin为：
Figure BDA0002579749490000041
通过调节气流平衡板的水平移动量△a大于等于式IX的计算值△amin，m，进而使得Z≥1，即p1≥p2。
作为优选，调节所述气流平衡板水平位移为△a时为分步调节，调整次数设为N，则：
N＝丨(p2-p1)/(0.05*p1)丨...式X。
当所述气流平衡板的所需水平位移为△a时，则气流平衡板的移动次数是式X的计算值N。
作为优选，在预热一段内还设置有第一烟气分析仪实时检测预热一段内的NOx的含量小于等于40mg/m3。在第五管道上设置有第二烟气分析仪实时检测第五管道内的NOx的含量小于等于40mg/m3。
在现有技术中，由于没有系统的研究和可靠的链箅机-回转窑球团生产过程低NOx生成和控制技术，造成球团厂生产过程NOx排放不达标成为常态，是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NOx的原料和燃料等方式来降低NOx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NOx生产的难题。除此之外，通过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)和活性炭净化技术，虽然可以达到低NOx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NOx控制方式主要还是通过过程控制实现。
现有的链箅机-回转窑球团生产工艺中，链箅机分成鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段，环冷机分成环冷一段、环冷二段和环冷三段。其中，环冷一段的风直接进入回转窑中焙烧球团矿，经预热二段加热预热球后鼓入到抽风干燥段对生球进行抽风干燥，再经抽风干燥段向外排放(排放之前经过烟气净化处理)；环冷二段的风进入预热一段加热预热球后向外排放；环冷三段的风进入鼓风干燥段对生球进行鼓风干燥，从而实现链箅机-回转窑-环冷机风流系统的闭路循环。
在本发明中，为解决球团烟气超低NOx排放的生产系统中PH段与TPH段因温度、气压差别而导致的串风问题，实施脱硝精准控制和NOx达标排放，本发明在链箅机PH段和TPH段之间增设可移动式气流平衡板，利用平衡板位置变化来主要控制TPH段的气压P1大于等于PH段的气压P2，即P1≥P2，防止PH段高NOx废气向TPH段串风，使得TPH段烟气中NOx含量升高。链箅机风流系统未平衡前打开气流平衡板，稳定后及时关闭，对链箅机系统产生积极影响：只需对PH段废气(约1/3)进行SCR脱硝处理即可满足球团NOx超低排放要求，投资和运行成本大大减少；将TPH段靠近PH段的多个风箱(一般为1-5个，可根据实际工况进行合理调节设置)选择性的并入PH段，间接延长了球团高温预热时间，起到改善预热球强度的作用。
进一步地，在链箅机烟气中往往还含有硫化物和粉尘等污染物，这类污染物若不进行处理也会对环境造成严重污染。链箅机PH段的烟气经过SCR脱硝装置处理后，烟气中的NOx得到脱除，与此同时该部分烟气中的硫化物和粉尘也得到一定程度的脱除，但是由于SCR装置主要针对的是烟气中NOx的脱除，对硫化物和粉尘的脱除有限，而且SCR脱硝系统在运行过程中也会产生新的粉尘(催化剂粉尘)。与此同时，TPH段的烟气也未经过脱硫除尘处理。因此将经过SCR系统处理后的PH段烟气和TPH段后的烟气集中后再依次进行除尘、脱硫处理后进行排放。
在本发明中，通过在预热一段内设置有第一压力检测计实时检测预热一段内的气压为p1，Pa。在预热二段内设置有第二压力检测计实时检测预热二段内的气压为p2，Pa。通过将检测得到的p1和p2值进行对比。若检测到的p1≥p2，则系统不进行调整(气流平衡板位置维持不变)；若检测到的p1＜p2，则控制并调节气流平衡板的位置移动，使得p1≥p2即可。以防止PH段高NOx废气向TPH段窜风。
在本发明中，所述防窜风装置包括气流平衡板、移动平台、辊轮以及开槽。所述气流平衡板设置在链箅机的内部。所述移动平台设置在预热一段和预热二段外部下端的两侧。所述辊轮设置在移动平台底部。所述开槽开设在预热一段和预热二段外部上端的两侧。所述移动平台上还设置有固定座。所述固定座上设置有立柱。所述立柱的顶端穿过开槽后与气流平衡板的顶端相连接(立柱的顶端横向弯曲后穿过开槽与气流平衡板的顶端连接)。所述移动平台的外部还设置有移动电机。移动电机驱动移动平台在辊轮上进行移动。移动平台的移动带动固定座、立柱的移动进而带动气流平衡板在链箅机内(由PH段向TPH段移动)的移动。
进一步地，所述气流平衡板由外板和内板组成。所述外板为一个内部中空的板体。所述内板套接在外板的内腔中。所述内板还与升降电机相连。升降电机控制内板在外板内腔的竖直方向上进行移动。根据实际需要，调节内板的移动，进而改变气流平衡板的整体高度以满足不同高度的工况需求，防止窜风现象的发生。
在本发明中，所述内板的厚度为1-20cm，优选为2-15cm，更优选为3-10cm。所述外板的厚度(即为所述气流平衡板的整体厚度)为3-25cm，优选为5-20cm，更优选为8-15cm。其中外板的内腔的厚度大于内板的厚度(例如外板内腔的厚度比内板的厚度大0.5cm、1cm、1.5cm、2cm等，可根据实际工况需求进行选择)。
在本发明中，通过在预热一段内设置有第一温度检测计实时检测预热一段内的气体温度为c1，K。在预热二段内设置有第二温度检测计实时检测预热二段内的气体温度为c2，K。在第七管道上还设置有第一流量检测计实时检测输送至预热一段内的气体流量为q1，Nm3/h。在第一管道上设置有第二流量检测计实时检测输送至预热二段内的气体流量为q2，Nm3/h。则可以计算得出输送至预热一段内的气体质量为m1，g：
m1＝ρ*q1*t...式I。
进一步地，输送至预热一段内的气体质量为m2，g：
m2＝ρ*q2*t...式II。
在式I和式II中，ρ为气体平均密度，g/m3。t为气体输送时间，h。
根据理想气体状态方程(pV＝nRT＝mRT/M)，可以得：
p1*v1＝ρ*q1*t*R*c1/M...式III。
p2*v2＝ρ*q2*t*R*c2/M...式IV。
在式III和式IV中，v1为预热一段的容积，m3。v2为预热二段的容积，m3。R为气体常量，J/(mol·K)。M为气体平均摩尔质量，g/mol。
作为优选，设定预热一段的长度为a1，宽度为b1，高度为h1，单位均为m。设定预热二段的长度为a2，宽度为b2，高度为h2，单位均为m。则：
v1＝k1*a1*b1*h1...式V。
v2＝k2*a2*b2*h2...式VI。
在式V和式VI中，所述k1为预热一段的容积修正比值。k2为预热二段的容积修正比值。
在本发明中，当预热一段或预热二段的内腔构形为规则的矩形体时：k1＝k2＝1。而当预热一段或预热二段的内腔构形为非规则的矩形体时，为了修正体积计算公式(长×宽×高)的误差值，因此引入修正值k1和k2，使得计算获得的体积最接近实际体积。一般地，针对同一台链箅机而言，k1和k2的值为一个固定的常数。
进一步地，将式V代入式III，得：
p1＝ρ*q1*t*R*c1/(M*k1*a1*b1*h1)...式VII。
进一步地，将式VI代入式IV，得：
p2＝ρ*q2*t*R*c2/(M*k2*a2*b2*h2)...式VII。
当p1＜p2时，此时需要移动气流平衡板(气流平衡板初始位置为预热一段和预热二段的交界处)使得p1≥p2，设定气流平衡板向预热一段方向的水平移动量为△a，m。则：
Z＝p1/p2＝[q1*c1*k2*(a2-△a)*b2*h2]/[q2*c2*k1*(a1+△a)*b1*h1]...式VIII。
当Z＝1时(即p1＝p2)，则气流平衡板的最小应移动量△amin为：
Figure BDA0002579749490000071
通过调节气流平衡板的水平移动量△a大于等于式IX的计算值△amin，m，进而使得Z≥1，即p1≥p2。
在本发明中，调节所述气流平衡板水平位移为△a时为分步调节，调整次数设为N，则：
N＝丨(p2-p1)/(0.05*p1)丨...式X。
当所述气流平衡板的所需水平位移为△a时，则气流平衡板的移动次数是式X的计算值N。
需要说明的是，这里计算出来的△a不能简单粗暴的一下调整到位，而是需要缓慢调整，并在调整过程中不断检测实时参数的变化情况，并及时修正，避免因调整步幅过大导致生产波动猛烈而影响产质量指标。这里就需要设定调整步长：L＝△a/N(以△a取值为△amin为例)，分N次进行调整，N＝(p2-p1)/(0.05*p1)，N取整。进一步地，上述N的确定为较佳计算方式，但不是仅限于此方法，原则上N值的确定需要根据调整紧迫程度(p1比p2少得越多，调整次数应该越少，因为要尽快减少压力差)。但是每调整一次步长后需进行一次新的压力检测，如果没有达到目标(p1≥p2)才继续下去。如果达到目标，则停止调节。
进一步地，在预热一段内还设置有烟气分析仪实时检测预热一段内的NOx的含量小于等于40mg/m3。或者，根据国家超低排放标准，NOx最终排放的浓度低于50mg/m3即可。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益技术效果：
1、本发明所述系统通过在链箅机PH段和TPH段之间增设可移动式气流平衡板，利用平衡板位置变化来主要控制TPH段的气压大于等于PH段的气压，防止PH段高NOx废气向TPH段串风，使得TPH段烟气中NOx含量升高。有效降低污染物的直接排放。
2、本发明所述的链箅机风流系统只需对PH段废气(约1/3)进行SCR脱硝处理即可满足球团NOx超低排放要求，投资和运行成本大大减少；同时可将TPH段靠近PH段的部分风箱选择性的并入PH段，间接延长了球团高温预热时间，起到改善预热球强度的作用。
3、本发明所述系统结构简单，易操作，成本投入低，控风减排效果显著，具有较强的应用前景和较大的经济效益。
4、本发明所述的方法简单，控制精确，控制流程短，通过实时数据监测，在极短的时间内即可做出反应，同时通过气流平衡板边移动边计算的方式实现一个动态的微调，不仅使得气流平衡板的调节更加科学合理，而且还能够有效避免因调整步幅过大导致生产波动猛烈而影响产质量指标的问题发生。
5、本发明所述系统针对不同的烟气性质进行单独脱硝，集中除尘、脱硫实现了烟气的净化处理，提高了烟气处理的效率。
附图说明
图1为本发明链箅机防窜风烟气处理系统的结构示意图。
图2为本发明链箅机防窜风烟气处理系统具有冷却机制的结构示意图。
图3为本发明链箅机防窜风烟气处理系统具有检测机制的结构示意图。
图4为本发明防窜风装置的结构示意图。
图5为本发明气流平衡板的结构示意图。
图6为本发明防窜风装置俯视结构图。
图7为本发明防窜机制气压调控流程图。
附图标记：1：链箅机；2：回转窑；3：防窜风装置；4：脱硫装置；5：SCR脱硝装置；6：除尘装置；7：环冷机；UDD：鼓风干燥段；DDD：抽风干燥段；TPH：预热一段；PH：预热二段；301：气流平衡板；30101：外板；30102：内板；30103：升降电机；302：移动平台；30201：固定座；30202：立柱；30203：移动电机；303：辊轮；304：开槽；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；L5：第五管道；L6：第六管道；L7：第七管道；L8：第八管道；L9：第九管道；L10：第十管道；P1：第一压力检测计；P2：第二压力检测计；C1：第一温度检测计；C2：第二温度检测计；Q1：第一流量检测计；Q2：第二流量检测计；Y1：第一烟气分析仪；Y2：第二烟气分析仪。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种链箅机防窜风烟气处理系统，该系统包括链箅机1、回转窑2、脱硫装置4、SCR脱硝装置5、除尘装置6。根据物料的走向，所述链箅机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。所述预热二段PH通过第一管道L1与回转窑2的烟气出口相连通。所述预热一段TPH和预热二段PH之间设置有防窜风装置3。所述预热二段PH的出风口通过第四管道L4连通至抽风干燥段DDD的进风口。所述抽风干燥段DDD的出风口通过第五管道L5连通至烟囱。所述SCR脱硝装置5设置在第四管道L4上。所述脱硫装置4和除尘装置6设置在第五管道L5上。
作为优选，所述防窜风装置3包括气流平衡板301、移动平台302、辊轮303以及开槽304。所述气流平衡板301设置在链箅机1的内部。所述移动平台302设置在预热一段PH和预热二段PH外部下端的两侧。所述辊轮303设置在移动平台302底部。所述开槽304设在预热一段PH和预热二段PH外部上端的两侧。所述移动平台302上还设置有固定座30201。所述固定座30201上设置有立柱30202。所述立柱30202的顶端穿过开槽304后与气流平衡板301的顶端相连接。所述移动平台302的外部还设置有移动电机30203。移动电机30203驱动移动平台302在辊轮303上进行移动。移动平台302的移动带动固定座30201、立柱30202的移动进而带动气流平衡板301在链箅机1内的移动。
作为优选，所述气流平衡板301由外板30101和内板30102组成。所述外板30101为一个内部中空的板体。所述内板30102套接在外板30101的内腔中。所述内板30102还与升降电机30103相连。升降电机30103控制内板30102在外板30101内腔的竖直方向上进行移动。
作为优选，该系统还包括有环冷机7。所述环冷机7依次设有环冷一段C1、环冷二段C2以及环冷三段C3。所述环冷一段C1的出风口通过第六管道L6连通至回转窑2的进风口。所述环冷二段C2的出风口通过第七管道L7连通至预热一段TPH的进风口。所述环冷三段C3的出风口通过第八管道L8连通至鼓风干燥段UDD的进风口。所述预热一段TPH的出风口通过第九管道L9连通至第五管道L5。所述鼓风干燥段UDD的出风口通过第十管道L10连通至烟囱。
作为优选，该系统还包括有第一压力检测计P1、第二压力检测计P2、第一温度检测计C1、第二温度检测计C2、第一流量检测计Q1、第二流量检测计Q2、第一烟气分析仪Y1以及第二烟气分析仪Y2。所述第一压力检测计P1、第一温度检测计C1和第一烟气分析仪Y1设置在预热一段TPH内。所述第二压力检测计P2和第二温度检测计C2设置在预热二段PH内。所述第一流量检测计Q1设置在第七管道L7上。所述第二流量检测计Q2设置在第一管道L1上。所述第二烟气分析仪Y2设置在第五管道L5上。
作为优选，在第五管道L5上，所述脱硫装置4设置除尘装置6的下游。
作为优选，所述脱硫装置4为干法脱硫装置、半干法脱硫装置或湿法脱硫装置。
作为优选，所述除尘装置6为布袋除尘装置或电除尘装置。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种链箅机防窜风烟气处理工艺或使用第一种实施方案所述链箅机防窜风烟气处理系统进行烟气处理的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)根据物料的走向，生球进入链箅机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后输送至回转窑2内进行氧化焙烧。氧化焙烧完成后的氧化球团矿输送至环冷机7进行冷却。
2)根据热风的流向，环冷一段C1排出的热风经由第六管道L6输送至回转窑2内，然后再经第一管道L1输送至预热二段PH内。环冷二段C2排出的热风经由第七管道L7输送至预热一段TPH内。环冷三段C3排出的热风经由第八管道L8输送至鼓风干燥段UDD内。
3)调节设置在预热一段TPH和预热二段PH之间的气流平衡板301的水平位置，使得预热一段TPH内的压力大于或等于预热二段PH内的压力。
4)预热二段PH排出的热风经由第四管道L4输送，经过SCR脱硝处理后输送至抽风干燥段DDD内。抽风干燥段DDD和预热一段TPH排出的热风依次经过除尘装置6进行除尘处理、经过脱硫装置4进行脱硫处理后从烟囱排出。
作为优选，该方法还包括：在预热一段TPH内设置有第一压力检测计P1实时检测预热一段TPH内的气压为p1，Pa。还设置有第一温度检测计C1实时检测预热一段TPH内的气体温度为c1，K。
作为优选，在预热二段PH内设置有第二压力检测计P2实时检测预热二段PH内的气压为p2，Pa。还设置有第二温度检测计C2实时检测预热二段PH内的气体温度为c2，K。
作为优选，在第七管道L7上还设置有第一流量检测计Q1实时检测输送至预热一段TPH内的气体流量为q1，Nm3/h。在第一管道L1上设置有第二流量检测计Q2实时检测输送至预热二段PH内的气体流量为q2，Nm3/h。则输送至预热一段TPH内的气体质量为m1，g：
m1＝ρ*q1*t...式I。
输送至预热一段TPH内的气体质量为m2，g：
m2＝ρ*q2*t...式II。
在式I和式II中，ρ为气体平均密度，g/m3。t为气体输送时间，h。
作为优选，根据理想气体状态方程，得：
p1*v1＝ρ*q1*t*R*c1/M...式III。
p2*v2＝ρ*q2*t*R*c2/M...式IV。
在式III和式IV中，v1为预热一段TPH的容积，m3。v2为预热二段PH的容积，m3。R为气体常量，J/(mol·K)。M为气体平均摩尔质量，g/mol。
作为优选，设定预热一段TPH的长度为a1，宽度为b1，高度为h1，单位均为m。设定预热二段PH的长度为a2，宽度为b2，高度为h2，单位均为m。则：
v1＝k1*a1*b1*h1...式V。
v2＝k2*a2*b2*h2...式VI。
在式V和式VI中，所述k1为预热一段TPH的容积修正比值。k2为预热二段PH的容积修正比值。
作为优选，将式V代入式III，得：
p1＝ρ*q1*t*R*c1/(M*k1*a1*b1*h1)...式VII。
将式VI代入式IV，得：
p2＝ρ*q2*t*R*c2/(M*k2*a2*b2*h2)...式VII。
作为优选，设定气流平衡板301向预热一段TPH方向的水平移动量为△a，m。则：
Z＝p1/p2＝[q1*c1*k2*(a2-△a)*b2*h2]/[q2*c2*k1*(a1+△a)*b1*h1]...式VIII。
当Z＝1时，则气流平衡板301的最小应移动量△amin为：
Figure BDA0002579749490000121
通过调节气流平衡板301的水平移动量△a大于等于式IX的计算值△amin，m，进而使得Z≥1，即p1≥p2。
作为优选，调节所述气流平衡板301水平位移为△a时为分步调节，调整次数设为N，则：
N＝丨(p2-p1)/(0.05*p1)丨...式X。
当所述气流平衡板301的所需水平位移为△a时，则气流平衡板301的移动次数是式X的计算值N。
作为优选，在预热一段TPH内还设置有第一烟气分析仪Y1实时检测预热一段TPH内的NOx的含量小于等于40mg/m3。在第五管道L5上设置有第二烟气分析仪实时检测第五管道L5内的NOx的含量小于等于40mg/m3。
实施例1
如图1所示，一种链箅机防窜风烟气处理系统，该系统包括链箅机1、回转窑2、脱硫装置4、SCR脱硝装置5、除尘装置6。根据物料的走向，所述链箅机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。所述预热二段PH通过第一管道L1与回转窑2的烟气出口相连通。所述预热一段TPH和预热二段PH之间设置有防窜风装置3。所述预热二段PH的出风口通过第四管道L4连通至抽风干燥段DDD的进风口。所述抽风干燥段DDD的出风口通过第五管道L5连通至烟囱。所述SCR脱硝装置5设置在第四管道L4上。所述脱硫装置4和除尘装置6设置在第五管道L5上。
实施例2
重复实施例1，如图4-6所示，所述防窜风装置3包括气流平衡板301、移动平台302、辊轮303以及开槽304。所述气流平衡板301设置在链箅机1的内部。所述移动平台302设置在预热一段PH和预热二段PH外部下端的两侧。所述辊轮303设置在移动平台302底部。所述开槽304设在预热一段PH和预热二段PH外部上端的两侧。所述移动平台302上还设置有固定座30201。所述固定座30201上设置有立柱30202。所述立柱30202的顶端穿过开槽304后与气流平衡板301的顶端相连接。所述移动平台302的外部还设置有移动电机30203。移动电机30203驱动移动平台302在辊轮303上进行移动。移动平台302的移动带动固定座30201、立柱30202的移动进而带动气流平衡板301在链箅机1内的移动。
实施例3
重复实施例2，只是所述气流平衡板301由外板30101和内板30102组成。所述外板30101为一个内部中空的板体。所述内板30102套接在外板30101的内腔中。所述内板30102还与升降电机30103相连。升降电机30103控制内板30102在外板30101内腔的竖直方向上进行移动。
实施例4
重复实施例3，如图2所示，该系统还包括有环冷机7。所述环冷机7依次设有环冷一段C1、环冷二段C2以及环冷三段C3。所述环冷一段C1的出风口通过第六管道L6连通至回转窑2的进风口。所述环冷二段C2的出风口通过第七管道L7连通至预热一段TPH的进风口。所述环冷三段C3的出风口通过第八管道L8连通至鼓风干燥段UDD的进风口。所述预热一段TPH的出风口通过第九管道L9连通至第五管道L5。所述鼓风干燥段UDD的出风口通过第十管道L10连通至烟囱。
实施例5
重复实施例4，只是该系统还包括有第一压力检测计P1、第二压力检测计P2。所述第一压力检测计P1、设置在预热一段TPH内。所述第二压力检测计P2设置在预热二段PH内。
实施例6
重复实施例5，只是该系统还包括有第一温度检测计C1、第二温度检测计C2。所述第一温度检测计C1设置在预热一段TPH内。所述第二温度检测计C2设置在预热二段PH内。
实施例7
重复实施例6，只是该系统还包括有第一流量检测计Q1、第二流量检测计Q2以及第一烟气分析仪Y1。所述第一烟气分析仪Y1设置在预热一段TPH内。所述第一流量检测计Q1设置在第七管道L7上。所述第二流量检测计Q2设置在第一管道L1上。
实施例8
重复实施例7，只是该系统还包括有第一烟气分析仪Y1、第二烟气分析仪Y2。所述第一烟气分析仪Y1设置在预热一段TPH内。所述第二烟气分析仪Y2设置在第五管道L5上。
实施例9
重复实施例8，只是在第五管道L5上，所述脱硫装置4设置除尘装置6的下游。
实施例10
重复实施例9，只是所述脱硫装置4为干法脱硫装置。
实施例11
重复实施例10，只是所述除尘装置6为电除尘装置。
应用实施例
采用上述实施例11所述系统对链箅机烟气进行处理，其中：
检测到链箅机原烟气中初始NOx含量为680mg/m3，烟气中初始SO2含量为1500mg/m3，烟气中初始粉尘含量为500mg/m3。
链箅机预热一段TPH的长度为a1为12m，宽度为b1为4.5m，高度为h1为3m。设定预热二段PH的长度为a2为15m，宽度为b2为4.5m，高度为h2为3m。预热一段TPH的容积修正比值k1为1。预热二段PH的容积修正比值k2为1(即链箅机预热一段TPH和预热二段PH均为矩形)。当气流平衡板301处于初始位置时(即预热一段TPH和预热二段PH的交界处)：
预热一段TPH的容积为：v1＝1×12×4.5×3＝162m3。
预热一段PH的容积为：v2＝1×15×4.5×3＝202.5m3。
检测到输送至预热一段TPH内的气体流量为q1为100Nm3/h。检测到输送至预热二段PH内的气体流量为q2为150Nm3/h。检测到预热一段TPH内的气体温度为c1为858.15K。检测到预热二段PH内的气体温度为c2为1250.15K。
在系统运行过程中，若检测到预热一段TPH内的气压p1为-900Pa；检测到预热二段PH内的气压P2为-400Pa。则根据式VIII和式IX进行如下计算：
Z＝p1/p2＝[q1*c1*k2*(a2-△a)*b2*h2]/[q2*c2*k1*(a1+△a)*b1*h1]...式VIII。
当Z＝1时，则气流平衡板301的最小应移动量△amin为：
Figure BDA0002579749490000141
即：
△amin＝(12×4.5×3×1250.15×150-15×4.5×3×858.15×100)/(150×1250.15×4.5×3+100×858.15×4.5×3)＝9.47
根据式X计算所述气流平衡板301水平位移为△a＝△amin时所需调整次数N：
N＝(p2-p1)/(0.05*p1)...式X。
即：
N＝丨(-400+900)/(0.05×-900)丨＝11.11
分步调节气流平衡板301时，单次调节步长为STEP：STEP＝△amin/N＝9.47/11.11＝0.85，根据STEP的计算值对气流平衡板301进行调节(从PH段向TPH端调节)，单次调节步长为0.85m，完成调节后检测p1和p2，若p1≥p2，则完成气流平衡板301的调节；若p1＜p2，则继续按步长STEP为0.85m对气流平衡板301进行调节，直至p1≥p2。
在经过上述处理过程后，检测到链箅机净烟气中NOx含量为37mg/m3，净烟气中SO2含量为19mg/m3，净烟气中粉尘含量为11mg/m3。

Claims (10)

1.一种链箅机防窜风烟气处理系统，其特征在于：该系统包括链箅机(1)、回转窑(2)、脱硫装置(4)、SCR脱硝装置(5)、除尘装置(6)；根据物料的走向，所述链箅机(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)；所述预热二段(PH)通过第一管道(L1)与回转窑(2)的烟气出口相连通；所述预热一段(TPH)和预热二段(PH)之间设置有防窜风装置(3)；所述预热二段(PH)的出风口通过第四管道(L4)连通至抽风干燥段(DDD)的进风口；所述抽风干燥段(DDD)的出风口通过第五管道(L5)连通至烟囱；所述SCR脱硝装置(5)设置在第四管道(L4)上；所述脱硫装置(4)和除尘装置(6)设置在第五管道(L5)上。
2.根据权利要求1所述的链箅机防窜风烟气处理系统，其特征在于：所述防窜风装置(3)包括气流平衡板(301)、移动平台(302)、辊轮(303)以及开槽(304)；所述气流平衡板(301)设置在链箅机(1)的内部；所述移动平台(302)设置在预热一段(PH)和预热二段(PH)外部下端的两侧；所述辊轮(303)设置在移动平台(302)底部；所述开槽(304)设在预热一段(PH)和预热二段(PH)外部上端的两侧；所述移动平台(302)上还设置有固定座(30201)；所述固定座(30201)上设置有立柱(30202)；所述立柱(30202)的顶端穿过开槽(304)后与气流平衡板(301)的顶端相连接；所述移动平台(302)的外部还设置有移动电机(30203)；移动电机(30203)驱动移动平台(302)在辊轮(303)上进行移动；移动平台(302)的移动带动固定座(30201)、立柱(30202)的移动进而带动气流平衡板(301)在链箅机(1)内的移动。
3.根据权利要求4所述的链箅机防窜风烟气处理系统，其特征在于：所述气流平衡板(301)由外板(30101)和内板(30102)组成；所述外板(30101)为一个内部中空的板体；所述内板(30102)套接在外板(30101)的内腔中；所述内板(30102)还与升降电机(30103)相连；升降电机(30103)控制内板(30102)在外板(30101)内腔的竖直方向上进行移动。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的链箅机防窜风烟气处理系统，其特征在于：该系统还包括有环冷机(7)；所述环冷机(7)依次设有环冷一段(C1)、环冷二段(C2)以及环冷三段(C3)；所述环冷一段(C1)的出风口通过第六管道(L6)连通至回转窑(2)的进风口；所述环冷二段(C2)的出风口通过第七管道(L7)连通至预热一段(TPH)的进风口；所述环冷三段(C3)的出风口通过第八管道(L8)连通至鼓风干燥段(UDD)的进风口；所述预热一段(TPH)的出风口通过第九管道(L9)连通至第五管道(L5)；所述鼓风干燥段(UDD)的出风口通过第十管道(L10)连通至烟囱。
5.根据权利要求4所述的链箅机防窜风烟气处理系统，其特征在于：该系统还包括有第一压力检测计(P1)、第二压力检测计(P2)、第一温度检测计(C1)、第二温度检测计(C2)、第一流量检测计(Q1)、第二流量检测计(Q2)、第一烟气分析仪(Y1)以及第二烟气分析仪(Y2)；所述第一压力检测计(P1)、第一温度检测计(C1)和第一烟气分析仪(Y1)设置在预热一段(TPH)内；所述第二压力检测计(P2)和第二温度检测计(C2)设置在预热二段(PH)内；所述第一流量检测计(Q1)设置在第七管道(L7)上；所述第二流量检测计(Q2)设置在第一管道(L1)上；所述第二烟气分析仪(Y2)设置在第五管道(L5)上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的链箅机防窜风烟气处理系统，其特征在于：在第五管道(L5)上，所述脱硫装置(4)设置除尘装置(6)的下游；和/或
所述脱硫装置(4)为干法脱硫装置、半干法脱硫装置或湿法脱硫装置；和/或
所述除尘装置(6)为布袋除尘装置或电除尘装置。
7.一种链箅机防窜风烟气处理工艺或使用如权利要求1-6中任一项所述链箅机防窜风烟气处理系统进行烟气处理的工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：
1)根据物料的走向，生球进入链箅机(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)后输送至回转窑(2)内进行氧化焙烧；氧化焙烧完成后的氧化球团矿输送至环冷机(7)进行冷却；
2)根据热风的流向，环冷一段(C1)排出的热风经由第六管道(L6)输送至回转窑(2)内，然后再经第一管道(L1)输送至预热二段(PH)内；环冷二段(C2)排出的热风经由第七管道(L7)输送至预热一段(TPH)内；环冷三段(C3)排出的热风经由第八管道(L8)输送至鼓风干燥段(UDD)内；
3)调节设置在预热一段(TPH)和预热二段(PH)之间的气流平衡板(301)的水平位置，使得预热一段(TPH)内的压力大于或等于预热二段(PH)内的压力；
4)预热二段(PH)排出的热风经由第四管道(L4)输送，经过SCR脱硝处理后输送至抽风干燥段(DDD)内；抽风干燥段(DDD)和预热一段(TPH)排出的热风依次经过除尘装置(6)进行除尘处理、经过脱硫装置(4)进行脱硫处理后从烟囱排出。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：该方法还包括：在预热一段(TPH)内设置有第一压力检测计(P1)实时检测预热一段(TPH)内的气压为p1，Pa；还设置有第一温度检测计(C1)实时检测预热一段(TPH)内的气体温度为c1，K；
在预热二段(PH)内设置有第二压力检测计(P2)实时检测预热二段(PH)内的气压为p2，Pa；还设置有第二温度检测计(C2)实时检测预热二段(PH)内的气体温度为c2，K；
在第七管道(L7)上还设置有第一流量检测计(Q1)实时检测输送至预热一段(TPH)内的气体流量为q1，Nm3/h；在第一管道(L1)上设置有第二流量检测计(Q2)实时检测输送至预热二段(PH)内的气体流量为q2，Nm3/h；则输送至预热一段(TPH)内的气体质量为m1，g：
m1＝ρ*q1*t...式I；
输送至预热一段(TPH)内的气体质量为m2，g：
m2＝ρ*q2*t...式II；
在式I和式II中，ρ为气体平均密度，g/m3；t为气体输送时间，h；
根据理想气体状态方程，得：
p1*v1＝ρ*q1*t*R*c1/M...式III；
p2*v2＝ρ*q2*t*R*c2/M...式IV；
在式III和式IV中，v1为预热一段(TPH)的容积，m3；v2为预热二段(PH)的容积，m3；R为气体常量，J/(mol·K)；M为气体平均摩尔质量，g/mol。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：设定预热一段(TPH)的长度为a1，宽度为b1，高度为h1，单位均为m；设定预热二段(PH)的长度为a2，宽度为b2，高度为h2，单位均为m；则：
v1＝k1*a1*b1*h1...式V；
v2＝k2*a2*b2*h2...式VI；
在式V和式VI中，所述k1为预热一段(TPH)的容积修正比值；k2为预热二段(PH)的容积修正比值；
将式V代入式III，得：
p1＝ρ*q1*t*R*c1/(M*k1*a1*b1*h1)...式VII；
将式VI代入式IV，得：
p2＝ρ*q2*t*R*c2/(M*k2*a2*b2*h2)...式VII；
设定气流平衡板(301)向预热一段(TPH)方向的水平移动量为△a，m；则：
Z＝p1/p2＝[q1*c1*k2*(a2-△a)*b2*h2]/[q2*c2*k1*(a1+△a)*b1*h1]...式VIII；
当Z＝1时，则气流平衡板(301)的最小应移动量△amin为：
Figure FDA0002579749480000031
通过调节气流平衡板(301)的水平移动量△a大于等于式IX的计算值△amin，m，进而使得Z≥1，即p1≥p2。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：调节所述气流平衡板(301)水平位移为△a时为分步调节，调整次数设为N，则：
N＝丨(p2-p1)/(0.05*p1)丨...式X；
当所述气流平衡板(301)的所需水平位移为△a时，则气流平衡板(301)的移动次数是式X的计算值N；
作为优选，在预热一段(TPH)内还设置有第一烟气分析仪(Y1)实时检测预热一段(TPH)内的NOx的含量小于等于40mg/m3；在第五管道(L5)上设置有第二烟气分析仪实时检测第五管道(L5)内的NOx的含量小于等于40mg/m3。
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