CN117109323A - 一种降低烧结烟气中co的装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢铁冶炼环境保护技术领域，提出了一种降低烧结烟气中CO的装置及处理方法，包括烧结车；风箱位于烧结车外侧，用于收集烧结车中的烟气；烧结附属系统与风箱连接，烧结附属系统包括电除尘设备和脱硫脱硝设备；燃烧室与烧结附属系统连接；烟气循环管道与燃烧室连接；烟气回收匹配结构设置在烟气循环管道的出口端，罩在烧结车上方。通过上述技术方案，解决了现有技术中烧结烟气中CO含量高的问题。

Description

一种降低烧结烟气中CO的装置及处理方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼环境保护技术领域，具体的，涉及一种降低烧结烟气中CO的装置及处理方法。

背景技术

烧结生产是长流程钢铁冶炼领域的重要环节，受烧结机原料结构影响，烧结烟气成分复杂且波动较大，由于烧结过程中原燃料燃烧不充分等原因，烟气成分中存在大量一氧化碳。据测算，烧结烟气中小时均值一氧化碳含量在8000-12000mg/m3。该类烟气中一氧化碳含量比例达不到回收利用的条件，且烟气末端未设置一氧化碳处理设施，大量的一氧化碳直接随烧结烟气排入大气，造成了严重的环境污染及巨大的能源消耗浪费。因此需要对烧结烟气的CO进行处理。

发明内容

本发明提出一种降低烧结烟气中CO的装置及处理方法，解决了相关技术中烧结烟气中CO含量高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种降低烧结烟气中CO的装置，包括，

烧结车；

风箱，位于所述烧结车外侧，用于收集所述烧结车中的烟气；

烧结附属系统，与所述风箱连接，所述烧结附属系统包括电除尘设备和脱硫脱硝设备；

燃烧室，与所述烧结附属系统连接；

烟气循环管道，与所述燃烧室连接；

烟气回收匹配结构，设置在所述烟气循环管道的出口端，罩在所述烧结车上方。

作为进一步的技术方案，还包括，

烧结烟道，所述烧结附属系统通过所述烧结烟道与所述风箱连接；

冷却烟道，与所述风箱连接；

冷却附属系统，与所述冷却烟道连接，所述冷却附属系统包括电除尘设备和余热回收设备；

排放管道，与所述冷却附属系统连接。

作为进一步的技术方案，还包括，

增压风机，所述烧结附属系统和所述燃烧室之间还连接有增压风机；

脱水系统，连接在所述增压风机的出口端。

作为进一步的技术方案，还包括回烧循环机构，所述回烧循环机构包括，

外壳，具有进气孔、出气孔和回气孔，所述进气孔通过阀门连接在所述燃烧室的出口端，所述出气孔与所述烟气循环管道相连接，所述回气孔通过阀门连接在所述燃烧室的进口端；

开关件，所述外壳还具有内置腔，所述开关件移动设置在所述内置腔内，所述内置腔具有相通的出气段、换向段和回气段，所述换向段具有左密封面一和右密封面一，所述进气孔与所述换向段相通，所述出气孔与所述出气段相通，所述回气孔与所述回气段相通，所述开关件具有相连接的调整段一、调整段二和调整段三，所述调整段一具有凹槽一，所述调整段二具有左密封面二和右密封面二，所述调整段三具有凹槽二，当所述左密封面一和所述左密封面二贴合后，所述换向段与所述回气段连通，且与所述出气段取消连通，所述进气孔通过阀门、所述凹槽二和所述回气孔连通，当所述右密封面一和所述右密封面二贴合后，所述换向段与所述出气段连通，且与所述回气段取消连通，所述进气孔通过阀门、所述凹槽一和所述出气孔连通。

作为进一步的技术方案，所述回烧循环机构还包括，

弹性件，位于所述出气段内，一端作用于所述外壳内壁，另一端作用于所述调整段一，用于提供所述右密封面二靠近所述右密封面一的力；

摆动限位件，所述外壳还具有凹槽三，所述凹槽三与所述出气段相通，所述调整段一还具有凹槽四，所述凹槽四内具有异形限位块，所述摆动限位件一端摆动设置在所述凹槽三内，另一端伸入到所述凹槽四内，位于所述凹槽四和所述异形限位块之间，所述左密封面一和所述左密封面二贴合时，所述摆动限位件的端部抵接在所述异形限位块上，所述右密封面一和所述右密封面二贴合时，所述摆动限位件的端部抵接在所述凹槽四的内壁上。

作为进一步的技术方案，所述左密封面一、所述左密封面二、所述右密封面一和所述右密封面二为斜面或锥面。

作为进一步的技术方案，所述异形限位块具有导向部，所述摆动限位件的端部抵接在所述凹槽四的内壁上时，所述摆动限位件朝向所述导向部倾斜。

作为进一步的技术方案，还提出一种降低烧结烟气中CO的处理方法，使用降低烧结烟气中CO的装置，还包括以下步骤：

S1、烧结烟气由所述风箱收集，分别送入所述烧结烟道和所述冷却烟道中，进入所述烧结烟道的烧结烟气先经过所述烧结附属系统进行除尘、脱硫和脱硝，之后经过所述脱水系统脱水，然后进入所述燃烧室再次燃烧，最后通过所述烟气循环管道经由所述烟气回收匹配结构均匀的分布在所述烧结机的料面上，进入所述冷却烟道的烧结烟气先经过冷却附属系统进行除尘和余热回收，之后直接连通所述排放管道排出。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，还在燃烧室之后设置了回烧循环机构，能正常排出CO浓度达标的烟气，也能将CO浓度不达标时的烟气再次回流到燃烧室继续燃烧，直到达标后再输出。

具体的工作原理为：燃烧室输出的烟气会先经过检测设备来检测其中的CO浓度，当浓度达标时，进气孔的阀门打开，回气孔的阀门关闭，此时开关件的右密封面二和换向段的右密封面一贴合密封，即烟气会依次经过进气孔、换向段、凹槽一和出气孔，实现达标烟气的正常排出；当浓度不达标时，进气孔的阀门会先关闭，烟气不再进入出气孔中，回气孔的阀门打开，此时烟气会从回气孔通入到凹槽二中，受气压影响，开关件整体会朝另一边移动，凹槽二逐渐靠近换向段，直至凹槽二与换向段连通，此时左密封面二与左密封面一也贴合密封，烟气不会从回气孔穿过换向段进入到出气孔中，然后再打开进气孔的阀门，烟气的流动路线就变成了进气孔-换向段-回气孔的循环路线，直至烟中CO浓度达标后再将开关件复位，正常排放。

综上，此种方式有效解决了燃烧室输出烟气中CO浓度可能不达标的问题，提高了降低烧结烟气中CO浓度的效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中一状态下回烧循环机构剖视结构示意图；

图3为本发明中开关件一状态结构示意图；

图4为本发明中另一状态下回烧循环机构剖视结构示意图；

图5为本发明中开关件另一状态结构示意图；

图中： 1、烧结车，2、风箱，3、烧结附属系统，4、燃烧室，5、烟气循环管道，6、烟气回收匹配结构，7、烧结烟道，8、冷却烟道，9、冷却附属系统，10、排放管道，11、增压风机，12、脱水系统，13、回烧循环机构，14、外壳，15、进气孔，16、出气孔，17、回气孔，18、开关件，19、内置腔，20、出气段，21、换向段，22、回气段，23、左密封面一，24、右密封面一，25、调整段一，26、调整段二，27、调整段三，28、凹槽一，29、左密封面二，30、右密封面二，31、凹槽二，32、弹性件，33、摆动限位件，34、凹槽三，35、凹槽四，36、异形限位块，37、导向部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1~图5所示，本实施例提出了一种降低烧结烟气中CO的装置，包括，

烧结车1；

风箱2，位于烧结车1外侧，用于收集烧结车1中的烟气；

烧结附属系统3，与风箱2连接，烧结附属系统3包括电除尘设备和脱硫脱硝设备；

燃烧室4，与烧结附属系统3连接；

烟气循环管道5，与燃烧室4连接；

烟气回收匹配结构6，设置在烟气循环管道5的出口端，罩在烧结车1上方。

本实施例中，为解决相关技术中烧结烟气中CO含量高的问题，利用烧结燃烧过程中的氧化还原反应对烧结烟气中的一氧化碳进行治理，并且将烧结段产生的烟气全部循环至烧结机台车上方，过所述烟气回收匹配装置，将循环烟气合理布置在烧结机料面上，烟气中一氧化碳进入烧结料面参与烧结燃烧过程中的氧化还原反应，一氧化碳作为气态燃料再次燃烧，由于气态燃料燃烧效率远高于固态燃料，可以促使烧结料面迅速形成液相，在提高烧结反应速度的同时降低烟气中一氧化碳含量。据实验室数据及具体工业应用实践，通过此方法处理过的烧结烟气一氧化碳含量由8000-12000mg/m3降低到4000mg/m3以下。

具体的工作原理为：烧结车1产生的烧结烟气由风箱2收集后送入烧结附属系统3进行除尘和脱硫脱硝，之后进入燃烧室4再次燃烧，期间需要供氧，使一氧化碳转变为二氧化碳，随后由烟气循环管道5输送出，最终被烟气回收匹配结构6均匀布置到烧结车1的料面上。其中，烟气回收匹配结构6是一个罩体，罩在烧结车1上方。

当烧结车1正常运转时，产生的烧结烟气成分中含有大量一氧化碳，通过循环管道使其全部循环回烧结料面参与烧结燃烧过程的氧化还原反应，部分一氧化碳作为气态燃料再次燃烧，回收能源的同时降低烧结工序固体燃料消耗，烧结吨矿成本下降；烧结烟气中的一氧化碳主要由气体及固体燃料的燃烧产生，由于固体燃料在混合料中分散分布，其燃烧规律介于单体焦粒燃烧与焦粒层燃烧之间，属非均相反应，烟气中的氮氧化物与烟气中的一氧化碳及其它还原剂充分混合、接触，二者在通过烧结矿床的 Fe2O3、铁酸钙发生反应，使一氧化碳得到有效脱除。

进一步，还包括，

烧结烟道7，烧结附属系统3通过烧结烟道7与风箱2连接；

冷却烟道8，与风箱2连接；

冷却附属系统9，与冷却烟道8连接，冷却附属系统9包括电除尘设备和余热回收设备；

排放管道10，与冷却附属系统9连接。

本实施例中，冷段烟气进入烧结烟道7，热段烟气进入冷却烟道8，烧结烟道7和冷却烟道8之间有隔板来阻断冷热段烟气互通。冷却烟道8接入冷却附属系统9，冷却附属系统9一般包括电除尘设备和余热回收设备，除去颗粒烟尘后用以回收多余热能，由冷却附属系统9引出后直接连通排放管道10进行冷段气体排放。

进一步，还包括，

增压风机11，烧结附属系统3和燃烧室4之间还连接有增压风机11；

脱水系统12，连接在增压风机11的出口端。

本实施例中，增压风机11出口设置脱水系统12，用以脱除烧结烟气中的水分，脱水系统12可采用现有技术中常见的脱水设备，在此不再赘诉。

进一步，还包括回烧循环机构13，回烧循环机构13包括，

外壳14，具有进气孔15、出气孔16和回气孔17，进气孔15通过阀门连接在燃烧室4的出口端，出气孔16与烟气循环管道5相连接，回气孔17通过阀门连接在燃烧室4的进口端；

开关件18，外壳14还具有内置腔19，开关件18移动设置在内置腔19内，内置腔19具有相通的出气段20、换向段21和回气段22，换向段21具有左密封面一23和右密封面一24，进气孔15与换向段21相通，出气孔16与出气段20相通，回气孔17与回气段22相通，开关件18具有相连接的调整段一25、调整段二26和调整段三27，调整段一25具有凹槽一28，调整段二26具有左密封面二29和右密封面二30，调整段三27具有凹槽二31，当左密封面一23和左密封面二29贴合后，换向段21与回气段22连通，且与出气段20取消连通，进气孔15通过阀门、凹槽二31和回气孔17连通，当右密封面一24和右密封面二30贴合后，换向段21与出气段20连通，且与回气段22取消连通，进气孔15通过阀门、凹槽一28和出气孔16连通。

本实施例中，为了解决燃烧室4输出的烟气中CO浓度不达标的问题，还在燃烧室4之后设置了回烧循环机构13，能正常排出CO浓度达标的烟气，也能将CO浓度不达标时的烟气再次回流到燃烧室4继续燃烧，直到达标后再输出。

如图2-图5所示，具体的工作原理为：燃烧室4输出的烟气会先经过检测设备来检测其中的CO浓度，当浓度达标时，进气孔15的阀门打开，回气孔17的阀门关闭，此时开关件18的右密封面二30和换向段21的右密封面一24贴合密封，即烟气会依次经过进气孔15、换向段21、凹槽一28和出气孔16，实现达标烟气的正常排出；当浓度不达标时，进气孔15的阀门会先关闭，烟气不再进入出气孔16中，回气孔17的阀门打开，此时烟气会从回气孔17通入到凹槽二31中，受气压影响，开关件18整体会朝另一边移动，凹槽二31逐渐靠近换向段21，直至凹槽二31与换向段21连通，此时左密封面二29与左密封面一23也贴合密封，烟气不会从回气孔17穿过换向段21进入到出气孔16中，然后再打开进气孔15的阀门，烟气的流动路线就变成了进气孔15-换向段21-回气孔17的循环路线，直至烟中CO浓度达标后再将开关件18复位，正常排放。其中，开关件18可为方形或柱形。

综上，此种方式有效解决了燃烧室4输出烟气中CO浓度可能不达标的问题，提高了降低烧结烟气中CO浓度的效率。

进一步，回烧循环机构13还包括，

弹性件32，位于出气段20内，一端作用于外壳14内壁，另一端作用于调整段一25，用于提供右密封面二30靠近右密封面一24的力；

摆动限位件33，外壳14还具有凹槽三34，凹槽三34与出气段20相通，调整段一25还具有凹槽四35，凹槽四35内具有异形限位块36，摆动限位件33一端摆动设置在凹槽三34内，另一端伸入到凹槽四35内，位于凹槽四35和异形限位块36之间，左密封面一23和左密封面二29贴合时，摆动限位件33的端部抵接在异形限位块36上，右密封面一24和右密封面二30贴合时，摆动限位件33的端部抵接在凹槽四35的内壁上。

本实施例中，为实现开关件18的自锁和自动复位，还设置了弹性件32和摆动限位件33。如图2-图5所示，具体的工作原理为：初始状态下，开关件18受弹性件32的推力，其右密封面二30贴合在换向段21的的右密封面一24上，在燃烧室4输出的烟气CO浓度不达标时，进气孔15的阀门关闭，回气孔17的阀门打开，凹槽二31内的气压逐渐增大，会推动开关件18逐渐左移，同时摆动限位件33的端部部分也会在凹槽四35的内壁和异形限位块36的导向部37之间右移，在凹槽二31和换向段21连通的同时，摆动限位件33的端部也刚好卡在异形限位块36上，用以抵消弹性件32的弹力，当浓度达标后，由于开关件18已经移动到左侧端部位置，不能继续左移，所以摆动限位件33可通过外接驱动进行摆动，如图3所示，异形限位块36顶部卡槽左侧的位置是一个倾斜的面，不会卡住摆动限位件33无法摆动，在外接驱动的作用下将摆动限位件33从异形限位块36的卡槽处脱离，同时解除对弹性件32弹力的抵消，弹性件32推动开关件18右移，摆动限位件33再次复位到凹槽四35的侧壁上时，开关件18也回到初始状态。

另外，弹性件32、摆动限位件33以及凹槽四35也可以布置在回气段22中。

进一步，左密封面一23、左密封面二29、右密封面一24和右密封面二30为斜面或锥面。

进一步，异形限位块36具有导向部37，摆动限位件33的端部抵接在凹槽四35的内壁上时，摆动限位件33朝向导向部37倾斜。

本实施例中，如图3、图5所示，初始状态下，摆动限位件33的端部卡在凹槽四35的侧壁上，由于朝向导向部37倾斜，在开关件18左移的过程中，其端部沿着凹槽四35的右侧内壁相对移动，直至过渡到异形限位块36的卡槽内卡住，导向部37可在摆动限位件33的端部沿着凹槽四35的右侧内壁相对移动中对其进行限位。

进一步，还提出一种降低烧结烟气中CO的处理方法，使用降低烧结烟气中CO的装置，还包括以下步骤：

S1、烧结烟气由风箱2收集，分别送入烧结烟道7和冷却烟道8中，进入烧结烟道7的烧结烟气先经过烧结附属系统3进行除尘、脱硫和脱硝，之后经过脱水系统12脱水，然后进入燃烧室4再次燃烧，最后通过烟气循环管道5经由烟气回收匹配结构6均匀的分布在烧结机的料面上，进入冷却烟道8的烧结烟气先经过冷却附属系统9进行除尘和余热回收，之后直接连通排放管道10排出。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，包括，

烧结车（1）；

风箱（2），所述风箱（2）位于所述烧结车（1）外侧，用于收集所述烧结车（1）中的烟气；

烧结附属系统（3），所述烧结附属系统（3）与所述风箱（2）连接，所述烧结附属系统（3）包括电除尘设备和脱硫脱硝设备；

燃烧室（4），所述燃烧室（4）与所述烧结附属系统（3）连接；

烟气循环管道（5），所述烟气循环管道（5）与所述燃烧室（4）连接；

烟气回收匹配结构（6），所述烟气回收匹配结构（6）设置在所述烟气循环管道（5）的出口端，罩在所述烧结车（1）上方。

2.根据权利要求1所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，还包括，

烧结烟道（7），所述烧结附属系统（3）通过所述烧结烟道（7）与所述风箱（2）连接；

冷却烟道（8），所述冷却烟道（8）与所述风箱（2）连接；

冷却附属系统（9），所述冷却附属系统（9）与所述冷却烟道（8）连接，所述冷却附属系统（9）包括电除尘设备和余热回收设备；

排放管道（10），所述排放管道（10）与所述冷却附属系统（9）连接。

3.根据权利要求1所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，还包括，

增压风机（11），所述烧结附属系统（3）和所述燃烧室（4）之间还连接有增压风机（11）；

脱水系统（12），所述脱水系统（12）连接在所述增压风机（11）的出口端。

4.根据权利要求1所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，还包括回烧循环机构（13），所述回烧循环机构（13）包括，

外壳（14），所述外壳（14）具有进气孔（15）、出气孔（16）和回气孔（17），所述进气孔（15）通过阀门连接在所述燃烧室（4）的出口端，所述出气孔（16）与所述烟气循环管道（5）相连接，所述回气孔（17）通过阀门连接在所述燃烧室（4）的进口端；

开关件（18），所述外壳（14）还具有内置腔（19），所述开关件（18）移动设置在所述内置腔（19）内，所述内置腔（19）具有相通的出气段（20）、换向段（21）和回气段（22），所述换向段（21）具有左密封面一（23）和右密封面一（24），所述进气孔（15）与所述换向段（21）相通，所述出气孔（16）与所述出气段（20）相通，所述回气孔（17）与所述回气段（22）相通，所述开关件（18）具有相连接的调整段一（25）、调整段二（26）和调整段三（27），所述调整段一（25）具有凹槽一（28），所述调整段二（26）具有左密封面二（29）和右密封面二（30），所述调整段三（27）具有凹槽二（31），当所述左密封面一（23）和所述左密封面二（29）贴合后，所述换向段（21）与所述回气段（22）连通，且与所述出气段（20）取消连通，所述进气孔（15）通过阀门、所述凹槽二（31）和所述回气孔（17）连通，当所述右密封面一（24）和所述右密封面二（30）贴合后，所述换向段（21）与所述出气段（20）连通，且与所述回气段（22）取消连通，所述进气孔（15）通过阀门、所述凹槽一（28）和所述出气孔（16）连通。

5.根据权利要求4所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，所述回烧循环机构（13）还包括，

弹性件（32），所述弹性件（32）位于所述出气段（20）内，一端作用于所述外壳（14）内壁，另一端作用于所述调整段一（25），用于提供所述右密封面二（30）靠近所述右密封面一（24）的力；

摆动限位件（33），所述外壳（14）还具有凹槽三（34），所述凹槽三（34）与所述出气段（20）相通，所述调整段一（25）还具有凹槽四（35），所述凹槽四（35）内具有异形限位块（36），所述摆动限位件（33）一端摆动设置在所述凹槽三（34）内，另一端伸入到所述凹槽四（35）内，所述左密封面一（23）和所述左密封面二（29）贴合时，所述摆动限位件（33）的端部抵接在所述异形限位块（36）上，所述右密封面一（24）和所述右密封面二（30）贴合时，所述摆动限位件（33）的端部抵接在所述凹槽四（35）的内壁上。

6.根据权利要求4所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，所述左密封面一（23）、所述左密封面二（29）、所述右密封面一（24）和所述右密封面二（30）为斜面或锥面。

7.根据权利要求5所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，所述异形限位块（36）具有导向部（37），所述摆动限位件（33）的端部抵接在所述凹槽四（35）的内壁上时，所述摆动限位件（33）朝向所述导向部（37）倾斜。

8.一种降低烧结烟气中CO的处理方法，使用权利要求7所述的一种降低烧结烟气中CO的装置，其特征在于，还包括以下步骤：

S1、烧结烟气由所述风箱（2）收集，分别送入所述烧结烟道（7）和所述冷却烟道（8）中，进入所述烧结烟道（7）的烧结烟气先经过所述烧结附属系统（3）进行除尘、脱硫和脱硝，之后经过所述脱水系统（12）脱水，然后进入所述燃烧室（4）再次燃烧，最后通过所述烟气循环管道（5）经由所述烟气回收匹配结构（6）均匀的分布在所述烧结机的料面上，进入所述冷却烟道（8）的烧结烟气先经过冷却附属系统（9）进行除尘和余热回收，之后直接连通所述排放管道（10）排出。