CN203648373U - 一种烧结烟气分流分级脱硫除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，所述装置包括烧结机的风箱组、脱硫塔和高炉煤气放散塔，所述烧结机的风箱组与脱硫塔的烟气入口相连接，所述脱硫塔的烟气出口与高炉煤气放散塔的入口连接在一起，所述高炉煤气放散塔的顶部设置一出口，在该出口处的高炉煤气放散塔外设置一燃烧器。本实用新型装置不但能够进行全烟气处理，使二氧化硫排放达标，尽可能消除了烟气中二噁英对环境的污染，而且对高硫烟气和低硫烟气进行分流后进入同一脱硫塔进行分级脱硫处理，相对于高低硫烟气先混合再全烟气处理的传统方式，脱硫塔规格尺寸更小，造价更低，降低了脱硫塔投资及运行成本。

Description

一种烧结烟气分流分级脱硫除尘装置

技术领域

本实用新型属于钢铁冶金烧结烟气净化领域，尤其是一种用于钢铁冶金烧结烟气的分流分级脱硫除尘装置。

背景技术

“十二五”期间我国已明确要求，钢铁业实现全脱硫。烧结烟气脱硫一直是钢铁业环境治理的重点，我国钢铁行业烧结烟气成分复杂，波动性较大，具有以下特点：一是烟气量大，一吨烧结矿产生烟气在4000－6000m³；二是二氧化硫浓度变化大，范围在400－5000mg/Nm³之间；三是温度变化大，一般为80℃到180℃；四是流量变化大，变化幅度高达40%以上；五是水分含量大且不稳定，一般为10－13%；六是含氧量高，一般为15～18%；七是含有多种污染成分，除含有二氧化硫、粉尘外，还含有重金属、二恶英类、氮氧化物等。这些特点都在一定程度上增加了钢铁烧结烟气二氧化硫治理的难度。

在钢铁生产烧结工序中二噁英主要通过“从头合成”的路径生成，即在250～450度温度区间和氧化气氛条件下，大分子碳与有机氯在铜和铁等重金属离子催化作用下生成。

从2009年7月工信部发布《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》以来，钢铁脱硫的政策法规日趋严格。根据2012年10月1日起最新施行的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》（GB28662-2012），现有企业和新建企业的SO2排放限值分别为600mg/m³和200mg/m³，二噁英类排放限值分别为1.0ng-TEQ/m³和0.5ng-TEQ/m³。

目前钢铁行业烧结烟气脱硫技术中，按照脱硫产物的形态，基本可以分成三类：湿法脱硫技术、半干法脱硫技术、干法脱硫技术。按工艺分类，当前我国烧结烟气脱硫有循环流化床法、石灰石-石膏法、SDA旋转喷雾法、氨法、活性炭吸附法、氧化镁法、密相干塔法、MEROS法等十余种技术，积累了一定的应用经验。

目前，我国科技人员在烧结烟气脱硫除尘技术方面开展了一些研究，如公告号为CN101306311A的发明专利，因为是全烟气脱硫，所以成本很高，场地布置紧张；如公告号为CN201302374Y的专利，虽然对烧结烟气进行了选择性脱硫，大大降低了设备及运行成本，但是若不脱硫部分因矿的变化含硫量升高时会导致硫排放超标；如公告号为CN102003886B的专利，也对风箱不同部位的烟气做了区别处理，除高硫烟气全处理外，低硫烟气通过烟气分导装置调节脱硫处理的烟气量，进一步提高了全系统烟气达标排放的可靠性，但是仍有部分低硫烟气未处理而直接排放，而且低硫烟气处理比例控制难度较大。

根据过程中的二噁英类生成机理和排放特性，主要有以下几种方法控制其生成和排放：（1）添加抑制剂以改进烧结料层条件，防止生成二噁英的在合成物和其他前提化合物。如喷氨或使用尿素，以控制烟尘中铜等金属对二噁英的催化作用。（2）烟气循环，使产生的烟气重新进入烧结层，减少二噁英量和其他污染物；（3）急速降温，使烟气由250～450度温度段急速降温至200度以下；（4）活性炭/活性褐煤吸附结合布袋除尘器，缺点烟尘负荷增加，而且吸附后活性炭难以再生和处理；（5）催化剂催化还原，使二噁英在低温下氧化生成CO₂、水合HCl等无机物，缺点是催化剂价格昂贵而且易发生中毒、堵塞问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种不但能够分级对全烟气进行处理、适当降低投资及运行成本，而且使二氧化硫排放达标，同时减少了二噁英排放的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置及除尘方法，该方法简单、易于操作，成本低廉，除尘效果好。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，所述装置包括烧结机的风箱组、脱硫塔和高炉煤气放散塔，所述烧结机的风箱组与脱硫塔的烟气入口相连接，所述脱硫塔的烟气出口与高炉煤气放散塔的入口连接在一起，所述高炉煤气放散塔的顶部设置一出口，在该出口处的高炉煤气放散塔外设置一燃烧器；

所述烧结机的风箱组内依次设置风箱首端、风箱中部和风箱末端；

所述脱硫塔烟气出口下方的塔体内自下至上依次同轴间隔设置有储液段、第一喷淋段、旋流处理段、第二喷淋段和除雾段，在脱硫塔外设置一循环泵，该循环泵的输出端通过管道分别与第一喷淋段和第二喷淋段连接在一起，该循环泵的输入端与储液段相连通安装在一起；

在所述储液段与第一喷淋段之间的塔体内的一侧边上连通设置第一烟气入口，在所述旋流处理段与第二喷淋段之间的脱硫塔的塔体内的侧壁上连通设置第二烟气入口；

所述第一烟气入口依次与设置于脱硫塔外侧的增压风机、第一除氯预洗装置、第一引风机、第一布袋除尘器和第一急冷器的输出端相连接在一起，所述第一急冷器的输入端与风箱中部相连接；所述第二烟气入口依次与设置于脱硫塔外侧的第二除氯预洗装置、第二引风机、第二布袋除尘器和第二急冷器的输出端相连接在一起，所述第二急冷器的输入端分别与风箱首端和风箱末端连接在一起。

而且，在第二喷淋段与除雾段之间设置多个喷淋段。

而且，所述旋流处理段包括上密封板、下密封板、旋流筒和旋流器，所述上密封板和下密封板之间均布间隔沿轴向密封设置数个竖直、上下开口、中空的旋流筒，所述旋流筒内的底部同轴安装一旋流器，所述旋流器包括旋流叶片轴和旋流叶片，旋流叶片围绕旋流叶片轴成环形排列，并倾斜安装于旋流叶片轴上，旋流叶片轴与旋流筒同轴安装，所述上密封板和下密封板的外缘同轴密封安装于塔体内壁上。

而且，所述旋流叶片为螺旋桨式倾斜的叶片结构，其倾斜角度与轴向成30-60度。

而且，所述旋流叶片的数量为3～12片，旋流叶片采取平面或曲面形状。

而且，所述旋流筒的数量为10～100个，旋流筒高为300mm～1000mm。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型装置不但能够进行全烟气处理，使二氧化硫排放达标，尽可能消除了烟气中二噁英对环境的污染，而且对高硫烟气和低硫烟气进行分流后进入同一脱硫塔进行分级脱硫处理，而且相对于高低硫烟气先混合再全烟气处理的传统方式，脱硫塔规格尺寸更小，造价更低，降低了脱硫塔投资及运行成本。

2、本实用新型装置设置急冷器，将使烟气温度由250～450度急速降温至200度以下，尽可能错过二噁英的最佳生成温度，进一步降低了烟气中二噁英生成几率，同时有利于二噁英以固态形式吸附在烟尘表面，且主要吸附在微细颗粒上。

3、本实用新型装置急冷器之后选用相对于湿法除尘和静电除尘方式除尘效率更高的布袋除尘器，避免了由于二噁英在200度以下时容易吸附于烟气中微细颗粒物上的现象的发生，除尘效率可以达到85%～90%或更高，提高了二噁英去除效率，也能去除可对二噁英生成起催化作用的铜、铁等重金属。

4、本实用新型装置在除尘之后设置除氯预洗装置，最大限度去除烟气中的氯离子，减少二噁英的生成条件，同时也除去大量其他酸性气体，减少对脱硫塔等后续设备的腐蚀。

5、本实用新型装置脱硫塔烟气出口通过管道与高炉煤气放散塔相连，脱硫后烟气与高炉煤气混合燃烧，可以轻松达到露点温度以上排放，提高了污染物的扩散度，同时脱硫塔之前的烟气前期处理工艺去除了氯离子和铜、铁等重金属，使得燃烧时尽可能避免了二噁英的再度生成。

附图说明

图l为本实用新型的结构连接示意图；

图2为图1中旋流处理段的结构放大示意图；

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

下面以附图实施方式为例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，如图1所示，所述装置包括烧结机的风箱组（图中未标号）、脱硫塔9和高炉煤气放散塔11；所述烧结机的风箱组与脱硫塔的烟气入口相连接，所述脱硫塔的烟气出口10与高炉煤气放散塔的入口连接在一起，所述高炉煤气放散塔的顶部设置一出口，在该出口处的高炉煤气放散塔外设置一燃烧器12。

所述烧结机的风箱组内依次设置风箱首端1、风箱中部2和风箱末端3。

所述脱硫塔的塔体内的顶部设置烟气出口，在烟气出口下方的塔体内自下至上依次同轴间隔设置有储液段17、第一喷淋段16、旋流处理段15、第二喷淋段14和除雾段13，在脱硫塔外设置一循环泵18，所述循环泵的输出端通过管道分别与第一喷淋段和第二喷淋段连接在一起，所述循环泵的输入端与储液段相连通安装在一起；

为了加强低硫烟气的脱硫处理，同时也对高硫烟气有一定的脱硫效果，可以在第二喷淋段与除雾段之间设置多个喷淋段。

在所述储液段与第一喷淋段之间的塔体内的一侧边上连通设置第一烟气入口19，在所述旋流处理段与第二喷淋段之间的脱硫塔的塔体内的侧壁上连通设置第二烟气入口8；

所述第一烟气入口依次与设置于脱硫塔外侧的增压风机20、第一除氯预洗装置21、第一引风机22、第一布袋除尘器23和第一急冷器24的输出端相连接在一起（第一烟气入口与增压风机的输出端相连接，增压风机的输入端与第一除氯预洗装置的输出端相连接，第一除氯预洗装置的输入端与第一引风机的输出端相连接，第一引风机的输入端与第一布袋除尘器的输出端相连接，第一布袋除尘器的输入端与第一急冷器的输出端相连接），所述第一急冷器的输入端与风箱中部相连接；

所述第二烟气入口依次与设置于脱硫塔外侧的第二除氯预洗装置7、第二引风机6、第二布袋除尘器5和第二急冷器4的输出端相连接在一起（第二烟气入口与第二除氯预洗装置的输出端相连接，第二除氯预洗装置的输入端与第二引风机的输出端相连接，第二引风机的输入端与第二布袋除尘器的输出端相连接，第二布袋除尘器的输入端与第二急冷器的输出端相连接），所述第二急冷器的输入端分别与风箱首端和风箱末端连接在一起；

如图2和图3所示，所述旋流处理段包括上密封板25、下密封板26、旋流筒29和旋流器，所述上密封板和下密封板之间均布间隔沿轴向密封设置数个竖直、上下开口、中空的旋流筒，所述旋流筒内的底部同轴安装一旋流器，所述旋流器包括旋流叶片轴27和旋流叶片28，旋流叶片围绕旋流叶片轴成环形排列，并倾斜安装于旋流叶片轴上，旋流叶片轴与旋流筒同轴安装。旋流叶片为螺旋桨式倾斜的叶片结构，其倾斜角度与轴向成30-60度，该旋流叶片的数量可根据具体情况而定，一般为3～12片，本实施例中设置6片旋流叶片；旋流叶片可采取平面或曲面形状，本实施例为平面叶片。所述上密封板和下密封板的外缘同轴密封安装于塔体内壁上，该上密封板和下密封板可以防止烟气短路，将旋流筒以外的脱硫塔塔体的截面封闭，该封板可以焊接于旋流筒上。所述旋流筒的数量可以为10～100个，本实施例中旋流筒为在上密封板和下密封板之间设置12个，呈等间距矩形阵列排列，该旋流筒高为300mm～1000mm。

利用如上所述的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置的除尘方法，包括如下步骤：

⑴烧结烟气进入烧结机的风箱组中，风箱组的风箱中部的高硫烟气依次经过设置在风箱组和脱硫塔之间的第一急冷器、第一布袋除尘器、第一引风机、第一除氯预洗装置和增压风机后，从脱硫塔的第一烟气入口进入脱硫塔内；

第一除氯预洗装置内采用碱液对烧结烟气进行预洗，能基本脱除HCl和HF；

⑵风箱组的风箱首端和风箱末端的低硫烟气依次经过设置在风箱组和脱硫塔之间的第二急冷器、第二布袋除尘器、第二引风机和第二除氯预洗装置后，从脱硫塔的第二烟气入口进入脱硫塔内；

第二除氯预洗装置内采用碱液对烧结烟气进行预洗，能基本脱除HCl和HF；

⑶脱硫塔外设置的循环泵将脱硫塔内底部设置的储液段内存有的喷淋液泵入，然后将喷淋液从第一喷淋段和第二喷淋段喷出，高硫烟气经第一烟气入口进入脱硫塔后，在第一喷淋段喷下的脱硫剂作用下降温并部分脱硫后进入旋流处理段，在旋流器作用下高速旋转向上，与第二喷淋段喷下的脱硫剂高速旋切、掺混，完成主要脱硫反应；在第二喷淋段与旋流处理段之间的空间内，低硫烟气经第二烟气入口进入脱硫塔后，与经过旋流处理段后向上流动的高硫烟气混合，并与第二喷淋段喷下的脱硫剂接触反应；

如有必要，可在第二喷淋段之上再设置一个第三喷淋段，进一步加强低硫烟气的脱硫处理，同时也对高硫烟气有一定脱硫效果；

⑷净化后的高硫烟气和低硫烟气的混合烟气进入除雾器中除去混合烟气中的液滴，除雾后的烟气从脱硫塔的烟气出口经管道导入高炉煤气放散塔内，在高炉煤气放散塔内与高炉煤气混合后，在高炉煤气放散塔顶部出口被燃烧器点燃后放散排入大气。

本实用新型除尘方法为进一步减小烟气中二噁英生成，将使烟气温度由250～450℃急速降温至200℃以下，最好将所述第一急冷器和第二急冷器的出口温度控制在150～180℃，本实施例控制在170℃左右。针对烧结烟气高温高湿的特点，将所述第一除氯预洗装置和第二除氯预洗装置的出口温度控制在80～90℃，本实施例控制在80℃，以减少烟气对脱硫塔的影响。所述净化后的烟气在高炉煤气放散塔中与高炉煤气混合后，经燃烧器燃烧，保证放散时烟气温度大于露点温度。

为了在脱硫的同时尽可能地脱除二噁英，本实用新型除尘方法在烟气进入脱硫塔前，采取了如下措施：（1）为进一步减小烟气中二噁英生成，将烟气温度由250～450℃急速降温至200℃以下，尽可能错过二噁英最佳生成温度；（2）二噁英在200℃以下时，容易吸附于烟气中微细颗粒物上，故在急冷器之后选用除尘效率更高的布袋除尘器（相对于湿法除尘和静电除尘），除尘效率可以达到85%～90%或更高，最大可能去除重金属、微细粉尘和二噁英；（3）为去除导致二噁英生成的氯离子，设置除氯预洗装置，可以采用碱液进行烟气预洗，能基本脱除HCl和HF。（4）脱硫塔处理后的净化烟气进入高炉煤气放散塔与高炉煤气混合燃烧，因脱硫塔前除氯环节和布袋除尘环节去除了二噁英生成所必不可少的氯离子和起催化作用的铜、铁等重金属，使得燃烧时尽可能避免了二噁英的再度生成。

本实用新型烧结烟气分流分级脱硫除尘装置的工作原理如下：

根据烧结烟气的特点，一般首端风箱烟气温度较低，生成的SO₂极少，中部风箱温度较高，SO₂浓度较高，末端风箱烟气温度高，生成的SO₂极少。通常大中型烧结机组抽风系统按两台引风机配置，将首、末端风箱烟气并成一路，即所谓低硫烟气，中部风箱烟气并成一路，即所谓高硫烟气，根据多台烧结机烟气实测数据，高硫和低硫烟气的烟气量相差不大。本实用新型采用了两种工艺线：高硫处理工艺线和低硫处理工艺线。高、低硫烟气均经过急冷器、布袋除尘器、引风机和除氯预洗装置，之后低硫烟气直接进入脱硫塔第二烟气入口，而高硫烟气经增压风机增压后进入脱硫塔第一烟气入口。根据两股烟气SO₂浓度的不同，高硫烟气和低硫烟气进入不同烟气入口进行分级处理，高硫烟气共通过两层喷淋处理和一层旋流处理段强化处理，低硫烟气只通过一层喷淋处理。因旋流处理段阻力较大，故高硫处理工艺线在脱硫塔前多设置一个增压风机进行增压。高硫烟气经第一烟气入口进入脱硫塔后，在第一喷淋段喷下的脱硫剂作用下降温并初步脱硫后进入旋流处理段，在旋流器作用下，形成具有一定速度的向上的旋转气流，将第二喷淋段喷下的脱硫剂托住并反复旋切，形成动态稳定的气液悬浮层，气液不断聚散、掺混，完成主要脱硫反应；在第二喷淋段与旋流处理段之间的脱硫塔内，所述低硫烟气经第二烟气入口进入脱硫塔后，与经过旋流处理段后向上流动的高硫烟气混合，并与第二喷淋段喷下的脱硫剂逆向接触、反应；总体上，低硫烟气经过一级喷淋脱硫处理，而高硫烟气经过了两级喷淋和一级旋流强化脱硫处理。净化后的混合烟气进入除雾器除去烟气中的液滴，从烟气出口经管道导入高炉煤气放散塔与高炉煤气混合，在高炉煤气放散塔顶部出口被燃烧器点燃后放散排入大气。这样分级的全烟气处理方式不但可以保证全部烟气都能满足脱硫指标要求，而且相对于高低硫烟气先混合再全烟气处理的传统方式，脱硫塔规格尺寸更小，造价更低。

Claims (6)

1.一种烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，所述装置包括烧结机的风箱组、脱硫塔和高炉煤气放散塔，其特征在于：所述烧结机的风箱组与脱硫塔的烟气入口相连接，所述脱硫塔的烟气出口与高炉煤气放散塔的入口连接在一起，所述高炉煤气放散塔的顶部设置一出口，在该出口处的高炉煤气放散塔外设置一燃烧器；

所述烧结机的风箱组内依次设置风箱首端、风箱中部和风箱末端；

所述脱硫塔烟气出口下方的塔体内自下至上依次同轴间隔设置有储液段、第一喷淋段、旋流处理段、第二喷淋段和除雾段，在脱硫塔外设置一循环泵，该循环泵的输出端分别与第一喷淋段和第二喷淋段连接在一起，该循环泵的输入端与储液段相连通安装在一起；

在所述储液段与第一喷淋段之间的塔体内的一侧边上连通设置第一烟气入口，在所述旋流处理段与第二喷淋段之间的脱硫塔的塔体内的侧壁上连通设置第二烟气入口；

所述第一烟气入口依次与设置于脱硫塔外侧的增压风机、第一除氯预洗装置、第一引风机、第一布袋除尘器和第一急冷器的输出端相连接在一起，所述第一急冷器的输入端与风箱中部相连接；所述第二烟气入口依次与设置于脱硫塔外侧的第二除氯预洗装置、第二引风机、第二布袋除尘器和第二急冷器的输出端相连接在一起，所述第二急冷器的输入端分别与风箱首端和风箱末端连接在一起。

2.根据权利要求1所述的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，其特征在于：在第二喷淋段与除雾段之间设置多个喷淋段。

3.根据权利要求1所述的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，其特征在于：所述旋流处理段包括上密封板、下密封板、旋流筒和旋流器，所述上密封板和下密封板之间均布间隔沿轴向密封设置数个竖直、上下开口、中空的旋流筒，所述旋流筒内的底部同轴安装一旋流器，所述旋流器包括旋流叶片轴和旋流叶片，旋流叶片围绕旋流叶片轴成环形排列，并倾斜安装于旋流叶片轴上，旋流叶片轴与旋流筒同轴安装，所述上密封板和下密封板的外缘同轴密封安装于塔体内壁上。

4.根据权利要求3所述的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，其特征在于：所述旋流叶片为螺旋桨式倾斜的叶片结构，其倾斜角度与轴向成30～60度。

5.根据权利要求3或4所述的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，其特征在于：所述旋流叶片的数量为3～12片，旋流叶片采取平面或曲面形状。

6.根据权利要求3或4所述的烧结烟气分流分级脱硫除尘装置，其特征在于：所述旋流筒的数量为10～100个，旋流筒高为300mm～1000mm。

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