CN207113629U - 一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统 - Google Patents

一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统 Download PDF

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CN207113629U CN201720576678.3U CN201720576678U CN207113629U CN 207113629 U CN207113629 U CN 207113629U CN 201720576678 U CN201720576678 U CN 201720576678U CN 207113629 U CN207113629 U CN 207113629U
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周志安
王兆才
谭诚
李文林
储太山
贺新华
代友训
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Abstract

本实用新型提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统,将烧结机烟气中NOx浓度较高的烟气作为冷却介质输入冷却系统,冷却烧结矿,该部分烧结机烟气经过冷却系统后可以升温至260~480℃,再将这一部分烟气输入脱硝系统中进行脱硝处理,然后进行余热利用、除尘、脱硫处理,从而达到排放要求;同时烧结机烟气中NOx浓度较低的烟气经过余热利用、除尘后进行脱硫处理后,直接可以达到排放要求,从而减小了脱硝系统的烟气处理量。本实用新型的系统有效的利用了冷却系统中烧结矿的余热,使得烧结烟气达到脱硝系统中要求的温度,在实现节能减排的同时实现烧结烟气治理运行成本。

Description

一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种烧结烟气脱硝系统,具体涉及一种利用烧结矿余热加热烧结 废气实现低成本脱硝的系统,属于烧结矿烧结、余热利用领域。
背景技术
[0002] 钢铁工业是我国国民经济的基础和支柱产业,我国钢铁冶炼以“烧结(球团)焦 化一高炉一转炉”的长流程为主,75%以上的高炉炉料来源于烧结矿,年产量已达近10亿 吨,可见烧结生产在炼铁前原料制备方面起着至关重要的作用。同时,烧结工序也是钢铁流 程中高能耗、高污染集中环节,能耗占钢铁冶金总能耗的10%,排放的废气量占钢铁工业总 废气量的50%,废气中微米级细颗粒粉尘、S0x、N0x、持久性有机物、重金属等污染物的排放 均居钢铁工业首位。
[0003] 目前基本上烧结厂都已配备脱硫系统,但是脱硝系统还不够完善或者相比脱硫技 术还不够成熟。烟气脱硝技术主要是将NOx进行处理,使之成为水和氮气或对NOx进行吸附、 减量化处理。脱硝技术有干法和湿法之分,主要有气相反应法、液体吸附法、吸附法、液膜 法、微生物法等。其中脱硝效率最高、技术最为成熟的是选择性催化还原(SCR)过程,选择性 催化还原法(SCR)是一种行之有效的烟气脱硝工艺,系统运行稳定,脱硝效率可达90 %。SCR 工艺是将氨喷入含NOx烟气中,在催化剂的作用下将有毒的NOx还原为无毒的N2。但是SCR技 术需要的适宜反应温度窗口为260〜480°C,反应温度过高,催化剂会产生结晶现象而中毒 失效;反应温度过低,催化剂的活性又较低。因温度的限制,现在广泛商业应用的SCR催化剂 反应器布置在除尘器之前,但是因粉尘杂质毒害作用,导致催化剂的使用寿命严重缩短。而 当烟气温度较低时,就需要对烟气进行加热后再经过SCR处理,由于烟气量巨大,在脱硝过 程中每吨矿约需要3.81kg标煤用于加热烟气,运行成本较高。
[0004] 烧结机产生的烧结烟气温度一般为130-180°c,需要加热到260〜480°C才能进入 到脱硝系统,需要消耗大量的能源。烧结机烧成的平均温度约700°C的热烧结矿经由单辊破 碎后进入环式或带式冷却机进行鼓风或抽风冷却,冷却过程产生大量的热废气,冷却系统 需要大量的冷却介质,冷却介质经过冷却系统后,与烧结矿进行热交换,可以达到400°C左 右,为了冷却烧结矿,需要提供大量的冷却介质。 实用新型内容
[0005] 为了降低烧结烟气末端治理总量,提高烧结系统内余能利用率,解决SCR技术应用 于烧结脱硝运行成本高的老大难问题,本实用新型提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气 实现低成本脱硝的系统,将烧结机烟气中NOx浓度较高的烟气作为冷却介质输入冷却系统, 冷却烧结矿,该部分烧结机烟气经过冷却系统后可以升温至260〜480°C,再将这一部分烟 气输入脱硝系统中进行脱硝处理,然后进行余热利用、除尘、脱硫处理,从而达到排放要求; 同时烧结机烟气中NOx浓度较低的烟气经过余热利用、除尘后进行脱硫处理后,直接可以达 到排放要求,从而减小了脱硝系统的处理量。本实用新型的系统有效的利用了冷却系统中 烧结矿的余热,使得烧结烟气达到脱硫系统中要求的温度,在实现节能减排的同时节约了 烟气治理成本。在本申请中,“任选”表示进行或不进行,或表示有或没有。
[0006] 根据本实用新型提供的第一种实施方案,提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气 实现低成本脱硝的系统。
[0007] —种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统,该系统包括:
[0008] 烧结机,该烧结机的台车下方设有多个风箱;
[0009] 烧结机下方设有的非脱硝烟气管道和脱硝烟气管道,
[0010] 冷却系统,和
[0011]脱硝系统;
[0012] 其中,依据烧结机上矿料运行的方向,烧结机的这些风箱分为5个区段,第一个区 段包括2-4个风箱,第二个区段包括2-3个风箱,第三个区段包括8-22个风箱(优选12-18 个),第四个区段包括2-3个风箱,第五个区段包括4-6个风箱;
[0013] 属于第一个区段的各风箱通过各自的风箱支管连接至非脱硝烟气管道,属于第二 个区段的各风箱通过各自的风箱支管和各自的切换阀以可切换的方式分别连接至非脱硝 烟气管道或脱硝烟气管道,属于第三个区段的各风箱通过各自的风箱支管连接至脱硝烟气 管道,属于第四个区段的各风箱通过各自的风箱支管和各自的切换阀以可切换的方式分别 连接至非脱硝烟气管道或脱硝烟气管道,属于第五个区段的各风箱通过各自的风箱支管连 接至非脱硝烟气管道;
[0014] 非脱硝烟气管道经过第一除尘器后,通过第一抽风机后连接至第一脱硫系统的烟 气入口,第一脱硫系统的烟气出口连接至第一烟囱;
[0015] 脱硝烟气管道通过第二除尘器后,通过第一烟气输送管道连接至冷却系统的进风 口,冷却系统的出风口通过第二烟气输送管道连接至脱硝系统的烟气入口;
[0016] 脱硝系统的烟气出口连接至第一余热回收装置的烟气入口,第一余热回收装置的 烟气出口经过第三除尘器后连接至第一脱硫系统或第二脱硫系统的烟气入口,第二脱硫系 统的烟气出口连接至第一烟囱或第二烟囱。
[0017] 在本实用新型中,烧结机的长度(或烧结机台车的长度)一般是12-80米,优选15-70米,更优选18-60米,更优选22-50米,更优选25-45米。
[0018] 在本实用新型中,烧结机的风箱的个数η = 18-38个,优选η = 22-34个,更优选η = 26-30个。
[0019] 作为优选,烧结机的风箱的个数η = 28个,第一个区段包括3个风箱,第二个区段包 括2个风箱,第三个区段包括16个风箱,第四个区段包括2个风箱,第五个区段包括5个风箱。
[0020] 在本实用新型中,所述冷却系统为立式冷却机。
[0021] 优选的是,第一烟气输送管道上设有第二抽风机和第一鼓风机。优选的是,第二抽 风机和第一鼓风机依次设置在第二除尘器之后的第一烟气输送管道上。
[0022] 在本实用新型中,所述冷却系统为环式冷却机。环式冷却机包括高温段、中温段和 低温段。脱硝烟气管道通过第二除尘器后,连接至环式冷却机高温段的进风口。高温段的上 方设有环冷机高温段风罩。环冷机高温段风罩的出风口连接脱硝系统的烟气入口。
[0023] 优选的是,第一烟气输送管道上设有第三抽风机。
[0024] 优选的是,在烧结机的台车上方设有密封罩。一般,密封罩被设置在烧结机的点火 区之后。环式冷却机低温段的进风口与大气相通。低温段的上方设有环冷机低温段风罩。环 式冷却机中温段的进风口与大气相通和/或通过环冷机低温段烟气管道与环冷机低温段风 罩的出风口连接。中温段的上方设有环冷机中温段风罩。环冷机中温段风罩的出风口通过 环冷机中温段烟气管道连接至烧结机上方的密封罩或与大气相通。当烧结机出现故障或其 他情况,环冷机中温段的烟气不能输送至烧结机时,环冷机中温段风罩的出风口与大气相 通,保证环冷机的正常运行。
[0025] 优选的是,密封罩上设有天窗。当环冷机出现故障或其他情况,环冷机中温段没有 冷却介质排出时,打开密封罩上方的天窗,保证烧结机正常运行。
[0026] 作为优选,第二烟气输送管道上设有第四除尘器。
[0027] 作为优选,第二烟气输送管道经过第三余热回收装置后连接至脱硝系统的烟气入 口。当烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度超过480°C时,该温 度超过了脱硝系统中催化剂的最佳催化温度,可以将这部分烧结烟气先进行余热利用,然 后再输送到脱硝系统。这样既能回收热量,又能保护脱硝系统中的催化剂。当烧结烟气在冷 却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度不超过480°C时,将这部分烧结烟气直接 输送到脱硝系统。
[0028] 作为优选,非脱硝烟气管道上设有第一温度检测仪和浓度检测仪。脱硝烟气管道 上设有第二温度检测仪。
[0029] 作为优选,第一余热回收装置的烟气出口经过第三除尘器后通过第五抽风机连接 至第一脱硫系统或第二脱硫系统的烟气入口。
[0030] 作为优选,与属于第五区段的各风箱连接的风箱支管都直接连接至第三烟气输送 管道,经由第四抽风机后连接至非脱硝烟气管道。
[0031] 优选的是,第三烟气输送管道上设有第二余热回收装置。
[0032] 作为优选,第二烟气输送管道上设有第三温度检测仪。
[0033] 作为优选,第一除尘器和第三除尘器为电除尘器。第二除尘器为多管除尘器。第四 除尘器为高温除尘器。
[0034] 作为优选,该系统包括2-5根脱硝烟气管道。每根脱硝烟气管道经由第二除尘器 后,通过第一烟气输送管道连接至冷却系统的进风口,冷却系统的出风口通过第二烟气输 送管道连接脱硝系统的烟气入口;脱硝系统的烟气出口连接至第一余热回收装置的烟气入 口,第一余热回收装置的烟气出口经过第三除尘器后连接至第一脱硫系统或第二脱硫系统 的烟气入口,第二脱硫系统的烟气出口连接至第一烟囱或第二烟囱。
[0035] 根据本实用新型提供的第二种实施方案,提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气 实现脱硝的工艺。
[0036] —种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的工艺,该工艺包括以下步 骤:
[0037] 1)布料、点火:将配好的混合料装入烧结机台车上进行点火,开始烧结;
[0038] 2)分段烧结:烧结矿在烧结机上进行分段烧结;该烧结机的台车下方设有多个风 箱,烧结机下方设有非脱硝烟气管道和脱硝烟气管道,依据烧结机上矿料运行的方向,烧结 机的这些风箱分为5个区段,第一个区段包括2-4个风箱,第二个区段包括2-3个风箱,第三 个区段包括8-22个风箱(优选12-18个),第四个区段包括2-3个风箱,第五个区段包括4-6个 风箱;
[0039] 属于第一个区段的各风箱的烟气通过各自的风箱支管输送至非脱硝烟气管道,属 于第二个区段的各风箱的烟气通过各自的风箱支管和各自的切换阀以可切换的方式分别 输送至非脱硝烟气管道或脱硝烟气管道,属于第三个区段的各风箱的烟气通过各自的风箱 支管输送至脱硝烟气管道,属于第四个区段的各风箱的烟气通过各自的风箱支管和各自的 切换阀以可切换的方式分别输送至非脱硝烟气管道或脱硝烟气管道,属于第五个区段的各 风箱的烟气通过各自的风箱支管输送至非脱硝烟气管道;
[0040] 3)烧结矿冷却:经过烧结机烧结后的烧结矿输送到冷却系统进行冷却;
[0041] 4)非脱硝烟气管道烟气处理:非脱硝烟气管道中的烟气经过第一除尘器除尘,由 第一抽风机输送至第一脱硫系统进行脱硫,脱硫后的烟气从第一脱硫系统的烟气出口通过 第一烟囱排放;
[0042] 5)脱硝烟气管道烟气处理:脱硝烟气管道中的烟气经过第二除尘器除尘后,通过 第一烟气输送管道输送至冷却系统进行冷却,在冷却系统内,脱硝烟气管道中的烟气与冷 却系统内的烧结矿进行热交换,使得该部分烟气升温,获得升温后的烟气(温度达到260-480°C),升温后的烟气进入脱硝系统中进行脱硝,脱硝后的烟气从脱硝系统的烟气出口排 出并通过第二烟气输送管道输送至第一余热回收装置中进行余热利用,余热利用完后的烟 气任选地经过第三除尘器除尘,然后输送至第一脱硫系统或第二脱硫系统进行脱硫处理, 脱硫后的烟气从从第一烟肉或第二烟肉排放。
[0043] 作为优选,所述冷却系统为立式冷却机。
[0044] 优选的是,第一烟气输送管道上设有第二抽风机和第一鼓风机。优选的是,第二抽 风机和第一鼓风机依次设置在第二除尘器之后的第一烟气输送管道上。
[0045] 作为优选,所述冷却系统为环式冷却机。环式冷却机包括高温段、中温段和低温 段。脱硝烟气管道中的烟气经过第二除尘器除尘后,通过第一烟气输送管道输送至环式冷 却机高温段的进风口。高温段的上方设有环冷机高温段风罩。经过高温段后,烟气从环冷机 高温段风罩的出风口排出并被输送至脱硝系统的烟气入口。
[0046] 优选的是,第一烟气输送管道上设有第三抽风机。
[0047] 作为优选,烧结机的台车上方设有密封罩。一般,密封罩被设置在点火区之后。低 温段的上方设有环冷机低温段风罩。中温段的上方设有环冷机中温段风罩。冷却风从环式 冷却机低温段的进风口进入低温段。冷却风换热后从环冷机低温段风罩的出风口排出并通 过环冷机低温段烟气管道输送至环式冷却机中温段的进风口。冷却风经过中温段后从环冷 机中温段风罩的出风口排出并通过环冷机中温段烟气管道输送至烧结机上方的密封罩或 与大气相通。当烧结机出现故障或其他情况,环冷机中温段的烟气不能输送至烧结机时,环 冷机中温段风罩的出风口与大气相通,保证环冷机的正常运行。
[0048] 优选的是密封罩上设有天窗。当环冷机出现故障或其他情况,环冷机中温段没有 冷却介质排出时,打开密封罩上方的天窗,保证烧结机正常运行。
[0049] 优选的是,环冷机低温段烟气管道上设有冷风入口。任选地从冷风入口往环冷机 低温段烟气管道输入空气。
[0050] 作为优选,第二烟气输送管道上设有第四除尘器。从冷却系统的烟气出口排出的 烟气经过第四除尘器除尘后再通过第二烟气输送管道输送至脱硝系统进行脱硝处理。
[0051] 作为优选,第二烟气输送管道上设有第三余热回收装置。当烧结烟气在冷却系统 中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度超过480°c时,该温度超过了脱硝系统中催化剂 的最佳催化温度,可以将这部分烧结烟气先进行余热利用,然后再输送到脱硝系统。这样既 能回收热量,又能保护脱硝系统中的催化剂。当烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交 换后,烧结烟气的温度不超过480°C时,将这部分烧结烟气直接输送到脱硝系统。
[0052] 作为优选,非脱硝烟气管道上设有第一温度检测仪和浓度检测仪。第一温度检测 仪检测非脱硝烟气管道烟气的温度。浓度检测仪检测非脱硝烟气管道烟气的NOx浓度。脱硝 烟气管道上设有第二温度检测仪。第二温度检测仪检测脱硝烟气管道内烟气的温度。
[0053] 作为优选,属于第五区段的各风箱的烟气通过各风箱上连接的风箱支管直接输送 至第三烟气输送管道,通过第三烟气输送管道输送经过第四抽风机后被输送至非脱硝烟气 管道。
[0054] 优选的是,第三烟气输送管道上设有第二余热回收装置。第五区段的各风箱的烟 气经过第二余热回收装置余热利用后输送至非脱硝烟气管道。
[0055] 作为优选,第二烟气输送管道上设有第三温度检测仪。第三温度检测仪检测第二 烟气输送管道内烟气的温度。
[0056] 作为优选,该工艺使用2-5根脱硝烟气管道。每根脱硝烟气管道的烟气通过第二除 尘器后,通过第一烟气输送管道输送至冷却系统的进风口,从冷却系统的出风口排出的烟 气通过第二烟气输送管道输送至脱硝系统的烟气入口;从脱硝系统的烟气出口排出的烟气 被输送至第一余热回收装置的烟气入口,从第一余热回收装置的烟气出口排出的烟气经过 第三除尘器后被输送至第一脱硫系统或第二脱硫系统的烟气入口,从第一脱硫系统或第二 脱硫系统的烟气出口排出的烟气被输送至第一烟囱或第二烟囱。
[0057] 作为优选,还设有控制系统。控制系统连接并控制切换阀、第一温度检测仪、第二 温度检测仪、第三温度检测仪、浓度检测仪。
[0058] 在本实用新型中,控制系统控制:非脱硝烟气管道内烟气的温度为100-160°C,优 选为 110-150 °C,更优选为 120-140 °C。
[0059] 在本实用新型中,控制系统控制:非脱硝烟气管道烟气的NOx浓度小于200mg/m3,优 选为小于180mg/m3,更优选为小于150mg/m3。
[0000]在本实用新型中,控制系统控制:脱硝烟气管道内烟气的温度为80-150°C,优选为 90-140 °C,更优选为 100-120 °C。
[0061] 在本实用新型中,控制系统控制:第二烟气输送管道内烟气的温度为260-480°C, 优选为300-460 °C,更优选为320-450 °C。
[0062] 在本实用新型中,通过排出控制属于第二个区段的各风箱通过各自的风箱支管和 各自的切换阀以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道或脱硝烟气管道,和,属于第四 个区段的各风箱通过各自的风箱支管和各自的切换阀以可切换的方式分别连接至非脱硝 烟气管道或脱硝烟气管道,保证以下目的:(1)保证脱硝烟道烟气温度不低于80°C ;如果脱 硝烟道烟气温度低于80°C,调整第二个区段的各风箱支管上的切换阀和第四个区段的各风 箱支管上的切换阀,分别独立的依次从烧结机机头和/或机尾方向增加风箱中的烟气进入 脱硝烟道,从而实现增加高温烟气进入脱硝烟道烟气温度,使得脱硝烟道烟气温度不低于 80°C。由于脱硝烟道烟气中含有少量的S02,控制脱硝烟道内烟气的温度,高于酸露点,可以 保证脱硝烟道不结露。⑵保证非脱硝烟道烟气中NOx浓度<200mg/m3;为了使非脱硝烟道中 的烟气经过脱硫处理后可以达到直接排放的要求,必须控制非脱硝烟道烟气中NOx浓度< 200mg/m3;如果非脱硝烟道烟气中NOx浓度高于200mg/m3,调整第二个区段的各风箱支管上 的切换阀和第四个区段的各风箱支管上的切换阀,分别独立的依次从烧结机机头和/或机 尾方向减少风箱中的烟气进入非脱硝烟道,从而实现减少含NOx浓度高的烟气进入非脱硝 烟道,使得非脱硝烟道烟气中NOx浓度低于200mg/m3。⑶保证烧结烟气作为热烧结饼冷却介 质后,热废气温度处于260-480°C,在冷却系统内烧结烟气经过与烧结矿热交换后,温度达 至Ij260-480°C,此温度是最适宜与脱硝系统内催化剂催化烟气脱硝的温度。(4)保证全系统 风量平衡;通过控制冷却系统内冷却介质的循环,控制烧结机烟气进入冷却系统的风量,实 现冷却系统零排放。(5)保证非脱硝烟道烟气温度不高于160°C ;属于第五区段的各风箱的 烟气经过第二余热回收装置后再连接至非脱硝烟气管道,使得非脱硝烟道烟气温度不高于 160°C,保护脱硫系统的同时,增加余热利用,节约成本。(6)进入冷却系统时保证脱硝烟道 烟气温度不高于150°C (优选为130°C),可以保证烧结矿在冷却系统内的冷却效果。
[0063] 在本实用新型中,经风量平衡和浓度平衡计算,在满足上述设计前提下,将传统烧 结双烟道改为三烟道或多烟道,31 %的低NOx烟气进非脱硝烟道,然后经电除尘器、脱硫系 统后由烟囱外排;剩余69%的高NOx烟气平均分配至其余两个平行的脱硝烟道,然后作为热 烧结饼的冷却介质,经换热升温后进入脱硝系统,而后经余热回收系统、电除尘器、脱硫系 统后由烟囱外排。
[0064] 在本实用新型中,环式冷却机的顶部分别设置环冷机高温段风罩、环冷机中温段 风罩、环冷机低温段风罩,可以保证环冷机不漏风,而且环冷机上三段的烟气分别进行余热 利用,实现环冷机的零排放。
[0065] 在本实用新型中,在脱硝系统SCR装置前设有第四除尘器,减少烟气中携带的粉 尘,保护SCR中的催化剂受到的冲刷和磨损。
[0066] 在本实用新型中,烧结机下从点火端到尾端依次设置多个风箱,由于点火炉下烧 结和位于烧结机尾端处的烧结,其产生的烟气中NOx较少(该部分烟气约占烟气总量的 30%),于是将位于点火炉下方的几个风箱里的烟气和烧结机尾端处几个风箱里的烟气通 过一非脱硝烟道被风机抽走,其中烧结机尾端处几个风箱里的烟气先经过一余热回收装置 进行降温,然后再和点火炉下方的几个风箱里的烟气一起经电除尘器、脱硫系统后由烟囱 外排(NOx浓度小于150mg/m3);将烧结机剩下的中间段的风箱里的烟气分配(优选平均分配) 至两个脱硝烟道(烟道优选平行设置)被风机抽走。
[0067] 在本实用新型中,将经脱硝烟道抽走且除尘后的烟气作为冷却介质对烧结矿进行 冷却,将该烟气通过鼓风机鼓入烧结矿冷却装置中,该烟气在冷却烧结矿的同时,自身温度 被升高,此时烧结矿冷却装置烟气出口保持微负压,并加设烟罩,被升温后的烟气需要从烧 结矿冷却装置烟气出口被抽走。
[0068] 在本实用新型中,第一烟气输送管道上设有第二抽风机和第一鼓风机,避免了输 送管道中由于压差大导致烟气输送受阻的问题。
[0069] 在本实用新型中,环冷机中温段风罩的出风口通过环冷机中温段烟气管道连接至 烧结机上方的密封罩,使得环冷机中温段的烟气可以进入烧结机中,进一步减少整个系统 废气外排量,同时利用环冷机中温段烟气的显热,增加热能的利用率。
[0070] 与现有技术相比较,本实用新型具有以下有益技术效果:
[0071] 1、烧结烟气经过冷却系统和烧结矿进行换热后再进入脱硝系统,不用对含NOx烟 气进行额外加热,降低了使用SCR脱硝成本;
[0072] 2、烧结烟气在冷却系统内作为冷却介质冷烧结矿,含NOx烟气在降温烧结矿的同 时被加热,提高了烧结矿余热利用率;
[0073] 3、在脱硝系统SCR装置前设有第四除尘器,可延长SCR脱硝系统中催化剂的寿命;
[0074] 4、采用竖冷机对烧结矿进行冷却时,烧结矿冷却装置烟气出口处设置烟罩并保持 微负压,烧结矿冷却漏风率大幅降低,同时也利于含NOx烟气的加热,不存在NOx及SO2无组织 排放的问题,不会造成环境污染;
[0075] 5、烧结机尾部风箱中的烟气通过余热回收装置进行余热利用,同时脱硝后的烟气 也通过余热回收装置进行余热利用,这样进一步大幅度提高了余热利用率;
[0076] 6、由于将烧结机烧结过程分为三段,相应的各段风机的选择更为小型化,降低了 全厂整体耗电量和建厂资金投资;
[0077] 7、采用环冷机对烧结矿进行冷却时,经过换热后的冷却介质可以全部利用,实现 环冷机的零排放。
附图说明
[0078] 图1为本实用新型利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统的结构示 意图;
[0079] 图2为本实用新型系统中冷却系统为立式冷却机的结构示意图;
[0080] 图3为本实用新型系统中冷却系统为环式冷却机的结构示意图;
[0081] 图4为本实用新型利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统的另一种 设计结构示意图;
[0082] 图5为现有技术中烧结机各个风箱中烟气成分及含量特征图;
[0083] 图6为本实用新型中烧结机的局部放大示意图;
[0084] 图7为本发明控制系统控制示意图。
[0085] 附图标记:1:烧结机;101:风箱;102:风箱支管;103:密封罩;201:第一除尘器; 202:第二除尘器;203:第三除尘器;204:第四除尘器;301:第一抽风机;302:第二抽风机; 303:第三抽风机;304:第四抽风机;305:第五抽风机;401:第一脱硫系统;402:第二脱硫系 统;501:第一烟囱;502:第二烟囱;6:冷却系统;601:冷却系统的进风口; 602:冷却系统的出 风口 :7:脱硝系统;701:脱硝系统的烟气入口;702:脱硝系统的烟气出口;8:立式冷却机;9: 环式冷却机;901:高温段;902:中温段;903:低温段;904:环冷机高温段风罩;905:环冷机中 温段风罩;906:环冷机低温段风罩;1001:第一鼓风机;11:第一余热回收装置;1101:第一余 热回收装置的烟气入口; 1102:第一余热回收装置的烟气出口; 1103:第二余热回收装置; 1104:第三余热回收装置;12:天窗;13:切换阀;1401:第一温度检测仪;1402:第二温度检测 仪;1403:第三温度检测仪;15:浓度检测仪;16:冷风入口; Ll:非脱硝烟气管道;L2:脱硝烟 气管道;L3:第一烟气输送管道;L4:第二烟气输送管道;L5:环冷机低温段烟气管道;L6:环 冷机中温段烟气管道;L7:第三烟气输送管道;Tl:非脱硝烟气管道中烟气的温度;T2:脱硝 烟气管道内烟气的温度;T3第二烟气输送管道内烟气的温度;P:非脱硝烟气管道内烟气的 NOx浓度;K:控制系统。
具体实施方式
[0086] 需要说明的是,在附图中为了有利于看清附图中的重要结构部分和流程,附图1-4 中的烧结机风箱的个数采用简化的示意图示方式,实际上风箱的具体的个数应该更多。
[0087] 根据本实用新型提供的第一种实施方案,提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气 实现低成本脱硝的系统。
[0088] —种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统,该系统包括:
[0089] 烧结机1,该烧结机1的台车下方设有多个风箱101;
[0090] 烧结机1下方设有的非脱硝烟气管道Ll和脱硝烟气管道L2,
[0091] 冷却系统6,和
[0092] 脱硝系统7;
[0093] 其中,依据烧结机1上矿料运行的方向,烧结机1的这些风箱分为5个区段,第一个 区段包括2-4个风箱,第二个区段包括2-3个风箱,第三个区段包括8-22个风箱(优选12-18 个),第四个区段包括2-3个风箱,第五个区段包括4-6个风箱;
[0094] 属于第一个区段的各风箱101通过各自的风箱支管102连接至非脱硝烟气管道Ll, 属于第二个区段的各风箱101通过各自的风箱支管102和各自的切换阀13以可切换的方式 分别连接至非脱硝烟气管道Ll或脱硝烟气管道L2,属于第三个区段的各风箱101通过各自 的风箱支管102连接至脱硝烟气管道L2,属于第四个区段的各风箱101通过各自的风箱支管 102和各自的切换阀13以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道Ll或脱硝烟气管道L2, 属于第五个区段的各风箱101通过各自的风箱支管102连接至非脱硝烟气管道LI;
[0095] 非脱硝烟气管道Ll经过第一除尘器201后,通过第一抽风机301后连接至第一脱硫 系统401的烟气入口,第一脱硫系统401的烟气出口连接至第一烟囱501;
[0096] 脱硝烟气管道L2通过第二除尘器202后,通过第一烟气输送管道L3连接至冷却系 统6的进风口 601,冷却系统6的出风口 602通过第二烟气输送管道L4连接至脱硝系统7的烟 气入口 701;
[0097] 脱硝系统7的烟气出口 702连接至第一余热回收装置11的烟气入口 1101,第一余热 回收装置11的烟气出口 1102经过第三除尘器203后连接至第一脱硫系统401或第二脱硫系 统402的烟气入口,第二脱硫系统402的烟气出口连接至第一烟囱501或第二烟囱502。
[0098] 在本实用新型中,烧结机1的长度(或烧结机台车的长度)一般是12-80米,优选15-70米,更优选18-60米,更优选22-50米,更优选25-45米。
[0099] 在本实用新型中,烧结机1的风箱101的个数η = 18-38个,优选η = 22-34个,更优选 η = 26-30个。
[0100] 作为优选,烧结机1的风箱101的个数η = 28个,第一个区段包括3个风箱,第二个区 段包括2个风箱,第三个区段包括16个风箱,第四个区段包括2个风箱,第五个区段包括5个 风箱。
[0101] 在本实用新型中,所述冷却系统6为立式冷却机8。
[0102] 优选的是,第一烟气输送管道L3上设有第二抽风机302和第一鼓风机1001。优选的 是,第二抽风机302和第一鼓风机1001依次设置在第二除尘器202之后的第一烟气输送管道 L3上。
[0103] 在本实用新型中,所述冷却系统6为环式冷却机9。环式冷却机9包括高温段901、中 温段902和低温段903。脱硝烟气管道L2通过第二除尘器202后,连接至环式冷却机9高温段 901的进风口。高温段901的上方设有环冷机高温段风罩904。环冷机高温段风罩904的出风 口连接脱硝系统7的烟气入口 701。
[0104] 优选的是,第一烟气输送管道L3上设有第三抽风机303。
[0105] 优选的是,在烧结机的台车上方设有密封罩103。一般,密封罩103被设置在烧结机 的点火区之后。环式冷却机9低温段903的进风口与大气相通。低温段903的上方设有环冷机 低温段风罩906。环式冷却机9中温段902的进风口与大气相通和/或通过环冷机低温段烟气 管道L5与环冷机低温段风罩906的出风口连接。中温段902的上方设有环冷机中温段风罩 905。环冷机中温段风罩905的出风口通过环冷机中温段烟气管道L6连接至烧结机1上方的 密封罩103或与大气相通。当烧结机出现故障或其他情况,环冷机中温段的烟气不能输送至 烧结机时,环冷机中温段风罩的出风口与大气相通,保证环冷机的正常运行。
[0106] 优选的是,密封罩上设有天窗。当环冷机出现故障或其他情况,环冷机中温段没有 冷却介质排出时,打开密封罩上方的天窗,保证烧结机正常运行。
[0107] 作为优选,第二烟气输送管道L4上设有第四除尘器204。
[0108] 作为优选,第二烟气输送管道L4经过第三余热回收装置1104后连接至脱硝系统7 的烟气入口 701。当烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度超过 480Γ时,该温度超过了脱硝系统中催化剂的最佳催化温度,可以将这部分烧结烟气先进行 余热利用,然后再输送到脱硝系统。这样既能回收热量,又能保护脱硝系统中的催化剂。当 烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度不超过480°C时,将这部分 烧结烟气直接输送到脱硝系统。
[0109] 作为优选,非脱硝烟气管道Ll上设有第一温度检测仪1401和浓度检测仪15。脱硝 烟气管道L2上设有第二温度检测仪1402。
[0110] 作为优选,第一余热回收装置11的烟气出口 1102经过第三除尘器203后通过第五 抽风机305连接至第一脱硫系统401或第二脱硫系统402的烟气入口。
[0111] 作为优选,与属于第五区段的各风箱101连接的风箱支管102都直接连接至第三烟 气输送管道L7,经由第四抽风机304后连接至非脱硝烟气管道L1。
[0112] 优选的是,第三烟气输送管道L7上设有第二余热回收装置1103。
[0113] 作为优选,第二烟气输送管道L4上设有第三温度检测仪1403。
[0114] 作为优选,第一除尘器201和第三除尘器203为电除尘器。第二除尘器202为多管除 尘器。第四除尘器204为高温除尘器。
[0115] 作为优选,该系统包括2-5根脱硝烟气管道L2。每根脱硝烟气管道L2经由第二除尘 器202后,通过第一烟气输送管道L3连接至冷却系统6的进风口 601,冷却系统6的出风口 602 通过第二烟气输送管道L4连接脱硝系统7的烟气入口 701;脱硝系统7的烟气出口 702连接至 第一余热回收装置11的烟气入口 1101,第一余热回收装置11的烟气出口 1102经过第三除尘 器203后连接至第一脱硫系统401或第二脱硫系统402的烟气入口,第二脱硫系统402的烟气 出口连接至第一烟囱501或第二烟囱502。
[0116] 根据本实用新型提供的第二种实施方案,提供一种利用烧结矿余热加热烧结废气 实现脱硝的工艺。
[0117] —种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的工艺,该工艺包括以下步 骤:
[0118] 1)布料、点火:将配好的混合料装入烧结机1台车上进行点火,开始烧结;
[0119] 2)分段烧结:烧结矿在烧结机1上进行分段烧结;该烧结机1的台车下方设有多个 风箱101,烧结机1下方设有非脱硝烟气管道Ll和脱硝烟气管道L2,依据烧结机1上矿料运行 的方向,烧结机1的这些风箱分为5个区段,第一个区段包括2-4个风箱,第二个区段包括2-3 个风箱,第三个区段包括8-22个风箱(优选12-18个),第四个区段包括2-3个风箱,第五个区 段包括4-6个风箱;
[0120] 属于第一个区段的各风箱101的烟气通过各自的风箱支管102输送至非脱硝烟气 管道L1,属于第二个区段的各风箱101的烟气通过各自的风箱支管102和各自的切换阀13以 可切换的方式分别输送至非脱硝烟气管道Ll或脱硝烟气管道L2,属于第三个区段的各风箱 101的烟气通过各自的风箱支管102输送至脱硝烟气管道L2,属于第四个区段的各风箱101 的烟气通过各自的风箱支管102和各自的切换阀13以可切换的方式分别输送至非脱硝烟气 管道Ll或脱硝烟气管道L2,属于第五个区段的各风箱101的烟气通过各自的风箱支管102输 送至非脱硝烟气管道LI;
[0121] 3)烧结矿冷却:经过烧结机1烧结后的烧结矿输送到冷却系统6进行冷却;
[0122] 4)非脱硝烟气管道烟气处理:非脱硝烟气管道Ll中的烟气经过第一除尘器201除 尘,由第一抽风机301输送至第一脱硫系统401进行脱硫,脱硫后的烟气从第一脱硫系统401 的烟气出口通过第一烟囱501排放;
[0123] 5)脱硝烟气管道烟气处理:脱硝烟气管道L2中的烟气经过第二除尘器202除尘后, 通过第一烟气输送管道L3输送至冷却系统6进行冷却,在冷却系统6内,脱硝烟气管道L2中 的烟气与冷却系统6内的烧结矿进行热交换,使得该部分烟气升温,获得升温后的烟气(温 度达到260-480),升温后的烟气进入脱硝系统7中进行脱硝,脱硝后的烟气从脱硝系统7的 烟气出口 702排出并通过第二烟气输送管道L4输送至第一余热回收装置11中进行余热利 用,余热利用完后的烟气任选地经过第三除尘器203进行除尘,然后输送至第一脱硫系统 401或第二脱硫系统402进行脱硫处理,脱硫后的烟气从从第一烟肉501或第二烟肉502排 放。
[0124] 作为优选,所述冷却系统6为立式冷却机8。
[0125] 优选的是,第一烟气输送管道L3上设有第二抽风机302和第一鼓风机1001。优选的 是,第二抽风机302和第一鼓风机1001依次设置在第二除尘器202之后的第一烟气输送管道 上L3。
[0126] 作为优选,所述冷却系统6为环式冷却机9。环式冷却机9包括高温段901、中温段 902和低温段903。脱硝烟气管道L2中的烟气经过第二除尘器202除尘后,通过第一烟气输送 管道L3输送至环式冷却机9高温段901的进风口。高温段901的上方设有环冷机高温段风罩 904。经过高温段901后,烟气从环冷机高温段风罩904的出风口排出并被输送至脱硝系统7 的烟气入口 701。
[0127] 优选的是,第一烟气输送管道L3上设有第三抽风机303。
[0128] 作为优选,烧结机1的台车上方设有密封罩103。一般,密封罩103被设置在烧结机 的点火区之后。低温段903的上方设有环冷机低温段风罩906。中温段902的上方设有环冷机 中温段风罩905。冷却风从环式冷却机9低温段903的进风口进入低温段903。冷却风换热后 从环冷机低温段风罩906的出风口排出并通过环冷机低温段烟气管道L5输送至环式冷却机 9中温段902的进风口。冷却风经过中温段902后从环冷机中温段风罩905的出风口排出并通 过环冷机中温段烟气管道L6输送至烧结机1上方的密封罩103或与大气相通。当烧结机出现 故障或其他情况,环冷机中温段的烟气不能输送至烧结机时,环冷机中温段风罩的出风口 与大气相通,保证环冷机的正常运行。
[0129] 优选的是密封罩上设有天窗12。当环冷机出现故障或其他情况,环冷机中温段没 有冷却介质排出时,打开密封罩上方的天窗,保证烧结机正常运行。
[0130] 优选的是,环冷机低温段烟气管道L5上设有冷风入口 16。任选地从冷风入口 16往 环冷机低温段烟气管道L5输入空气。
[0131] 作为优选,第二烟气输送管道L4上设有第四除尘器204。从冷却系统6的烟气出口 602排出的烟气经过第四除尘器204除尘后再通过第二烟气输送管道L4输送至脱硝系统7进 行脱硝处理。
[0132] 作为优选,第二烟气输送管道L4上设有第三余热回收装置1104。当烧结烟气在冷 却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度超过480°C时,该温度超过了脱硝系统中 催化剂的最佳催化温度,可以将这部分烧结烟气先通过第三余热回收装置1104进行余热利 用,然后再输送到脱硝系统7的烟气入口 701。这样既能回收热量,又能保护脱硝系统中的催 化剂。当烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度不超过480°C时, 将这部分烧结烟气直接输送到脱硝系统7的烟气入口 701。。
[0133] 作为优选,非脱硝烟气管道Ll上设有第一温度检测仪1401和浓度检测仪15。第一 温度检测仪1401检测非脱硝烟气管道Ll烟气的温度T1。浓度检测仪15检测非脱硝烟气管道 Ll烟气的NOx浓度P。脱硝烟气管道L2上设有第二温度检测仪1402。第二温度检测仪1402检 测脱硝烟气管道L2内烟气的温度T2。
[0134] 作为优选,属于第五区段的各风箱101的烟气通过各风箱101上连接的风箱支管 102直接输送至第三烟气输送管道L7,然后通过第三烟气输送管道L7经过第四抽风机304后 被输送至非脱硝烟气管道Ll。
[0135] 优选的是,第三烟气输送管道L7上设有第二余热回收装置1103。第五区段的各风 箱101的烟气经过第二余热回收装置1103余热利用后输送至非脱硝烟气管道L1。
[0136] 作为优选,第二烟气输送管道L4上设有第三温度检测仪1403。第三温度检测仪 1403检测第二烟气输送管道L4内烟气的温度T3。
[0137] 作为优选,该工艺使用2-5根脱硝烟气管道L2。每根脱硝烟气管道L2的烟气通过第 二除尘器202后,通过第一烟气输送管道L3输送至冷却系统6的进风口 601,从冷却系统6的 出风口 602排出的烟气通过第二烟气输送管道L4被输送至脱硝系统7的烟气入口 701;从脱 硝系统7的烟气出口 702排出的烟气被输送至第一余热回收装置11的烟气入口 1101,从第一 余热回收装置11的烟气出口 1102排出的烟气经由第三除尘器203除尘后被输送至第一脱硫 系统401或第二脱硫系统402的烟气入口,从第一脱硫系统401或第二脱硫系统402的烟气出 口排出的烟气被输送至第一烟肉501或第二烟肉502。
[0138] 作为优选,还设有控制系统K。控制系统K连接并控制切换阀13、第一温度检测仪 1401、第二温度检测仪1402、第三温度检测仪1403、浓度检测仪15。
[0139] 在本实用新型中,控制系统K控制:非脱硝烟气管道Ll内烟气的温度T1Sioo-Ieo °(:,优选为110-150°(:,更优选为120-140°(:。
[0140] 在本实用新型中,控制系统K控制:非脱硝烟气管道Ll烟气的NOx浓度P小于200mg/ m3,优选为小于180mg/m3,更优选为小于150mg/m3。
[0141] 在本实用新型中,控制系统K控制:脱硝烟气管道L2内烟气的温度T2为80-150°C, 优选为90-140 °C,更优选为100-120 °C。
[0142] 在本实用新型中,控制系统K控制:第二烟气输送管道L4内烟气的温度T3为260-480 °C,优选为300-460 °C,更优选为320-450 °C。
[0143] 实施例1
[0144] 一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统,该系统包括:
[0145] 烧结机1,该烧结机1的台车下方设有28个风箱101;
[0146] 烧结机1下方设有的非脱硝烟气管道Ll和脱硝烟气管道L2,
[0147] 冷却系统6,和
[0148] 脱硝系统7;
[0149] 其中,依据烧结机1上矿料运行的方向,烧结机1的这些风箱分为5个区段,第一个 区段包括3个风箱,第二个区段包括2个风箱,第三个区段包括16个风箱,第四个区段包括2 个风箱,第五个区段包括5个风箱;
[0150] 属于第一个区段的各风箱101通过各自的风箱支管102连接至非脱硝烟气管道Ll, 属于第二个区段的各风箱101通过各自的风箱支管102和各自的切换阀13以可切换的方式 分别连接至非脱硝烟气管道Ll或脱硝烟气管道L2,属于第三个区段的各风箱101通过各自 的风箱支管102连接至脱硝烟气管道L2,属于第四个区段的各风箱101通过各自的风箱支管 102和各自的切换阀13以可切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道Ll或脱硝烟气管道L2, 属于第五个区段的各风箱101通过各自的风箱支管102连接至非脱硝烟气管道LI;
[0151] 非脱硝烟气管道Ll经过第一除尘器201后,通过第一抽风机301后连接至第一脱硫 系统401的烟气入口,第一脱硫系统401的烟气出口连接至第一烟囱501;
[0152] 脱硝烟气管道L2通过第二除尘器202后,通过第一烟气输送管道L3连接至冷却系 统6的进风口 601,冷却系统6的出风口 602通过第二烟气输送管道L4连接至脱硝系统7的烟 气入口 701;
[0153] 脱硝系统7的烟气出口 702连接至第一余热回收装置11的烟气入口 1101,第一余热 回收装置11的烟气出口 1102经过第三除尘器203后连接至第二脱硫系统402的烟气入口,第 二脱硫系统402的烟气出口连接至第二烟囱502。
[0154] 冷却系统6位立式冷却机8。第一烟气输送管道L3上设有第二抽风机302和第一鼓 风机1001。第二抽风机和第一鼓风机依次设置在第二除尘器之后的第一烟气输送管道上。
[0155] 在本实用新型中,烧结机的长度40米。
[0156] 实施例2
[0157] 重复实施例1,只是第二烟气输送管道L4上设有第四除尘器204。第二烟气输送管 道L4经过第三余热回收装置1104后连接至脱硝系统7的烟气入口 701。非脱硝烟气管道Ll上 设有第一温度检测仪1401和浓度检测仪15。脱硝烟气管道L2上设有第二温度检测仪1402。 第一余热回收装置11的烟气出口 1102经过第三除尘器203后通过第五抽风机305连接至第 二脱硫系统402的烟气入口。与属于第五区段的各风箱101连接的风箱支管102都直接连接 至第三烟气输送管道L7,经由第四抽风机304后连接至非脱硝烟气管道Ll。第三烟气输送管 道L7上设有第二余热回收装置1103。第二烟气输送管道L4上设有第三温度检测仪1403。第 一除尘器201和第三除尘器203为电除尘器。第二除尘器202为多管除尘器。第四除尘器204 为高温除尘器。该系统包括2根脱硝烟气管道L2。每根脱硝烟气管道L2经由第二除尘器202 后,通过第一烟气输送管道L3连接至立式冷却机8的进风口 601,立式冷却机8的出风口 602 通过第二烟气输送管道L4连接脱硝系统7的烟气入口 701;脱硝系统7的烟气出口 702连接至 第一余热回收装置11的烟气入口 1101,第一余热回收装置11的烟气出口 1102经过第三除尘 器203后连接至第二脱硫系统402的烟气入口,第二脱硫系统402的烟气出口连接至第二烟 囱 502。
[0158] 实施例3
[0159] 重复实施例2,只是用环式冷却机9替代立式冷却机8。环式冷却机9包括高温段 901、中温段902和低温段903。脱硝烟气管道L2通过第二除尘器202后,连接至环式冷却机9 高温段901的进风口。高温段901的上方设有环冷机高温段风罩904。环冷机高温段风罩904 的出风口连接脱硝系统7的烟气入口 701。第一烟气输送管道L3上设有第三抽风机303。在烧 结机的台车上方设有密封罩103。环式冷却机9低温段903的进风口与大气相通。低温段903 的上方设有环冷机低温段风罩906。环式冷却机9中温段902的进风口与大气相通和通过环 冷机低温段烟气管道L5与环冷机低温段风罩906的出风口连接。中温段902的上方设有环冷 机中温段风罩905。环冷机中温段风罩905的出风口通过环冷机中温段烟气管道L6连接至烧 结机1上方的密封罩103。
[0160] 实施例4
[0161] 重复实施例3,只是密封罩上设有天窗12。环冷机中温段风罩的出风口通过环冷机 中温段烟气管道连接至烧结机上方的密封罩或与大气相通。
[0162] 使用实施例1
[0163] 使用实施例2的方法,一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的工艺, 该工艺包括以下步骤:
[0164] 1)布料、点火:将配好的混合料装入烧结机1台车上进行点火,开始烧结;
[0165] 2)分段烧结:烧结矿在烧结机1上进行分段烧结;该烧结机1的台车下方设有多个 风箱101,烧结机1下方设有非脱硝烟气管道Ll和脱硝烟气管道L2,依据烧结机1上矿料运行 的方向,烧结机1的这些风箱分为5个区段,第一个区段包括2-4个风箱,第二个区段包括2-3 个风箱,第三个区段包括8-22个风箱(优选12-18个),第四个区段包括2-3个风箱,第五个区 段包括4-6个风箱;
[0166] 属于第一个区段的各风箱101的烟气通过各自的风箱支管102输送至非脱硝烟气 管道L1,属于第二个区段的各风箱101的烟气通过各自的风箱支管102和各自的切换阀13以 可切换的方式分别输送至非脱硝烟气管道Ll或脱硝烟气管道L2,属于第三个区段的各风箱 101的烟气通过各自的风箱支管102输送至脱硝烟气管道L2,属于第四个区段的各风箱101 的烟气通过各自的风箱支管102和各自的切换阀13以可切换的方式分别输送至非脱硝烟气 管道Ll或脱硝烟气管道L2,属于第五个区段的各风箱101的烟气通过各自的风箱支管102输 送至非脱硝烟气管道LI;
[0167] 3)烧结矿冷却:经过烧结机1烧结后的烧结矿输送到冷却系统6进行冷却;
[0168] 4)非脱硝烟气管道烟气处理:非脱硝烟气管道Ll中的烟气经过第一除尘器201除 尘,由第一抽风机301输送至第一脱硫系统401进行脱硫,脱硫后的烟气从第一脱硫系统401 的烟气出口通过第一烟囱501排放;
[0169] 5)脱硝烟气管道烟气处理:脱硝烟气管道L2中的烟气经过第二除尘器202除尘后, 通过第一烟气输送管道L3输送至冷却系统6进行冷却,在冷却系统6内,脱硝烟气管道L2中 的烟气与冷却系统6内的烧结矿进行热交换,使得该部分烟气升温,获得升温后的烟气(温 度260-480°C),升温后的烟气进入脱硝系统7中进行脱硝,脱硝后的烟气从脱硝系统7的烟 气出口 702排出并通过第二烟气输送管道L4输送至第一余热回收装置11中进行余热利用, 余热利用完后的烟气任选地经过第三除尘器203进行除尘,然后被输送至第二脱硫系统402 进行脱硫处理,脱硫后的烟气从从第二烟肉502排放。
[0170] 所述冷却系统6为立式冷却机8。第一烟气输送管道L3上设有第二抽风机302和第 一鼓风机1001。第二抽风机和第一鼓风机依次设置在第二除尘器之后的第一烟气输送管道 上。从冷却系统6的烟气出口 602排出的烟气经过第四除尘器204除尘后再通过第二烟气输 送管道L4输送至脱硝系统7进行脱硝处理。第二烟气输送管道上设有第三余热回收装置。当 烧结烟气在冷却系统中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度超过480°C时,该温度超过 了脱硝系统中催化剂的最佳催化温度,可以将这部分烧结烟气先进行余热利用,然后再输 送到脱硝系统。这样既能回收热量,又能保护脱硝系统中的催化剂。当烧结烟气在冷却系统 中与烧结矿进行热交换后,烧结烟气的温度不超过480°C时,将这部分烧结烟气直接输送到 脱硝系统。第一温度检测仪1401检测非脱硝烟气管道Ll烟气的温度T1。浓度检测仪15检测 非脱硝烟气管道Ll烟气的NOx浓度P。第二温度检测仪1402检测脱硝烟气管道L2内烟气的温 度T2。属于第五区段的各风箱101的烟气通过各风箱101连接的风箱支管102中通过第三烟 气输送管道L7经过第四抽风机304后输送至非脱硝烟气管道L1。第三烟气输送管道L7上设 有第二余热回收装置1103。第五区段的各风箱101的烟气经过第二余热回收装置1103余热 利用后输送至非脱硝烟气管道L1。第三温度检测仪1403检测第二烟气输送管道L4内烟气的 温度T3。还设有控制系统K。控制系统K连接并控制切换阀13、第一温度检测仪1401、第二温 度检测仪1402、第三温度检测仪1403、浓度检测仪15。
[0171] 控制系统K控制:非脱硝烟气管道Ll内烟气的温度T1Sioo-IeocC;非脱硝烟气管 道Ll烟气的NOx浓度P小于200mg/m3;脱硝烟气管道L2内烟气的温度T2S80-150°C;第二烟气 输送管道L4内烟气的温度T3为260-480 °C。
[0172] 使用实施例2
[0173] 使用实施例3的方法,重复使用实施例1,只是所述冷却系统6为环式冷却机9。环式 冷却机9包括高温段901、中温段902和低温段903。脱硝烟气管道L2中的烟气经过第二除尘 器202除尘后,通过第一烟气输送管道L3输送至环式冷却机9高温段901的进风口。高温段 901的上方设有环冷机高温段风罩904。经过高温段901后,烟气从环冷机高温段风罩904的 出风口排出并被输送至脱硝系统7的烟气入口 701。第一烟气输送管道L3上设有第三抽风机 303。烧结机1的台车上方设有密封罩103。低温段903的上方设有环冷机低温段风罩906。中 温段902的上方设有环冷机中温段风罩905。冷却风从环式冷却机9低温段903的进风口进入 低温段903。冷却风换热后从环冷机低温段风罩906的出风口排出并通过环冷机低温段烟气 管道L5输送至环式冷却机9中温段902的进风口。冷却风经过中温段902后从环冷机中温段 风罩905的出风口排出并通过环冷机中温段烟气管道L6输送至烧结机1上方的密封罩103。 环冷机低温段烟气管道L5上设有冷风入口 16。任选地从冷风入口 16往环冷机低温段烟气管 道L5输入空气。
[0174] 使用实施例3
[0175] 重复使用实施例2,只是冷却风经过中温段902后从环冷机中温段风罩905的出风 口排出并通过环冷机中温段烟气管道L6输送至烧结机1上方的密封罩103或与大气相通。当 烧结机出现故障或其他情况,环冷机中温段的烟气不能输送至烧结机时,环冷机中温段风 罩的出风口与大气相通,保证环冷机的正常运行。
[0176] 密封罩上设有天窗12。当环冷机出现故障或其他情况,环冷机中温段没有冷却介 质排出时,打开密封罩上方的天窗,保证烧结机正常运行。
[0177] 使用实施例4
[0178] 重复使用实施例1,只是控制系统K控制:非脱硝烟气管道Ll内烟气的温度T1S 110-150 °C;非脱硝烟气管道Ll烟气的NOx浓度P小于180mg/m3;脱硝烟气管道L2内烟气的温 度Τ2*90-140°C ;第二烟气输送管道L4内烟气的温度T3为300-450°C。
[0179] 与现有技术成本比较:脱硝成本按6元/kgN0x计,现有技术SCR脱硝过程烟气升温 耗热3.81kg标煤/t烧结矿。
[0180] 表1脱硝成本对比
[0181]
Figure CN207113629UD00201
[0182]
Figure CN207113629UD00211
[0183] 注:现有技术中,烟气经换热器及SCR总温降37 °C。
[0184] 表2运行成本对比
[0185]
Figure CN207113629UD00221
[0187] 注:工业用电价格按0.8元/kWh,并网电价按0.5元/kWh,标煤价格按800元/t。

Claims (35)

1. 一种利用烧结矿余热加热烧结废气实现低成本脱硝的系统,该系统包括: 烧结机(1),该烧结机⑴的台车下方设有多个风箱(101); 烧结机⑴下方设有的非脱硝烟气管道(LI)和脱硝烟气管道(L2), 冷却系统(6),和 脱硝系统(7); 其中,依据烧结机(1)上矿料运行的方向,烧结机(1)的这些风箱分为5个区段,第一个 区段包括2-4个风箱,第二个区段包括2-3个风箱,第三个区段包括8-22个风箱,第四个区段 包括2-3个风箱,第五个区段包括4-6个风箱; 属于第一个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至非脱硝烟气管道 (LI),属于第二个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管(102)和各自的切换阀(13)以可 切换的方式分别连接至非脱硝烟气管道(LI)或脱硝烟气管道(L2),属于第三个区段的各风 箱(101)通过各自的风箱支管(102)连接至脱硝烟气管道(L2),属于第四个区段的各风箱 (101) 通过各自的风箱支管(102)和各自的切换阀(13)以可切换的方式分别连接至非脱硝 烟气管道(LI)或脱硝烟气管道(L2),属于第五个区段的各风箱(101)通过各自的风箱支管 (102) 连接至非脱硝烟气管道(LI); 非脱硝烟气管道(LI)经过第一除尘器(201)后,通过第一抽风机(301)后连接至第一脱 硫系统(401)的烟气入口,第一脱硫系统(401)的烟气出口连接至第一烟囱(501); 脱硝烟气管道(L2)通过第二除尘器(202)后,通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却 系统⑹的进风口(601),冷却系统⑹的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接至脱 硝系统⑺的烟气入口(701); 脱硝系统⑺的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟气入口(1101),第一 余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至第一脱硫系统(401) 或第二脱硫系统(402)的烟气入口,第二脱硫系统(402)的烟气出口连接至第一烟囱(501) 或第二烟囱(502); 其中:烧结机⑴的长度为12-80米。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于:第三个区段包括12-18个风箱。
3. 根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于:烧结机(1)的风箱(101)的个数n=18-38个。
4. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:烧结机(1)的风箱(101)的个数n = 22-34 个。
5. 根据权利要求4所述的系统,其特征在于:烧结机⑴的风箱(101)的个数n = 28个,第 一个区段包括3个风箱,第二个区段包括2个风箱,第三个区段包括16个风箱,第四个区段包 括2个风箱,第五个区段包括5个风箱。
6. 根据权利要求1-2或4-5中任何一项所述的系统,其特征在于:所述冷却系统⑹为立 式冷却机(8)。
7. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:所述冷却系统⑹为立式冷却机⑻。
8. 根据权利要求6所述的系统,其特征在于:第一烟气输送管道(L3)上设有第二抽风机 (302)和第一鼓风机(1001),第二抽风机(302)和第一鼓风机(1001)依次设置在第二除尘器 (202)之后的第一烟气输送管道(L3)上。
9. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于:第一烟气输送管道(L3)上设有第二抽风机 (302)和第一鼓风机(1001),第二抽风机(302)和第一鼓风机(1001)依次设置在第二除尘器 (202)之后的第一烟气输送管道(L3)上。
10. 根据权利要求1-2或4-5中任何一项所述的系统,其特征在于:所述冷却系统(6)为 环式冷却机(9),环式冷却机⑼包括高温段(901)、中温段(902)和低温段(903),脱硝烟气 管道(L2)通过第二除尘器(202)后,连接至环式冷却机(9)高温段(901)的进风口,高温段 (901)的上方设有环冷机高温段风罩(904),环冷机高温段风罩(904)的出风口连接脱硝系 统⑺的烟气入口(701)。
11. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:所述冷却系统(6)为环式冷却机(9),环式 冷却机(9)包括高温段(901)、中温段(902)和低温段(903),脱硝烟气管道(L2)通过第二除 尘器(202)后,连接至环式冷却机(9)高温段(901)的进风口,高温段(901)的上方设有环冷 机高温段风罩(904),环冷机高温段风罩(904)的出风口连接脱硝系统(7)的烟气入口 (701) 〇
12. 根据权利要求10所述的系统,其特征在于:第一烟气输送管道(L3)上设有第三抽风 机(303)。
13. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于:第一烟气输送管道(L3)上设有第三抽风 机(303)。
14. 根据权利要求10所述的系统,其特征在于:在烧结机的台车上方设有密封罩(103), 环式冷却机(9)低温段(903)的进风口与大气相通,低温段(903)的上方设有环冷机低温段 风罩(906),环式冷却机(9)中温段(902)的进风口与大气相通和/或通过环冷机低温段烟 气管道(L5)与环冷机低温段风罩(906)的出风口连接,中温段(902)的上方设有环冷机中温 段风罩(905),环冷机中温段风罩(905)的出风口通过环冷机中温段烟气管道(L6)连接至烧 结机(1)上方的密封罩(103)或与大气相通。
15. 根据权利要求11-13中任一项所述的系统,其特征在于:在烧结机的台车上方设有 密封罩(103),环式冷却机(9)低温段(903)的进风口与大气相通,低温段(903)的上方设有 环冷机低温段风罩(906),环式冷却机⑼中温段(902)的进风口与大气相通和/或通过环冷 机低温段烟气管道(L5)与环冷机低温段风罩(906)的出风口连接,中温段(902)的上方设有 环冷机中温段风罩(905),环冷机中温段风罩(905)的出风口通过环冷机中温段烟气管道 (L6)连接至烧结机(1)上方的密封罩(103)或与大气相通。
16. 根据权利要求14所述的系统,其特征在于:密封罩(103)上设有天窗(12)。
17. 根据权利要求15所述的系统,其特征在于:密封罩(103)上设有天窗(12)。
18. 根据权利要求1-2、4-5、7-9、11-14、16-17中任一项所述的系统,其特征在于:第二 烟气输送管道(L4)上设有第四除尘器(204);和/或 第二烟气输送管道(L4)经过第三余热回收装置(1104)后连接至脱硝系统⑺的烟气入 口(701) 〇
19. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:第二烟气输送管道(L4)上设有第四除尘 器(204);和/或 第二烟气输送管道(L4)经过第三余热回收装置(1104)后连接至脱硝系统⑺的烟气入 口(701) 〇
20. 根据权利要求6所述的系统,其特征在于:第二烟气输送管道(L4)上设有第四除尘 器(204);和/或 第二烟气输送管道(L4)经过第三余热回收装置(1104)后连接至脱硝系统⑺的烟气入 口(701) 〇
21. 根据权利要求10所述的系统,其特征在于:第二烟气输送管道(L4)上设有第四除尘 器(204);和/或 第二烟气输送管道(L4)经过第三余热回收装置(1104)后连接至脱硝系统⑺的烟气入 口(701) 〇
22. 根据权利要求1-2、4-5、7-9、11-14、16-17、19-21中任一项所述的系统,其特征在 于:非脱硝烟气管道(LI)上设有第一温度检测仪(1401)和浓度检测仪(15);脱硝烟气管道 (L2)上设有第二温度检测仪(1402);和/或 第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后通过第五抽风机 (305)连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口。
23. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:非脱硝烟气管道(LI)上设有第一温度检 测仪(1401)和浓度检测仪(15);脱硝烟气管道(L2)上设有第二温度检测仪(1402);和/或 第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后通过第五抽风机 (305)连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口。
24. 根据权利要求6所述的系统,其特征在于:非脱硝烟气管道(LI)上设有第一温度检 测仪(1401)和浓度检测仪(15);脱硝烟气管道(L2)上设有第二温度检测仪(1402);和/或 第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后通过第五抽风机 (305)连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口。
25. 根据权利要求10所述的系统,其特征在于:非脱硝烟气管道(LI)上设有第一温度检 测仪(1401)和浓度检测仪(15);脱硝烟气管道(L2)上设有第二温度检测仪(1402);和/或 第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后通过第五抽风机 (305)连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口。
26. 根据权利要求1-2、4-5、7-9、11-14、16-17、19-21、23-25中任一项所述的系统,其特 征在于:与属于第五区段的各风箱(101)连接的风箱支管(102)都直接连接至第三烟气输送 管道(L7),经由第四抽风机(304)后连接至非脱硝烟气管道(LI);和/或 第二烟气输送管道(L4)上设有第三温度检测仪(1403)。
27. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:与属于第五区段的各风箱(101)连接的风 箱支管(102)都直接连接至第三烟气输送管道(L7),经由第四抽风机(304)后连接至非脱硝 烟气管道(LI);和/或 第二烟气输送管道(L4)上设有第三温度检测仪(1403)。
28. 根据权利要求6所述的系统,其特征在于:与属于第五区段的各风箱(101)连接的风 箱支管(102)都直接连接至第三烟气输送管道(L7),经由第四抽风机(304)后连接至非脱硝 烟气管道(LI);和/或 第二烟气输送管道(L4)上设有第三温度检测仪(1403)。
29. 根据权利要求10所述的系统,其特征在于:与属于第五区段的各风箱(101)连接的 风箱支管(102)都直接连接至第三烟气输送管道(L7),经由第四抽风机(304)后连接至非脱 硝烟气管道(LI);和/或 第二烟气输送管道(L4)上设有第三温度检测仪(1403)。
30. 根据权利要求26所述的系统,其特征在于:第三烟气输送管道(L7)上设有第二余热 回收装置(1103)。
31. 根据权利要求27-29中任一项所述的系统,其特征在于:第三烟气输送管道(L7)上 设有第二余热回收装置(1103)。
32. 根据权利要求 1-2、4-5、7-9、11-14、16-17、19-21、23-25、27-30中任一项所述的系 统,其特征在于:该系统包括2-5根脱硝烟气管道(L2),每根脱硝烟气管道(L2)经由第二除 尘器(202)后,通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却系统(6)的进风口(601),冷却系统 ⑹的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接脱硝系统⑺的烟气入口(701);脱硝系 统⑺的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟气入口(1101),第一余热回收装 置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至第一脱硫系统(401)或第二脱硫 系统(402)的烟气入口,第二脱硫系统(402)的烟气出口连接至第一烟囱(501)或第二烟囱 (502) 〇
33. 根据权利要求3所述的系统,其特征在于:该系统包括2-5根脱硝烟气管道(L2),每 根脱硝烟气管道(L2)经由第二除尘器(202)后,通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却系 统⑹的进风口(601),冷却系统⑹的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接脱硝系 统⑺的烟气入口(701);脱硝系统⑺的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟 气入口(1101),第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至 第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口,第二脱硫系统(402)的烟气出口连 接至第一烟囱(501)或第二烟囱(502)。
34. 根据权利要求6所述的系统,其特征在于:该系统包括2-5根脱硝烟气管道(L2),每 根脱硝烟气管道(L2)经由第二除尘器(202)后,通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却系 统⑹的进风口(601),冷却系统⑹的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接脱硝系 统⑺的烟气入口(701);脱硝系统⑺的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟 气入口(1101),第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至 第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口,第二脱硫系统(402)的烟气出口连 接至第一烟囱(501)或第二烟囱(502)。
35. 根据权利要求10所述的系统,其特征在于:该系统包括2-5根脱硝烟气管道(L2),每 根脱硝烟气管道(L2)经由第二除尘器(202)后,通过第一烟气输送管道(L3)连接至冷却系 统⑹的进风口(601),冷却系统⑹的出风口(602)通过第二烟气输送管道(L4)连接脱硝系 统⑺的烟气入口(701);脱硝系统⑺的烟气出口(702)连接至第一余热回收装置(11)的烟 气入口(1101),第一余热回收装置(11)的烟气出口(1102)经过第三除尘器(203)后连接至 第一脱硫系统(401)或第二脱硫系统(402)的烟气入口,第二脱硫系统(402)的烟气出口连 接至第一烟囱(501)或第二烟囱(502)。
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