CN208436651U - 一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，是在带式抽风烧结机上方设置脱硝剂喷洒装置，其包括脱硝剂储存罐、脱硝剂输送管道以及喷枪，脱硝剂输送管道分别连接脱硝剂储存罐和喷枪，喷枪在带式抽风烧结机的烧结车上方均匀分布，用于喷射耐高温的液态脱硝剂；脱硝剂输送管道上设有流量计和流量控制阀，带式抽风烧结机的抽风系统中设有NO_X浓度监测仪。本实用新型在喷洒阶段、烧结阶段以及烟气抽离阶段，脱硝剂都可以与氮氧化物反应，使脱硝剂和含氮氧化物的烟气充分接触反应；脱硝剂作为助燃风的形式随空气进入铁矿石缝隙中，燃烧时即可与空气一起分布在铁矿石的表面和四周，与烧结时产生的氮氧化物密切接触提高脱硝效率。

Description

一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统

技术领域

本实用新型属于钢铁生产技术领域，特别涉及一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，在烧结炉燃烧时脱硝剂是作为助燃风的形式进入烧结炉中完成脱硝。

背景技术

钢铁厂烧结工艺是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿石、燃料(煤、焦炭)和石灰等按一定的配比混匀，经烧结而形成具有足够强度和粒度的烧结矿作为炼铁的熟料的过程。所谓“烧结”就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象。

烧结的主要体系是配料、混料、看火等，烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类。国内普遍采用的是带式抽风烧结机。铁矿石烧结过程中的基本化学反应：

①固体碳的燃烧反应：

2C+O₂＝2CO和C+O₂＝CO₂；

反应后生成CO和CO₂，和部分剩余空气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。

②碳酸盐的分解和矿化作用：

烧结料中的碳酸盐有CaCO₃、MgCO₃、FeCO₃、MnCO₃等，其中以CaCO₃为主。在烧结条件下，CaCO₃在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其他碳酸盐相应的分解温度较低些。碳酸钙分解产物CaO能与烧结料中的其他矿物发生反应，生成新的化合物。反应式为：

CaCO₃+SiO₂＝CaSiO₃+CO₂

CaCO₃+Fe₂O₃＝CaO+Fe₂O₃+CO₂

如果矿化作用不完全，将有残留的自由CaO存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用：CaO+H₂O＝Ca(OH)₂，使烧结矿的体积膨胀而粉化。

③铁和锰氧化物的分解、还原和氧化：铁的氧化物在烧结条件下，温度高于1300℃时，Fe₂O₃可以分解：

3Fe₂O₃＝2Fe₃O₄+1/2O₂

Fe₃O₄在烧结条件下分解压很小，但在有SiO₂存在、温度大于1300℃时，也可能分解：

2Fe₃O₄+3SiO₂＝3(2FeO·SiO₂)+O₂。

烧结工艺排污节点及主要污染物：

①烧结原料在装卸、破碎、筛分和储运的过程中，将产生含尘废气；

②在混合料系统中将产生水汽—粉尘的共生废气；

③混合料在烧结时，将产生含有粉尘、SO₂和NO_X、CO的高温废气，燃烧产生的废气成分，取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素；

④烧结矿在破碎、筛分、冷却、贮存和转运的过程中，也将产生含尘废气。

目前，粉尘、SO₂厂内已有相应的治理设施，而现在采用的脱硝措施最主要的是将脱硝剂和矿粉进行混合后在烧结时候脱硝，其根据单位时间内的烧结矿料产量、烟气量和烟气中氮氧化物浓度和排放浓度等数据，进行计算，然后以此理论值为指导，在矿粉中参加不同浓度或不同用量的脱硝剂。上述方法不仅需要提前将脱硝剂混入矿粉中，增加操作步骤，而且脱硝剂由于与矿粉共混，燃烧时脱硝剂会大量损耗，为了保证脱硝效率，无形中增加了脱硝剂的用量。

因此，需要针对NO_X污染物提出一种合理高效的治理措施。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题，就是提出一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，包括脱硝剂喷洒装置，所述脱硝剂喷洒装置设于带式抽风烧结机上方，脱硝剂喷洒装置包括脱硝剂储存罐、脱硝剂输送管道以及若干喷枪，所述脱硝剂输送管道分别连接脱硝剂储存罐和喷枪，所述喷枪在所述带式抽风烧结机的烧结车上方均匀分布，用于喷射耐高温的液态脱硝剂；此外，所述脱硝剂输送管道上设有流量计和流量控制阀，所述带式抽风烧结机下方的抽风系统中设有NO_X浓度监测仪，用于动态监测烟气中NO_X的含量，可根据烟气中NO_X的含量手动调节流量控制阀喷洒脱硝剂的输送量，从而在保证脱硝率的前提下节省脱硝剂的用量。

进一步地，本实用新型中为了第一时间知晓各喷枪是否堵塞，可以做以下改进，喷枪通过喷枪连接管安装，喷枪连接管上设置喷枪流量计，通过喷枪流量计的读数判断喷枪的堵塞情况。堵塞情况可以分全堵塞和半堵塞，全堵塞情况是喷枪流量计的读数为“0”，半堵塞情况是某一喷枪流量计的读数明显小于其他喷枪流量计的读数。而喷枪与喷枪连接管之间可以采取可拆卸式的连接方式，如螺纹连接，当出现堵塞情况时，可以将喷枪拆卸下来检查疏通。

进一步地，为了方便检修和生产过程的监控，本实用新型中流量计和喷枪流量计还连接有液晶显示屏，流量计和喷枪流量计的读数可配合在显示屏上显示出来，方便集中管理，对喷枪的堵塞情况可以从显示屏上即可获取。另外，流量计的读数代表脱硝剂的总输送量，各喷枪流量计读数之和代表进入带式抽风烧结机中的脱硝剂的实际用量，两数量值之间的差值，可获得脱硝剂管道是否发生泄露，便于整个烧结过程的监控。

进一步地，本实用新型中所述的脱硝剂为HSR脱硝剂。具进一步地，本实用新型中用到的喷枪为金属喷枪，如钢质喷头，喷枪为锥形喷射。

进一步地，所述喷枪的安装高度为高于烧结车10-50cm，所述喷枪之间的安装间距为0.3-1m；各喷枪的安装密度和高度根据脱硝剂喷洒时覆盖的范围设置。

进一步地，除了手动控制流量，也可以结合市场上选购的PLC控制器来智能控制，比如，流量控制阀和NO_X浓度监测仪都连接PLC控制器，PLC控制器根据接收到的NO_X浓度监测仪的数据自动调节流量控制阀以控制脱硝剂的输送流量。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

(1)效率高：本实用新型中脱硝剂为耐高温性能好的HSR脱硝剂，即使经过高温烧结脱硝剂的损失量少，适用的温度范围广，特别是适用于高温度烟气脱硝，反应的温度有效拓宽，在喷洒阶段、烧结阶段以及烟气抽离阶段，脱硝剂都可以与烟气中的氮氧化物反应，从而扩大脱硝剂的作用范围，延长作用时间，使脱硝剂和含氮氧化物的烟气充分接触反应；脱硝剂作为助燃风的形式随空气进入铁矿石缝隙中，然燃烧时即可与空气一起分布在铁矿石的表面和四周位置，与烧结时产生的氮氧化物密切接触从而提高脱硝效率。

(2)安全性高：本实用新型采用的脱硝剂为中性或近中性、液态、耐高温、不易结晶，摒弃了传统脱硝剂为碱性，不安全、易腐蚀的缺陷，还可有效避免管路堵塞，此外，喷枪的堵塞情况易于发现和疏通，保证烧结的顺利进行。

(3)缩减成本：本实用新型接合带式抽风烧结机使用，无需对烧结机进行大规模的改进，投资费用低，另外，采用喷枪喷洒脱硝剂，可以增大脱硝剂的利用率，减少脱硝剂的浪费。

(4)不占用额外空间：本实用新型的脱硝系统设置在烧结机上方，不占用多余的空间小，省去了固态催化剂的添加设备，减少了固态催化剂的混合步骤，简化了操作步骤，节省了人工，缩短了准备时间，性价比更高。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的喷枪的分布示意图；

图3为本实用新型实施例的喷枪的喷洒效果图。

图中：

1-带式抽风烧结机；100-烧结车；101-抽风系统；102-烟气管道；103-过滤网装置；2-脱硝剂储存罐；3-脱硝剂输送管道；4-喷枪；5-流量计；6-流量控制阀；7-NO_X浓度监测仪；8-喷枪连接管；9-喷枪流量计。

具体实施方式

为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本实用新型，下面将结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，如图1和2所示，包括脱硝剂喷洒装置，脱硝剂喷洒装置设于带式抽风烧结机1上方，脱硝剂喷洒装置包括脱硝剂储存罐2、脱硝剂输送管道3以及若干喷枪4，所述脱硝剂输送管道3分别连接脱硝剂储存罐2和喷枪4，所述喷枪4在所述带式抽风烧结机1的烧结车100上方均匀分布，用于喷射耐高温的液态脱硝剂；此外，所述脱硝剂输送管道3上设有流量计5和流量控制阀6，所述带式抽风烧结机1下方的抽风系统101中设有NO_X浓度监测仪7，用于动态监测烟气中NO_X的含量，可根据烟气中NO_X的含量手动调节流量控制阀6控制脱硝剂的输送量，从而在保证脱硝率的前提下节省脱硝剂的用量。

为了第一时间知晓各喷枪4是否堵塞，喷枪4通过喷枪连接管8安装，喷枪连接管8上设置喷枪流量计9，通过喷枪流量计9的读数判断喷枪4的堵塞情况。堵塞情况可以分全堵塞和半堵塞，全堵塞情况是喷枪流量计9的读数为“0”，半堵塞情况是某一喷枪流量计9的读数明显小于其他喷枪流量计9的读数。而喷枪4与喷枪连接管8之间可以采取可拆卸式的连接方式，如螺纹连接，当出现堵塞情况时，可以将喷枪4拆卸下来检查疏通。

为了方便检修和生产过程的监控，流量计5和喷枪流量计9还连接有液晶显示屏(附图未示)，流量计5和喷枪流量计9的读数可配合在显示屏上显示出来，方便集中管理，对喷枪4的堵塞情况可以从显示屏上即可获取。另外，流量计5的读数代表脱硝剂的总输送量，各喷枪流量计9读数之和代表进入带式抽风烧结机1中的脱硝剂的实际用量，两数量值之间的差值，可获得脱硝剂管道是否发生泄露，便于整个烧结过程的监控。

本实施例中用到的脱硝剂为HSR脱硝剂，具体地，为广州绿华环保科技有限公司研发生产的脱硝剂，型号为HSR-1/2/3，其为中性或近中性(PH值6-9)、液态、耐高温，其不容易对设备造成腐蚀影响，喷射范围大，且对温度区间为1051-1450℃的烟气具有很好的脱硝效果。本实用新型采用的脱硝剂不仅适用于高温(1051-1450℃)的烟气，也适用与中高温(650-1050℃)的烟气，脱硝范围更广，脱硝剂作为助燃风的形式随空气从铁矿石上方进入，经带式抽风烧结机下方的抽风系统101抽出，整个过程(包括喷洒过程、烧结过程和烟气抽离过程)的烟气都可与脱硝剂接触，因此，烟气中的NO_X可以在不同温度下被脱硝剂消耗，最大限度降低烟气中NO_X的含量。

本实施例中用到的喷枪4为金属喷枪，如钢质喷头，如图3所示，喷枪4为锥形喷射，相邻的喷枪4的喷洒覆盖面应有重合区，以保证脱硝剂可以在铁矿石上都有喷洒。喷枪4可以整齐地排列分布，也可以相互错开排列分布。本实施例采用整齐地排列分布。

本实施例的喷枪4的安装在烧结车100上方的10-50cm的位置，相邻喷枪4之间的安装间距为0.3-1m；各喷枪4的安装密度和高度根据脱硝剂喷洒时所能覆盖的范围设置。

进一步地，所述NO_X浓度监测仪7设于抽风系统101的烟气管道102中，NO_X浓度监测仪7监测的烟气达标则通过烟囱对烟气进行排放，不达标的烟气经过进一步的脱硝处理后排放。其中的NO_X浓度监测仪采用深圳市东日瀛能科技有限公司的SK-600-NO_X。

除了手动控制流量，也可以结合市场上选购的PLC控制器来实现对脱硝剂流量的智能控制，比如，流量控制阀6和NO_X浓度监测仪7都连接PLC控制器，PLC控制器根据接收到的NO_X浓度监测仪7的数据自动调节流量控制阀6以控制脱硝剂的输送流量。其中，PLC控制器采用西门子PLC/s7-200，通过PLC控制器自身可编程的特点，实现对NO_X浓度的监控下调整脱硝剂的喷洒量。本申请的脱硝剂在喷洒后均匀进入烧结炉中，在燃烧的铁矿石表面与烟气中的氮氧化物反应而脱硝。

本实用新型的系统运行脱硝过程：

S1、启动带式抽风烧结机，将调配好的铁矿石、燃料和石灰铺设于烧结车上；

S2、点火开始烧结铁矿石，同时开启脱硝剂流量控制阀，喷枪开始对烧结车上的铁矿石进行喷洒脱硝剂，脱硝剂在抽风系统的作用下，作为助燃风的形式随空气从表面进入铁矿石内，与烧结铁矿石产生的烟气充分接触；烧结的温度为1100-1300℃，以配合耐高温脱硝剂的使用；

S3、带式抽风烧结机下方的抽风系统将烟气吸入烟气管道，NO_X浓度监测仪对烟气中的NO_X进行监控(显示烟气中氮氧化物的含量大小)：(a)烟气中NO_X达到国家排放标准，保持脱硝剂的输送量，烟气经烟囱排放；(b)烟气中NO_X超过国家排放标准，调节流量控制阀以增加脱硝剂的输送量，以降低烟气中NO_X含量，不达标的烟气进一步进行脱硝处理。

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

Claims (6)

1.一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，其特征在于，包括脱硝剂喷洒装置，所述脱硝剂喷洒装置设于带式抽风烧结机上方，脱硝剂喷洒装置包括脱硝剂储存罐、脱硝剂输送管道以及若干喷枪，所述脱硝剂输送管道分别连接脱硝剂储存罐和喷枪，所述喷枪在所述带式抽风烧结机的烧结车上方均匀分布，用于喷射耐高温的液态脱硝剂；此外，所述脱硝剂输送管道上设有流量计和流量控制阀，所述带式抽风烧结机下方的抽风系统中设有NO_X浓度监测仪，用于动态监测烟气中NO_X的含量。

2.根据权利要求1所述的一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，其特征在于，所述喷枪通过喷枪连接管安装，喷枪连接管上设置喷枪流量计。

3.根据权利要求2所述的一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，其特征在于，所述流量计和喷枪流量计还连接有液晶显示屏。

4.根据权利要求1所述的一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，其特征在于，所述的脱硝剂为HSR脱硝剂。

5.根据权利要求1所述的一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，其特征在于，所述喷枪为金属喷枪，喷枪为锥形喷射。

6.根据权利要求1所述的一种基于带式抽风烧结机的钢铁厂烧结脱硝系统，其特征在于，所述喷枪的安装高度为高于烧结车10-50cm，所述喷枪之间的安装间距为0.3-1m。