CN212457966U - 一种烧结烟气超低排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烧结烟气超低排放系统，其特征在于：将冷风大烟道内低温烧结烟气由管道连通至烧结矿冷却系统，经烧结矿显热升温的烧结烟气再由管道连通至余热发电系统，所述余热发电系统的烟气通道连通至干法脱硫系统，由所述干法脱硫系统导出烟气经加热通入SCR脱硝系统，经脱硫脱硝后的烟气经主抽风机由烟囱排出。本实用新型烧结烟气超低排放系统，可降低烧结烟气减排系统成本，增加烧结机余热发电量，具有较强的实用性和较好的应用前景。

Description

一种烧结烟气超低排放系统

技术领域

本实用新型属于烧结生产技术领域，更具体地说，涉及一种烧结烟气超低排放系统。

背景技术

生态环境部将烧结机头烟气、球团焙烧烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值由20mg/m3,50mg/m3,100mg/m3修改为 10mg/m3,35mg/m3,50mg/m3所有具备条件的钢铁企业按区域分别于2020年、 2022年、2025年完成超低排放改造。有关专家指出，钢铁烧结机头烟气超低排放改造技术十分成熟，采用以活性炭脱硫脱硝一体化工艺为核心的技术路线或者采用以火电燃煤电厂超低排放技术为核心的技术路线，这些技术路径都属于十分成熟的技术，只要设计规范、工程质量过关，完全可以实现钢铁烧结机头烟气的超低排放，显著削减钢铁企业大气污染物排放量。

活性炭脱硫脱硝运行投资大，成本较高；火电燃煤电厂超低排放技术一般采用湿法SNCR+SCR氨法脱硝然后脱硫,这些技术没有充分利用烧结烟气特点和烧结烟气温度，需要燃料对烧结烟气预热，投资费用和运行费用较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种可降低烧结烟气减排系统成本，增加烧结机余热发电量的烧结烟气超低排放系统。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：所提供的这种烧结烟气超低排放系统，其特征在于：将冷风大烟道内低温烧结烟气由管道连通至烧结矿冷却系统，经烧结矿显热升温的烧结烟气再由管道连通至余热发电系统，所述余热发电系统的烟气通道连通至干法脱硫系统，由所述干法脱硫系统导出烟气经加热通入SCR脱硝系统，经脱硫脱硝后的烟气经主抽风机由烟囱排出。

为使上述技术方案更加详尽和具体，本实用新型还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：

所述冷风大烟道内的低温烧结烟气经除尘后由管道连接至冷却系统进风管，所述冷却系统进风管连接至烟罩的管道上设有第一增压风机。

所述烟罩内导出高温烟罩烟气经冷却系统发电管道连通至余热发电系统。

所述烟罩内导出中温烟罩烟气经冷却系统出风管连接至高温烧结烟气输出管道上，与高温烧结烟气混合，连通至余热发电系统。

所述余热发电系统与干法脱硫系统之间的管道上设有增压风机。

所述干法脱硫系统导出烟气由烟气管道连接至换热器，经所述SCR脱硝系统导出的烟气通过烟气管道连接至所述换热器。

所述换热器加热输出烟气经管道加热器加热后连通至SCR脱硝系统。

所述换热器连接所述主抽风机，所述主抽风机通过管道连接至所述烟囱。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型烧结烟气超低排放系统，可降低烧结烟气减排系统成本，增加烧结机余热发电量，具有较强的实用性和较好的应用前景。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型烧结烟气低排放控制系统示意图；

图中标记为：1、风箱，2、支管，3、冷风大烟道，4、热风大烟道，5、电除尘器，6、换热器，7、冷却系统进风管，8、第一增压风机，9、烟罩， 10、冷却系统发电管道，11、冷却系统出风管道，12、第一多管除尘器，13、余热发电系统，14、第二多管除尘器，15、增压风机，16、干法脱硫系统， 17、管道加热器，18、SCR脱硝系统，19、主抽风机，20、烟囱。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型这种烧结烟气超低排放系统，如图1中所示，将冷风大烟道内3低温烧结烟气由管道连通至烧结矿冷却系统，经烧结矿显热升温的烧结烟气再由管道连通至余热发电系统13，余热发电系统13的烟气通道连通至干法脱硫系统16，由干法脱硫系统16导出烟气经加热通入SCR脱硝系统18，经脱硫脱硝后的烟气经主抽风机19由烟囱20排出。

本实用新型中，冷风大烟道3内的低温烧结烟气经除尘后由管道连接至冷却系统进风管7，冷却系统进风管连接至烟罩9的管道上设有第一增压风机8。烟罩9内导出高温烟罩烟气经冷却系统发电管道10连通至余热发电系统13。烟罩内导出中温烟罩烟气经冷却系统出风管11连接至高温烧结烟气输出管道上，与高温烧结烟气混合，连通至余热发电系统13。

本实用新型中，余热发电系统13与干法脱硫系统16之间的管道上设有增压风机15。干法脱硫系统16导出烟气由烟气管道连接至换热器6，经SCR 脱硝系统18导出的烟气通过烟气管道连接至换热器6，冷热烟气在换热器6 内进行换热。换热器6加热输出烟气经管道加热器加热后连通至SCR脱硝系统18。换热器6连接主抽风机19，主抽风机19通过管道连接至烟囱20。

本实用新型这种烧结烟气超低排放系统，如图1中所示，将冷风大烟道3内的低温烧结烟气通入烧结矿冷却系统，利用烧结矿显热升高烧结烟气温度，再将升温后的烟气通入余热发电系统13，经发电后的烟气经脱硫脱硝后经主抽风机19由烟囱20排出。

本实用新型中，冷风大烟道3内的低温烧结烟气经除尘后进入冷却系统进风管7，并由第一增压风机8增压通入烟罩9内。经烧结矿显热升温后的高温烟罩烟气经第一多管除尘器12除尘后进入余热发电系统13生产高压蒸汽。经烧结矿显热升温后的中温烟罩烟气与热风大烟道4内输出的高温烧结烟气混合，进入余热发电系统13生产低压蒸汽。中温烟罩烟气由冷却系统出风管11输出经第二多管除尘器14除尘后进入余热发电系统13。

本实用新型中，经余热发电系统13后的烟气经增压风机15增压进入干法脱硫系统16脱硫处理。脱硫后的烟气经增压风机15增压后进入换热器6 与脱硝后的烟气进行换热。经换热器加热输出烟气经管道加热器17加热到 300℃后可通入SCR脱硝系统，用于脱硝处理。此过程中脱硝后的烧结烟气温度与低温烟气热交换降低到160-170℃，将此烟气用于热交换蒸发SCR脱硝系统氨水，温度降低到100℃以下，经主抽风机排入大气，烟气温度高脱硫、脱硝效率高。

本实用新型利用大型烧结机尾部7-8个风箱的高温烟气(平均温度 320℃以上，占烧结烟气总量的33％～38％)，经过除尘后，直接进入将余热发电系统，用于余热发电；烧结机低温段风箱的低温烟气(温度在80℃，占烧结烟气总量的67％～62％)进入烧结矿冷却系统，利用烧结矿显热(温度在 700℃～800℃)将低温烧结烟气温度再次升高，其中300℃以上的高温烟罩烟气经过冷却系统发电管道10，经第一多管除尘器12除尘后进入余热发电系统13；200℃～300℃中温烟罩烟气与高温段烧结烟气混合经第二多管除尘器14除尘后，与余热发电系统13烟气进行再次混合，混合烟气经干法脱硫系统16后烟气温度在100-130℃左右，经过烟气换热器6将温度提高到 240-260℃，经烧嘴加热器加热到300℃，进入中温SCR脱硝系统，脱硝后的烧结烟气温度280-290℃左右与低温烟气100-130℃热交换降低到160-170℃，将此烟气用于热交换蒸发SCR脱硝系统氨水，温度降低到100℃以下，经主抽风机排入大气，烟气温度高脱硫、脱硝效率高，降低成本，大部分烟气经过电除尘和多管除尘两次净化，可以有效满足烧结烟气超低排放的需求。

本实用新型中，风箱1、支管2、冷风热风大烟道、主抽风机19、烟罩 9、烟囱20为烧结生产常用设备。干法脱硫系统、增压风机、中温SCR脱硝系统、GGH换热器、电除尘等设备是烧结烟气超低排放系统常用设备。

本实用新型中，如图1中所示，高温台车风箱烟气流经途径：风箱1→支管2→热风大烟道4→第二多管除尘14→增压风机15→余热发电系统13 →干法脱硫系统16→增压风机15→换热器6(冷侧)→管道加热器17→SCR 脱硝系统18→换热器6(热侧)→主抽风机19→烟囱20。

如图1中所示，低温台车风箱烟气流经途径：风箱1→支管2→冷风大烟道3→电除尘5→冷却系统进风管7→第一增压风机8→烟罩9→途径1和途径2→余热发电系统13→增压风机15→干法脱硫系统16→增压风机15→换热器6(冷侧)→管道加热器17→SCR脱硝系统18→余热发电系统13→换热器6(热侧)→主抽风机19→烟囱20。

途径1：低温段冷却烟气→冷却系统出风管11→第二多管除尘14。

途径2：高温段冷却烟气→冷却系统发电管13→第一多管除尘12。

实施方式1某380m2烧结机烧结风机2×120万m3/h，利用系数1.23t/m2·h，带冷机风机由7×26万m3/h，料层900mm厚度，烧结机风箱温度见下表，每个台车下的风箱为双排风箱(南侧、北侧)，每个风箱下有一个风箱支管连接大烟道为双烟道，双风机布置。可回收热量风箱为前3带冷机风机，进余热发电系统平均温度为385℃，现在烧结烟气中SO2和NOX 平均排放浓度分别是228mg/Nm3和180mg/Nm3，(SO2和NOX现行标准是300 mg/Nm3和200mg/Nm3)，前期吨矿发电量10.71kWh/t矿，没上脱硝系统，仅脱硫成本10元/t矿。

烧结机风箱温度，℃

采用低温烧结烟气的冷却需要风量为200万m3/h，低温烧结风量是烧结总风量的0.75，即为180万m3/h，补充空气20万m3/h可以满足生产需求。前5个带冷发电，现在吨矿发电量16.02kWh/t矿，电价以0.5元/kWh，计算降低成本为2.5元/t矿，NOX和SO2平均排放浓度分别是38mg/Nm3和 18mg/Nm3，成本为15.3元/t矿，比相应标准的活性炭和干法脱硫+脱硝，分别降低运行成本1.7～4.7元/t矿，烧结矿返粉降低0.8％，吨矿降低0.5元。实际吨矿降低综合成本在4.7～7.7元/t矿，以4.7元计算，该烧结机年产烧结矿392.62万吨，降低成本在1845.3万元左右。

实施方式2某2×435m2烧结机，单台烧结机的主抽风机2×150万m3/h，利用系数1.3t/m2·h，带冷机风机由5×42万m3/h，烧结机风箱26个，前 17个风箱平均温度85℃，后9个风箱温度平均325℃，一台烧结机采用活性炭脱硫脱硝成本在19.8元/t矿，前两个带冷机风机发电，进气温度360℃，余热发电量为9.6kWh/t矿。另一台烧结机采用该工艺技术，烧结带冷需要风量220万m3/h，低温烧结烟气量为196万m3/h，需要24万m3/h空气进行冷却，前4个带冷风机发电，进气温度340℃，余热发电量为16.2kWh/t 矿，电价以0.5元/kWh，计算降低成本为2.53元/t；脱硫脱硝成本在15 元/矿，降低成本3.8元/t矿，返粉降低1％，吨矿降低成本0.63元。

合计降低成本为6.96元/t矿，NOX和SO2平均排放浓度均在分别是35 mg/Nm3和20mg/Nm3左右，该烧结机年产烧结矿475.02万吨，降低成本在 3300万元。

本实用新型这种烧结烟气超低排放系统，充分利用烧结机烟气余热和烧结矿显热，降低烧结烟气减排系统成本。充分利用烧结机80℃低温烟气余热和烧结矿显热，开展烧结余热发电，增加发电量5kWh/t矿左右；用烧结机低温烟气作为冷却烧结矿的烟气，实现烟气循环利用，降低了烧结矿对新鲜空气的需要，降低烧结生产对空气的污染；利用烧结烟气取代空气冷却烧结矿，烧结烟气部分CO燃烧放热，降低高温烧结矿与空气温差大产生的脆化，提高烧结矿的产量和质量，产量提高1％。吨烧结矿成本降低4-7元/t矿。

本实用新型这种烧结烟气超低排放系统，根据烧结烟气温度分布特点和烧结矿冷却系统特点，利用烧结余热，降低烧结烟气超低排放系统的投资和运行成本；本实用新型充分利用烧结烟气余热和烧结矿显热，降低烧结烟气减排系统成本；增加烧结机余热发电量，提高烧结矿质量。

本实用新型烧结烟气超低排放系统，可降低烧结烟气减排系统成本，增加烧结机余热发电量，具有较强的实用性和较好的应用前景。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，但是本实用新型并不受限于上述方式，只要采用本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种烧结烟气超低排放系统，其特征在于：将冷风大烟道内低温烧结烟气由管道连通至烧结矿冷却系统，经烧结矿显热升温的烧结烟气再由管道连通至余热发电系统，所述余热发电系统的烟气通道连通至干法脱硫系统，由所述干法脱硫系统导出烟气经加热通入SCR脱硝系统，经脱硫脱硝后的烟气经主抽风机由烟囱排出。

2.按照权利要求1所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述冷风大烟道内的低温烧结烟气经除尘后由管道连接至冷却系统进风管，所述冷却系统进风管连接至烟罩的管道上设有第一增压风机。

3.按照权利要求2所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述烟罩内导出高温烟罩烟气经冷却系统发电管道连通至余热发电系统。

4.按照权利要求2所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述烟罩内导出中温烟罩烟气经冷却系统出风管连接至高温烧结烟气输出管道上，与高温烧结烟气混合，连通至余热发电系统。

5.按照权利要求1至4任一项所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述余热发电系统与干法脱硫系统之间的管道上设有增压风机。

6.按照权利要求5所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述干法脱硫系统导出烟气由烟气管道连接至换热器，经所述SCR脱硝系统导出的烟气通过烟气管道连接至所述换热器。

7.按照权利要求6所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述换热器加热输出烟气经管道加热器加热后连通至SCR脱硝系统。

8.按照权利要求7所述的烧结烟气超低排放系统，其特征在于：所述换热器连接所述主抽风机，所述主抽风机通过管道连接至所述烟囱。

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