SE466004B - Foerfarande foer att minska emissionen av sox i avgasen fraan sintringsanlaeggningar - Google Patents

Description

1 466 oø4 Uppfinningen avser ett förfarande för att minska emissionen av SOx i avgas från sintringsanläggningar, i vilka en blandning av järnoxidhaltiga material och fast bränsle beskickas pà en kedjerost (vandrande rost), blandningen antändes på ytan och sintras genom genomsugning av syrehaltiga gaser, varvid SOx- halten i avgasen från kedjerosten minskas genom tillsats av SOx-bindande ämnen på kedjerosten.

Sintringen på en kedjerost genomföres pà det sättet att en blandning av järnoxidhaltiga material, returgods, fast bränsle och eventuellt tillsatsmedel pàföres pà kedjerostens ingångs- ände. Beskickningsbädden tändes pá ytan och sintras med hjälp av syrehaltiga gaser som suges genom beskickningsbädden. Såsom bränsle användes koksgrus eller fint kol. Sinterkakan avkastas antingen het eller kyles i en till sintringszonen anslutande kylzon på kedjerosten och avkastas därefter kall. Den vid sint- ringen bildade avgasen innehåller vissa mängder av SOx, som huvudsakligen bildas vid förbränningen av det fasta kolhaltiga materialet. Gränsvärdet beträffande SOx-emission för sintrings- anläggningar ligger för närvarande vid 500 mg SOx/Nm3.

Olika förfaranden är kända, vid vilka de vid sintringen bildade SOx-föreningarna bindes kemiskt. 466 004 3 slutdelen av kedjerosten, och att före eller i återföringszonen för delströmmen oxider eller hydroxider eller karbonater av jordalkali- eller alkalimetaller påföres på beskickningen.

Såsom järnoxidhaltiga material användes huvudsakligen järn- malmer. Såsom SOx-bindande ämnen ifrågakommer huvudsakligen de angivna föreningarna av Ca, Mg, NA, K, i synnerhet de kalkhal- tiga föreningarna, sàsom Ca0H2, Ca0 och CaC03. De kan påföres såsom lösning, suspension eller pulver på beskickningen. Korn- storleken hos pulvret skall ligga under 1 mm, företrädesvis under 0,1 mm. Materialen kan användas separat eller såsom blandning. Man kan även använda avfallsmaterial som innehåller de angivna materialen. I allmänhet väljes luft såsom syrehaltig gas som suges genom beskickningen, med undantag av den åter- förda delströmmen. Om syrehalten i den återförda delströmmen icke är tillräcklig för sintringen, kan man tillsätta syre till delströmmen. Såsom slutdel av kedjerosten är för en kedjerost utan anslutande kylzon den sista delen av sintringszonen att uppfatta. Återföringszonen kan, i transportriktningen sett, sträcka sig fram till änden av den sista suglådan eller till ett ställe över den sista eller nästsista suglådan. Om en kyl- zon är anordnad bakom sintringszonen hos kedjerosten, är denna kylzon att anse såsom kedjerostens slutdel. Återföringszonen är, i transportriktningen sett, anordnad i den första delen av kylzonen. SOx-bildningen varierar utefter sintringsbandets längd och uppvisar ett maximum på ett visst ställe. Läget av detta maximum beror på de ifrågavarande driftsbetingelserna och kan fastställas empiriskt. Bortsugningen av delströmmen av avgasen måste genomföras på sådant sätt att å ena sidan läget och längden av bortsugningszonen väljes så att så mycket som möjligt av vid sintringen bildad S0x innefattas samt å andra sidan SOx erhålles i en sådan volymström att den på nytt kan ledas genom beskickningen i kedjerostens slutdel. I allmänhet ligger bortsugningszonen i mitten av sintringssträckan, van- ligen förskjuten i ringa grad mot avkastningsänden. Delströmmen av avgasen måste innefatta en stor andel av hela SOx-bild- ningen, dvs en så stor mängd av SOx-föreningarna måste inne- fattas att de föreskrivna gränsvärdena för avsvavlingen av hela 466 004 4 avgasen underskrides. Suglådorna från vilka delströmmen av avgasen bortsuges anslutes till en återföringsledning, som mynnar i en gashuv över återföringszonen. Delströmmen kan ledas genom en stoftavskiljningsanordning. Företrädesvis utformas även några suglådor före eller efter denna bortsugningszon konstruktivt på sådant sätt att de vid behov kan anslutas såväl till gassamlingsledningen som även till áterföringsledningen.

Läget av bortsugningszonen kan sålunda anpassas till en för- skjutning av maximum för SOx-bildningen, vilket beror av de ifrågavarande driftsbetingelserna. Om även en ändring av volymen av den bortsugna delströmmen skall kunna genomföras, utformas gashuvens längd på sådant sätt att även den maximalt återförda volymen av delströmmen kan ledas genom gashuven. I normalfallet tillföres en del av gashuven icke den återförda delströmmen av avgasen utan luft. Vid en förstoring av del- strömmen anslutes en motsvarande del av gashuven, som i normal- fall tillföres luft, till áterföringsledningen.

En föredragen utformning av uppfinningen består i att 15-30 % av längden av den aktiva sintringsytan hos kedjerosten, vars läge beror av den lokala SOx-bildningen, innefattas för bort- föring av delströmmen av avgasen. Såsom aktiv sintringsyta hos kedjerosten är den kedjerostyta hos överparten att förstå, under vilken de suglådor befinner sig, i vilka syrehaltiga gaser suges genom sintringsblandningen. Därigenom kan i en relativt liten gasmängd en relativt stor mängd av S0x-bild- ningen upptagas och áterföras till återföringszonen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den bortförda delströmmen av avgasen minst 50 % av den totala S0x-bildningen. Därigenom uppnås en god renings- effekt inom en förhållandevis liten gasmängd.

En utformning av uppfinningen består däri att för en kedjerost med anslutande kylzon återföringszonen för delströmmen av avgasen sträcker sig, utgående från ett ställe inuti kylzonen, så långt i riktning mot materialtillföringsstället att den i 466 004 5 återföringszonen bortsugna gasmängden åtminstone motsvarar mängden av den i àterföringszonen àterförda delströmmen av avgasen. Därvid är återföringszonen anordnad i den första delen av kylzonen, som ansluter sig till sintringszonen, varigenom en kylning motsvarande temperaturen hos den återförda delströmmen erhålles. I den andra delen av kylzonen suges kall luft genom sinterbädden och àstadkommes ytterligare kylning. Härigenom säkerställes att den återförda gasmängden alltid på nytt kan ledas genom beskiokningen och att ingen återförd avgas från gashuven kan träda ut i atmosfären. Dessutom påverkas inte sintringsresultatet genom syrehalten i den àterförda del- strömmen.

En utföringsform består däri att för en kedjerost utan anslu- tande kylzon återföringszonen för delströmmen av avgasen sträcker sig från änden av kedjerosten så långt i riktning mot materialtillföringsstället att den i återföringszonen bortsugna gasmängden åtminstone motsvarar mängden av den i àterförings- zonen àterförda delströmmen av avgasen. Därigenom säkerställes att den àterförda gasmängden alltid på nytt kan ledas genom beskiokningen och ingen återförd avgas kan utträda i atmosfären från gashuven.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen páföres kalkhaltigt material såsom lösning eller pulver på beskiokningen. Med uttrycket lösning avses en uppslamning i vattenhaltigt medium. Med uttrycket pulver avses pulver- partiklar, för vilka kornstorleken ligger under 1 mm, företrä- desvis under 0,1 mm. Härigenom uppnår man en god fördelning av det kalkhaltiga materialet. Detta medför att en stor andel av det kalkhaltiga materialet reagerar med S0x-föreningarna, så att endast ett ringa stökiometriskt överskott av kalkhaltigt material erfordras för att avlägsna de mängder av SOx-före- ningar som skall elimineras från delströmmen av avgasen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen användes såsom kalkhaltigt material CaO eller en Ca(0H)2- 466 004 s lösning. Om 10-25 %iga Ca(OH)2-lösningar användes, erhålles å ena sidan en god tillföringsmöjlighet och fördelning av det kalkhaltiga materialet, och å andra sidan är den erforderliga mängden vatten förhållandevis ringa så att sintringseffekten icke påverkas väsentligt. CaO- och Ca(OH)2 har god reaktivitet i förhållande till SOx-föreningarna. De utgör billiga reagens, ¿ vilka kan användas för inställning av sinterblandningens ß» basicitet.

Föremålet för uppfinningen beskrives i det följande närmare med hjälp av ritningar.

Fig. l visar schematiskt ett sintringsband utan kylzon. Fig. 2 visar schematiskt ett sintringsband med kylzon.

Pà fig. 1 visas schematiskt ett sintringsband 1 utan anslutande kylzon med de under sintringsbandets undre part anordnade suglådorna (5) till (14), varvid detaljer har utelämnats av översiktlighetsskäl. Över överparten av sintringsbandet är den lokala SOX-bildningen angiven i form av en kurva (2) över sin- tringsbandets längd med maximivärdet (3) angivet. Alla suglàdor är anslutna till en gassamlingsledning (15), som mynnar i en stoftavskiljningsanordning (16). I bortsugningszonen (4), som omfattar de aktiva sintringsytorna över suglådorna (9) och (10), bortsuges en delström av avgasen, som enligt uppgifterna från kurvförloppet för kurvan (2) innehåller en stor andel av SOx-bildningen. Avspärrningsanordningarna (17b) och (l7c) inkopplas på sådant sätt att den i bortsugningszonen (4) upptagna delströmmen av avgasen föres genom ledningarna (l8b) och (l8c) till en àterföringsledning (19). I en stoftavskilj- ningsanordning (20) befrias delströmmen av avgasen från stoft.

I anslutning till stoftavskiljningen ledes delströmmen genom en _ fläkt (21) in i en gashuv (22). Tillföringen av det SOx-bin- dande materialet genomföres med en sprutanordning (23), som är _ anordnad över suglådan (12) ovanför sinterytan. I âterförings- zonen (24) ledes delströmmen av avgasen på nytt genom beskick- ningen. Därvid bindes SOx-föreningarna som förefinnes i del- 466 004 7 strömmen av avgasen kemiskt till det S0x-bindande materialet.

Det bildas CaSO¿, som i sig förslaggas vid den till sintringen anslutande masugnsprocessen. Därefter anländer delströmmen av avgasen genom suglådorna (13) och (14) till gassamlingsled- ningen (15). Genom avspärrningsanordningarna (l7a) och (l7d) kan suglådorna (8) och (ll) även förbindas med återförings- ledningen (19) via ledningarna (18a) och (18d). Läget av bortsugningszonen (4), som i det här exemplet innefattar en sinteryta över två suglàdor, kan sålunda förskjutas. Beroende på det av driftsbetingelserna beroende läget av maximivärdet (3) kan därvid bortsugningszonen även innefatta suglådorna (8) och (9) eller (10) och (11).

Fig. 2 skiljer sig från fig. 1 genom att fig. 2 innefattar ett sintringsband (1) med anslutande kylzon (25). Det S0x-bindande materialet påföres på beskickningen före kylzonen (25), över vilken gashuven (22) är anordnad.

Förfarandet enligt uppfinningen förklaras närmare med följande utföringsexempel.

Exempel Ett sintringsband utan anslutande kylzon drevs med följande driftsvärden: Sinterproduktion: 575 t/h Avgasmängd: 1 408 000 Nmïflm Kedjerostens hastighet: 3,2 m/min.

Skikthöjd hos sinterblandningen: 581 mm Sintringssträckans längd: 100 m Under sintringsbandets undre part var 25 suglàdor anordnade.

Den procentuella SOx-fördelningen i procent av totalmängden av SOx per suglåda och avgasfördelningen i procent av totalmängden av avgas per sugláda uppmättes. Mätresultaten är angivna i tabell 1. Därvid är suglådorna fortlöpande numrerade utgående från sintringssträckans början till sintringssträckans slut. 466 004 Tabell 1 Suglåda |-* O©æ\'|C\U1|l>CONI-' l-l I-l F' N |-' 00 I-' IP- F' UI |-' O\ I-' \'| I-J O) F* \D N CJ N l-l N N N (a) N få N 01 S0x-fördelning i % av totalmängden Der sualàda 0,03 0,06 0,12 0,21 0,36 0,55 0,88 1,37 2,49 4,07 5,69 7,42 9,24 10,09 10,40 10,52 9,49 7,54 5,08 4,50 3,95 2,55 1,82 1,09 0,48 Avgasfördelning i av totalmängden ner sualåda 3,38 3,80 4,22 4,33 4,33 4,28 4,27 4,27 4,23 4,22 4,22 4,16 4,04 3,92 3,62 3,44 3,27 3,15 3,21 3,38 3,68 3,92 4,39 4,87 5,40 % *a Ir' “x 466 004- 9 Såsom bortsugningszon valdes den del av den aktiva sintrings- ytan hos kedjerosten som befinner sig över suglådorna 13 till 18. Av tabell 1 framgår att den genom dessa bortsugningszoner genomsugna delströmmen av avgasen innehåller 57,3 % av den totala SOx-produktionen. Beräknat på hela avgasmängden som bildas vid sintringsprocessen bortsuges emellertid endast en ringa avgasmängd såsom delström. Av tabell 1 framgår att delströmmen av avgasen endast innefattar 21,4 % av den totala avgasmängden. Över överparten, under vilken suglådan 19 be- finner sig, är sprutanordningen för det kalkhaltiga materialet anordnad. Såsom kalkhaltigt material väljes en 15 %ig kalkmjölk bestående av Ca(OH)2 och vatten. Över en del av suglådan 19 och suglådorna 20 till 24 är en gashuv anordnad, i vilken delström- men av avgasen återföres.

För avsvavlingen beaktades följande förutsättningar: 1. S0x-halten i avgasen uppgår till 800 mg SOx/Nm* 2. Den maximalt tillåtna SOx-halten i avgasen skall uppgå till 400 mg SOx/Nma. 3. Verkningsgraden vid avsvavlingen uppgår till 90 %.

S02-produktionen i delströmmen av avgasen uppgår till 645,4 kg/h. Av den 15 %iga kalkmjölken, som har en genomsnittlig täthet av 1090 kg/ma, påsprutas 6,2 nP/h, varvid, under be- aktande av avsvavlingens verkningsgrad av 90 %, man arbetar med ett överskott av 50 % Ca(0H)2, beräknat på den stökiometriskt erforderliga mängden Ca(0H)2. En mätning av SOx-halten i renga- sen gav ett värde, som ligger under 400 mg/Nmï Fördelarna med uppfinningen består däri att mellan påförings- stället för det gods som skall sintras och fram till stället för återföringszonen, vid vilket det SOx-bindande materialet påföres på beskickningen, transporteras och sintras endast sinterblandningen på kedjerosten. Bortsugningen av en delström av avgasen och återföringen kan genomföras utan stora åtgärder. Äldre anläggningar kan utan problem efterutrustas. Endast ett 466 D04 10 förhållandevis ringa överskott av S0x-bindande material erford- IaS . Även om endast en mindre delström av avgasen behandlas och de tekniska åtgärderna är ringa, är det möjligt att sänka halten av SOx-föreningar i avgasen från sintringsanläggningar så långt att föreskrivna gränsvärden tydligt underskrides. f)-

Claims (7)

466 004 11 PATENTKRAV

1. Förfarande för att minska emissionen av SOx i avgasen från sintringsanläggningar, i vilka en blandning av järnoxidhaltiga material och fast bränsle beskickas på en kedjerost, bland- ningen antändes på ytan och sintras genom genomsugning av syrehaltiga gaser, varvid SOx-halten i avgasen från kedjerosten sänkes genom tillföring av SOx-bindande ämnen på kedjerosten,- k ä n n e t e c k n a t därav att en delström av avgasen med en stor andel av den totala SOx-produktionen bortföres separat och i kedjerostens slutdel på nytt ledes genom beskickningen, och att före eller i àterföringszonen för delströmmen oxider eller hydroxider eller karbonater av de alkaliska jordartsme- tallerna eller alkalimetallerna påföres på beskickningen.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav att 15 till 30 % av längden av den aktiva sintringsytan hos kedjerosten, vars läge beror av den lokala SOx-produktio- nen, innefattas vid bortföringen av delströmmen av avgasen.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav att den bortförda delströmmen av avgasen innehåller minst 50 % av den totala SOx-produktionen.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 till 3, k ä n - n e t e c k n a t därav att vid en kedjerost med anslutande kylzon àterföringszonen för delströmmen av avgasen sträcker sig, utgående från ett ställe innanför kylzonen, så långt i riktning mot materialtillföringsstället att den i àterförings- zonen bortsugna gasmängden åtminstone motsvarar mängden av den i àterföringszonen àterförda delströmmen av avgasen.

5. Förfarande enligt något av patentkraven 1 till 3, k ä n - n e t e c k n a t därav att vid en kedjerost utan anslutande kylzon àterföringszonen för delströmmen av avgasen sträcker sig från kedjerostens ände så långt i riktning mot materialtillför- ingsstället att den i àterföringszonen bortsugna gasmängden 466 004 12 åtminstone motsvarar mängden av den i àterföringszonen åter- förda delströmmen av avgasen.

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1 till 5, k ä n - n e t e c k n a t därav att kalkhaltigt material pàföres såsom lösning eller pulver på beskickningen.

7. Förfarande enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t därav att såsom kalkhaltigt material användes Ca0 eller en Ca(OH)2-lösning. v! f)