一種燒結(jié)煙氣的環(huán)保節(jié)能處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶金行業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)工序的環(huán)保、節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燒結(jié)煙氣的環(huán)保節(jié)能處理工藝，具體涉及一種燒結(jié)煙氣的脫硫脫硝、煙氣循環(huán)燒結(jié)及煙氣余熱梯級(jí)利用的綜合處理工藝，更具體涉及一種基于煙氣不同溫度下so2、nox濃度分布特點(diǎn)及煙氣循環(huán)、余熱利用處理工藝的一種燒結(jié)煙氣的環(huán)保節(jié)能處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵工業(yè)是能耗大戶(hù)，也是污染大戶(hù)，燒結(jié)工序是鋼鐵工業(yè)中排放空氣污染物的主要污染源之一，尤其是S02和NOx的最大產(chǎn)生源，鋼鐵冶煉過(guò)程中約有51%?62%的S02及48 %的NOx來(lái)自燒結(jié)工序。燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中，在不同的燒結(jié)區(qū)段煙氣中SOdPNOx濃度和煙氣溫度有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
[0003]目前燒結(jié)煙氣污染物脫除技術(shù)大多是針對(duì)單一污染物的末端治理工藝，例如燒結(jié)煙氣除塵、脫硫等。由于燒結(jié)煙氣量大，而SO2、N0X等污染物濃度較低，導(dǎo)致目前燒結(jié)煙氣處理設(shè)施的投資建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本都很高，而效率卻較低。隨著我國(guó)大氣環(huán)保排放指標(biāo)要求越來(lái)越嚴(yán)，鋼鐵“十三五”規(guī)劃中不但要求燒結(jié)煙氣脫硫還要脫硝。目前燒結(jié)煙氣脫硫已開(kāi)始強(qiáng)制實(shí)施，主要采用燒結(jié)煙氣出口全脫處理，主要有濕法、干法及半干法等幾種方式;煙氣脫硝大致有SNCR、SCR及催化氧化等幾種方式，SCR法比較成熟可行，但目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有投產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)例，主要原因是燒結(jié)煙氣出口溫度較低若直接全脫處理必須先行加熱升溫至反應(yīng)溫度，如此建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高。
[0004]燒結(jié)冷卻機(jī)I冷段、2冷段煙罩煙氣溫度約為280°C?420°C，這部分顯熱約占燒結(jié)工序總熱量的37.3%，而燒結(jié)機(jī)尾風(fēng)箱高溫段排出的煙氣溫度為320°C?400°C，這部分顯熱約占燒結(jié)工序總熱量的23.6%，這兩大部分余熱目前還只是單一回收產(chǎn)蒸汽加以利用，從實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用的高效性和經(jīng)濟(jì)性角度分析，將兩大部分余熱綜合處理應(yīng)用是最大限度提高有效余熱利用的發(fā)展方向。
[0005]綜上所述，目前燒結(jié)煙氣污染物的控制、脫除方法多屬于功能單一的末端處理工藝，隨著污染物限制排放種類(lèi)的增多，末端處理工藝設(shè)施只能越來(lái)越多，占地越來(lái)越大，造成建設(shè)投資及運(yùn)營(yíng)成本不斷攀升;燒結(jié)工序的余熱也是單一部位的回收利用，同樣造成了建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本、場(chǎng)地占用等多方面的浪費(fèi)。因此，需要依據(jù)燒結(jié)工藝流程及生產(chǎn)過(guò)程中的煙氣特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)更加經(jīng)濟(jì)、高效的環(huán)保節(jié)能工藝技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述諸多問(wèn)題，本發(fā)明研究了鐵礦燒結(jié)過(guò)程中，在不同的燒結(jié)區(qū)段，燒結(jié)煙氣中SO2、N0X濃度隨著料溫不斷升高所產(chǎn)生相應(yīng)的變化，并考慮對(duì)燒結(jié)機(jī)尾煙氣、冷卻機(jī)I冷段、2冷段煙罩煙氣余熱分級(jí)利用，進(jìn)而形成燒結(jié)煙氣的整體環(huán)保節(jié)能工藝。
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)煙氣的環(huán)保節(jié)能處理工藝，該工藝是將燒結(jié)煙氣分段脫硫脫硝治理工藝與煙氣循環(huán)燒結(jié)生產(chǎn)工藝及煙氣余熱梯級(jí)利用工藝進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的燒結(jié)煙氣環(huán)保節(jié)能處理工藝，本工藝整體降低建設(shè)投資及生產(chǎn)運(yùn)行成本，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種燒結(jié)煙氣的環(huán)保節(jié)能處理工藝，依據(jù)燒結(jié)過(guò)程中燒結(jié)煙氣S02、N0x濃度隨著煙氣溫度的變化特點(diǎn)，將燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱沿臺(tái)車(chē)運(yùn)行方向分為四個(gè)區(qū)域同時(shí)再加上冷卻機(jī)I冷段、2冷段煙罩區(qū)域共六個(gè)區(qū)域，描述如下:
[0010]區(qū)域①(燒結(jié)機(jī)頭部點(diǎn)火區(qū)域，煙氣管道風(fēng)溫110?120°C)，本區(qū)域燒結(jié)煙氣中S02、C0濃度較高，NOx濃度很低，將本區(qū)域煙氣與區(qū)域⑥煙氣進(jìn)行混合形成循環(huán)熱煙氣，引至燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)罩進(jìn)行煙氣循環(huán)燒結(jié)。
[0011]區(qū)域②(燒結(jié)機(jī)中前部區(qū)域，煙氣管道風(fēng)溫100?110°C)，本區(qū)域燒結(jié)煙氣中S02、NOx濃度都較高，同時(shí)由于將區(qū)域①與區(qū)域⑥的煙氣混合形成循環(huán)熱煙氣引至本區(qū)域進(jìn)行煙氣循環(huán)燒結(jié)，一方面利用燒結(jié)料層中原始混合料帶、過(guò)濕帶對(duì)SO2的強(qiáng)烈吸附作用；另一方面區(qū)域①煙氣中CO濃度較高，可以利用燒結(jié)料層中鐵酸鈣對(duì)NOx的自催化還原作用，達(dá)到同時(shí)降低煙氣中SO2、N0X濃度。
[0012]區(qū)域③(燒結(jié)機(jī)中后部區(qū)域，煙氣管道風(fēng)溫120?180°C)，本區(qū)域燒結(jié)煙氣中S02、NOx濃度都很高，同時(shí)由于將區(qū)域①與區(qū)域⑥的煙氣混合形成循環(huán)熱煙氣引至本區(qū)域進(jìn)行煙氣循環(huán)燒結(jié)，將區(qū)域①煙氣中SO2、N0X與本區(qū)域煙氣中SO2、N0X匯集，實(shí)現(xiàn)SO2、N0X富集后進(jìn)行煙氣脫硫脫硝。
[0013]區(qū)域④(燒結(jié)機(jī)尾部高溫?zé)煔鈪^(qū)域，煙氣管道風(fēng)溫320?400°C)，本區(qū)域燒結(jié)煙氣中S02、N0x濃度都很低，煙氣溫度在320°C以上，與區(qū)域⑤煙氣混合后形成高溫混合煙氣(溫度340°C?380°C)引入煙氣換熱器熱交換后外排。
[0014]區(qū)域⑤(冷卻機(jī)I冷段煙罩，煙氣溫度350°C?420°C)，本區(qū)域煙氣與區(qū)域④煙氣進(jìn)行混合形成高溫混合煙氣，引入煙氣換熱器熱交換后外排。
[0015]區(qū)域⑥(冷卻機(jī)2冷段煙罩，煙氣溫度280°C?320°C)，本區(qū)域煙氣中O2含量接近空氣中O2含量水平，將本區(qū)域煙氣與區(qū)域①煙氣進(jìn)行混合形成循環(huán)熱煙氣，引至燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)罩進(jìn)行煙氣循環(huán)燒結(jié)，充分利用本部分煙氣的物理顯熱提高燃料利用率，減少燒結(jié)固體燃耗。
[0016]所述區(qū)域①范圍包括燒結(jié)機(jī)頭部點(diǎn)火器區(qū)域的風(fēng)箱，本區(qū)域煙氣經(jīng)機(jī)頭多管除塵器，由機(jī)頭煙氣風(fēng)機(jī)引至循環(huán)煙氣混合風(fēng)箱。
[0017]所述區(qū)域②范圍包括燒結(jié)機(jī)中前部的風(fēng)箱，本區(qū)域煙氣與區(qū)域③煙氣匯集后經(jīng)燒結(jié)電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施、煙氣換熱器及煙氣管道補(bǔ)燃升溫后引至燒結(jié)煙氣脫硝設(shè)施(SCR)，然后再經(jīng)過(guò)煙氣換熱器降溫后由外排煙氣風(fēng)機(jī)引至燒結(jié)主煙囪排放。
[0018]所述區(qū)域③范圍包括燒結(jié)機(jī)中后部的風(fēng)箱，本區(qū)域煙氣與區(qū)域②煙氣匯集后經(jīng)燒結(jié)電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施、煙氣換熱器及煙氣管道補(bǔ)燃升溫后引至燒結(jié)煙氣脫硝設(shè)施(SCR)，然后再經(jīng)過(guò)煙氣換熱器降溫后由外排煙氣風(fēng)機(jī)引至燒結(jié)主煙囪排放。
[0019]所述燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施的工藝選擇可視燒結(jié)現(xiàn)場(chǎng)條件及實(shí)際生產(chǎn)狀況，選用濕法、半干法等方式，常用工藝如氨法、鎂法、鈣法、石灰石膏法、SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法等。
[0020]所述區(qū)域④范圍包括燒結(jié)機(jī)尾部燒結(jié)終點(diǎn)區(qū)域的風(fēng)箱，本區(qū)域煙氣經(jīng)機(jī)尾多管除塵器，由機(jī)尾煙氣風(fēng)機(jī)引至高溫?zé)煔饣旌巷L(fēng)箱與區(qū)域⑤煙氣匯集形成高溫混合煙氣，該煙氣由高溫?zé)煔怙L(fēng)機(jī)引至煙氣換熱器降溫后與區(qū)域②、區(qū)域③的煙氣匯集，由外排煙氣風(fēng)機(jī)引至燒結(jié)主煙囪排放。
[0021]所述區(qū)域⑤范圍包括冷卻機(jī)I冷段煙罩煙氣，目前普遍采用的燒結(jié)環(huán)式冷卻機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)冷機(jī))取I冷段上罩煙氣，I冷段煙氣與區(qū)域④高溫?zé)煔庠诟邷責(zé)煔饣旌巷L(fēng)箱匯集形成高溫混合煙氣，該煙氣由高溫?zé)煔怙L(fēng)機(jī)引至煙氣換熱器降溫后與區(qū)域②、區(qū)域③的煙氣匯集，由外排煙氣風(fēng)機(jī)引至燒結(jié)主煙囪排放。
[0022]所述區(qū)域⑥范圍包括冷卻機(jī)2冷段煙罩煙氣，目前普遍采用的燒結(jié)環(huán)式冷卻機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)冷機(jī))取2冷段上罩煙氣，2冷段煙氣與區(qū)域①煙氣在循環(huán)煙氣混合風(fēng)箱匯集形成循環(huán)熱煙氣，該煙氣由循環(huán)煙氣風(fēng)機(jī)引至燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)罩進(jìn)行煙氣循環(huán)燒結(jié)。
[0023]本發(fā)明的工藝配置與常規(guī)燒結(jié)工藝配置相比，燒結(jié)機(jī)及點(diǎn)火器等燒結(jié)主體設(shè)備配置完全相同，主要區(qū)別在于燒結(jié)煙氣系統(tǒng)的工藝配置。與傳統(tǒng)工藝相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1.燒結(jié)工序減少外排熱煙氣量20%左右，燒結(jié)電除塵器及燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)配置型號(hào)減小，減少燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)功率23.8%，減少建設(shè)投資及生產(chǎn)運(yùn)行成本；
[0025 ] 2.煙氣脫硫脫硝時(shí)處理的煙氣量減少40 %?50 %左右，脫硫脫硝段煙氣中SO2、NOx濃度提高50 %左右，煙氣脫硫脫硝裝置設(shè)備投資和運(yùn)營(yíng)成本可減少40 %左右；
[0026]3.煙氣熱風(fēng)燒結(jié)可使燒結(jié)礦產(chǎn)量提高2%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高1.5%，成品率提高2%，氣體燃耗降低12%?15%，固體燃耗降低2%?4% ;
[0027]4.最大限度利用燒結(jié)工序中高溫?zé)煔忸A(yù)熱脫硝煙氣，以降低煙氣升溫燃耗，相對(duì)煙氣全脫工藝升溫的燃?xì)庀慕档?5%以上。
[0028]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將燒結(jié)煙氣分段脫硫脫硝治理工藝與煙氣循環(huán)、熱風(fēng)燒結(jié)工藝及煙氣余熱梯級(jí)利用工藝進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的環(huán)保、減排、節(jié)能、降耗、增效的綜合處理工藝，整體降低投資及運(yùn)營(yíng)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例1的工藝流程示意圖。
[0030]圖中標(biāo)記如下:
[0031 ] 1-燒結(jié)機(jī);2-環(huán)冷機(jī);3-煤氣；4-點(diǎn)火器;5-燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)罩;6_機(jī)頭