CN114427793A - 一种交替式连续循环的烧结减污降碳*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交替式连续循环的烧结减污降碳***，属于烧结过程减污降碳处理技术领域。该***在烧结机布料器和点火装置之间设置干燥段，烧结矿冷却设备的热气引到干燥段，对料层进行干燥，干燥段出来的热废气在质能回收设备中进行冷凝除水后与烧结机第N段高氧高温的烟气混合，循环到烧结机点火段烟罩中助燃点火，点火装置排出的烟气依次循环到烧结机N‑1段，进行除尘、脱硫、脱硝、消除二噁英及CO、捕集CO2后排放。该***烟气循环比例达到100％，最大限度地减少了污染物及CO2的排放量，达到了节能降耗减排的效果；同时对烧结矿冷却设备的热气及烧结机尾部高温烟气的余热进行了再利用；各段循环烟气用补氧风机进行补氧，保证了各段循环烟气的氧含量。

Description

一种交替式连续循环的烧结减污降碳***
技术领域
本发明涉及烧结过程减污降碳技术领域，特别是指一种交替式连续循环的烧结减污降碳***。
背景技术
烧结工序在钢铁行业中有着举足轻重的地位。烧结烟气总排放量较大，目前，生产每吨烧结矿将产生4000-6000m3的烧结烟气；烟气中含有一定比例的水蒸气，CO2及SO2、NOx、二噁英等污染物。因此，减少烧结工序污染气体的排放，对钢铁工业超低排放的实现发展具有重要的意义。
国内外的研究表明，烧结烟气循环技术不但可以减少烧结烟气污染物的排放量，还可以对废气进行余热利用，降低工序能耗，达到较好的节能减排效果。因此，烧结烟气循环技术成为钢铁工业节能减排的重要措施。烧结烟气循环至烧结料层时，烟气中的粉尘和硫氧化物被吸附在料层中，减少了粉尘和硫氧化物的排放量，烟气中的CO等可以再次燃烧放出热量，减少了固体燃料的消耗，二噁英经过燃烧层被高温分解，NOX在高温下被部分消除，节能降耗效果显著。
目前，国外有法国敦刻尔克厂的EOS烟气循环技术、西门子奥钢联的Eposint烟气循环技术、德国HKM公司开发的LEEP烟气循环技术、新日铁公司的区域性废气循环工艺；国内有宝钢的烧结废气余热循环利用技术等。但现有的循环工艺烟气循环比例较小，减排量低，如新日铁公司的区域性废气循环工艺仅将高氧烟气循环，烟气减排率仅为28％；而提高烟气循环比率又会导致烧结矿中硫含量升高，如Eposint循环工艺和LEEP循环工艺，将高硫烟气循环，导致烧结矿中硫富集；如果循环烟气中水蒸气含量太高，将会在料层下部冷凝，导致料层过湿影响透气性。
因此，有必要开发一种新的烧结减污降碳***解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种交替式连续循环的烧结减污降碳***，实现烟气全循环、最大限度减少烟气排放量、降低烟气污染物排放率，同时保证烧结矿产量和质量不会降低。
该***在烧结机的布料器和点火装置之间设置干燥段，将烧结机点火装置后划分为N段；
烧结矿冷却设备通过热气管路连接干燥段，干燥段通过干燥循环管路连接质能回收设备，质能回收设备通过助燃循环管路连接点火装置，点火装置通过第一循环管路连接烧结机第一段，点火后的烟气依次经过烧结机点火装置后的第一段、……、第N-1段后，经除尘器除尘后，依次经过脱硫设备、CO催化氧化设备、脱硝设备、二噁英处理设备、CO2捕集设备后，经排烟管路到达烟囱排放。
点火装置后划分为N段，N≥2，靠近点火装置的为第一段，沿烧结台车运行方向依次为第一段、……、第N-1段、第N段，第N段无烟气循环烟罩只有底部风箱，其余每段均包括不少于一个烟气循环烟罩和不少于一个底部风箱，第一段至第N-1段的每段之间由循环管路连接，共N-1个循环管路，每一个循环管路通过若干支路管路(不少于一个)连接到每一个循环烟罩及底部风箱，第N段底部风箱通过第N循环管路连接点火装置。
干燥段内设置干燥循环管路，干燥循环管路内热废气方向与烧结台车运行方向相反，干燥循环管路末端通过循环风机连接质能回收设备。
质能回收设备内布置水管，软水箱内水经水管加热后输送至烧结矿余热发电***，质能回收设备内热废气经冷却后，冷凝水送至混料工序，冷却后热废气与烧结机第N段高氧高温的烟气混合，再经助燃循环管路进入点火装置助燃。
第一段至第N-1段的烟罩前端均设置氧气含量检测仪；点火装置至第N-1段的循环管路通过氧气管路连接补氧***，当循环管路烟气中的氧气浓度低于18％时，及时补氧至21％。
第N循环管路通过氧气管路支路连接补氧***。
排烟管路上设置烟气分析仪。
第N-1段比第N-2段多包含1-2个烧结台车的长度，第N段长度根据实际确定，烟罩长度与烧结台车的长度相同，每个循环烟罩下方有橡胶挡风装置，确保每个循环烟罩与烧结台车对应时保持密闭；底部风箱置于烧结台车下方，每个底部风箱长度与台车的长度相同，每个底部风箱下方有橡胶挡风装置，确保每个底部风箱与台车对应时保持密闭。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，根据烧结机各部分污染物的排放特点，设计合理的烟气循环方案，使所有烟气都经过循环，烟气循环比例可达到100％，最大限度地减少了污染物及CO2的排放量，而又不会对烧结矿的质量产生影响，达到了节能降耗减排的效果；同时对烧结矿冷却设备的热气及烧结机尾部高温烟气的余热进行了再利用；烟气在烧结机中依次循环，利用烧结料层的高温对二噁英进行部分分解和对NOX进行部分消除，同时对SO2等污染物进行富集，达到提高脱硫率、脱硝率的效果，降低脱硫脱硝运行维护成本；各段循环烟气用补氧风机进行补氧，保证了各段循环烟气的氧含量。
附图说明
图1为本发明的交替式连续循环的烧结减污降碳***结构示意图。
其中：1-烧结机；2-布料器；3-点火装置；4-烟罩；5-底部风箱；6-烧结矿冷却设备；7-热气管路；8-干燥循环管路；9-助燃循环管路；10-第一循环管路；11-第二循环管路；12-第三循环管路；13-第N-1循环管路；14-第N循环管路；15-排烟管路；16-支路管路；17-氧气管路；18-软水箱；19-烧结矿余热发电***；20-混料工序；21-除尘器；22-脱硫设备；23-CO催化氧化设备；24-脱硝设备；25-二噁英处理设备；26-CO2捕集设备；27-循环风机；28-阀门；29-氧气含量检测仪；30-烟气分析仪；31-烟囱；32-质能回收设备。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种交替式连续循环的烧结减污降碳***。
如图1所示，该***在烧结机1的布料器2和点火装置3之间设置干燥段，将烧结机点火装置3后划分为N段；
烧结矿冷却设备6通过热气管路7连接干燥段，干燥段通过干燥循环管路8连接质能回收设备32，质能回收设备32通过助燃循环管路9连接点火装置3，点火装置3通过第一循环管路10连接烧结机第一段，点火后的烟气依次经过烧结机点火装置3后的第一段、……、第N-1段后，经除尘器21除尘后，依次经过脱硫设备22、CO催化氧化设备23、脱硝设备24、二噁英处理设备25、CO2捕集设备26后，经排烟管路15到达烟囱31排放。
其中，点火装置3后划分为N段，N≥2，靠近点火装置3的为第一段，沿烧结台车运行方向依次为第一段、……、第N-1段、第N段，第N段无烟气循环烟罩4只有底部风箱5，其余每段均包括不少于一个烟气循环烟罩4和不少于一个底部风箱5，第一段至第N-1段的每段之间由循环管路连接，共N-1个循环管路，每一个循环管路通过若干支路管路16连接到每一个循环烟罩及底部风箱，第N段底部风箱5通过第N循环管路14连接点火装置3。
如图1，第一循环管路10连接点火装置3与烧结机第一段；第二循环管路11连接烧结机第一段与第二段；第三循环管路12连接烧结机第二段与第三段；第四循环管路连接烧结机第三段与第四段；第N-1循环管路13连接烧结机第N-2段与第N-1段，第N-1段台车底部风箱5连接排烟管路15；每一个循环管路通过若干支路管路16连接到每一个循环烟罩及底部风箱；烧结机第N段的台车底部风箱通过第N循环管路14连接至烧结机点火装置。
干燥段内设置干燥循环管路8，干燥循环管路8内热废气方向与烧结台车运行方向相反，干燥循环管路8末端通过循环风机27连接质能回收设备32。
***的各管路上根据需要设置阀门28。
质能回收设备内布置水管，软水箱18内的水经水管加热后输送至烧结矿余热发电***19，质能回收设备32内热废气经冷却后，冷凝水送至混料工序20，冷却后热废气与烧结机第N段高氧高温的烟气混合，再经助燃循环管路9进入点火装置3中助燃。
第一段至第N-1段的烟罩前端均设置氧气含量检测仪29；点火装置3至第N-1段的循环管路通过氧气管路17连接补氧***，当循环管路烟气中的氧气浓度低于18％时，及时补氧至21％。
第N循环管路14通过氧气管路支路连接补氧***。
排烟管路15上设置烟气分析仪30。
第N-1段比第N-2段多包含1-2个烧结台车的长度，第N段长度根据实际确定，烟罩长度与烧结台车的长度相同，每个循环烟罩下方有橡胶挡风装置，确保每个循环烟罩与烧结台车对应时保持密闭；底部风箱置于烧结台车下方，每个底部风箱长度与台车的长度相同，每个底部风箱下方有橡胶挡风装置，确保每个底部风箱与台车对应时保持密闭。
本发明***中，烧结矿冷却设备后部分100-150℃的热废气，通过热气管路输送至干燥段烧结料层，对烧结料层进行干燥后进入质能回收设备，将换热后的热废气与烧结机第N段高氧高温的烟气混合，再循环到烧结机点火装置中作为助燃空气。
在实际设计中，烟气循环***由多个循环管路组成，将点火装置3之后的烧结机分为六段，靠近点火装置的为第一段，沿台车运行方向依次为第二段、第三段、第四段、第五段、第六段，除第六段无烟气循环烟罩只有底部风箱外，其余每段包括多个烟气循环烟罩及底部风箱，每段之间由循环管路连接，共五个循环管路；热气管路连接烧结矿冷却设备与烧结机干燥段；干燥段内的循环管路为干燥循环管路；助燃循环管路连接质能回收设备与点火装置；第一循环管路连接点火装置与烧结机第一段；第二循环管路连接烧结机第一段与第二段；第三循环管路连接烧结机第二段与第三段；所述第四循环管路连接烧结机第三段与第四段；第五循环管路连接烧结机第四段与第五段，第五段台车底部风箱连接排烟管路；烧结机第六段的台车底部风箱通过第六循环管路连接至烧结机点火装置；每一个循环管路通过若干支路管路连接到每一个循环烟罩及底部风箱。
将烧结矿冷却设备后部分150℃的热废气，通过热气管路输送至干燥段烧结料层，对烧结料层进行干燥后进入质能回收设备，在质能回收设备中，热废气与冷软水进行换热，热废气中的水蒸气冷凝后进入混料工序再利用，冷软水被加热后进入烧结矿余热发电***，将换热后的热废气与烧结机第六段高氧高温的烟气混合，再循环到烧结机点火装置中作为助燃空气，点火装置底部风箱将烟气汇集后通过第一循环管路循环至烧结机第一段的料层中，此后烟气沿着各循环管路依次流动，直到流动至第五段台车底部风箱，进入排烟管路。
排烟管路上设置有除尘器、脱硫设备、脱硝设备、烟气分析仪；烟气经除尘、脱硫后进入CO催化氧化装置，CO经催化氧化后可提高烟气温度，使其达到脱销所需温度后进入脱硝装置，脱硝后再经过二噁英处理和CO2捕集后排放。
补氧***通过氧气管路连接在循环烟罩的每一段循环管路上，循环管路上有氧气检测仪，当循环管路烟气中的氧气浓度低于18％时及时补氧至21％，保证每次进入烧结料层的烟气中氧气浓度满足需求。
循环烟罩置于烧结台车上方，每个循环烟罩长度与台车的长度相同，每个循环烟罩下方有橡胶挡风装置，确保每个循环烟罩与台车对应时保持密闭，减少漏风；所述底部风箱置于烧结台车下方，每个底部风箱长度与台车的长度相同，每个底部风箱下方有橡胶挡风装置，确保每个底部风箱与台车对应时保持密闭，减少漏风。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，在烧结机的布料器和点火装置之间设置干燥段，将烧结机点火装置后划分为N段；
烧结矿冷却设备通过热气管路连接干燥段，干燥段通过干燥循环管路连接质能回收设备，质能回收设备通过助燃循环管路连接点火装置，点火装置通过第一循环管路连接烧结机第一段，点火后的烟气依次经过烧结机点火装置后的第一段、……、第N-1段后，经除尘器除尘后，依次经过脱硫设备、CO催化氧化设备、脱硝设备、二噁英处理设备、CO2捕集设备后，经排烟管路到达烟囱排放。
2.根据权利要求1所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述点火装置后划分为N段，N≥2，靠近点火装置的为第一段，沿烧结台车运行方向依次为第一段、……、第N-1段、第N段，第N段无烟气循环烟罩只有底部风箱，其余每段均包括不少于一个烟气循环烟罩和不少于一个底部风箱，第一段至第N-1段的每段之间由循环管路连接，共N-1个循环管路，每一个循环管路通过不少于一个支路管路连接到每一个循环烟罩及底部风箱，第N段底部风箱通过第N循环管路连接点火装置。
3.根据权利要求1所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述干燥段内设置干燥循环管路，干燥循环管路内热废气方向与烧结台车运行方向相反，干燥循环管路末端通过循环风机连接质能回收设备。
4.根据权利要求1所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述质能回收设备内布置水管，软水箱内水经水管加热后输送至烧结矿余热发电***，质能回收设备内热废气经冷却后，冷凝水送至混料工序，冷却后热废气与烧结机第N段高氧高温的烟气混合，再经助燃循环管路进入点火装置助燃。
5.根据权利要求2所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述第一段至第N-1段的烟罩前端均设置氧气含量检测仪；点火装置至第N-1段的循环管路通过氧气管路连接补氧***，当循环管路烟气中的氧气浓度低于18％时，及时补氧至21％。
6.根据权利要求1所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述第N循环管路通过氧气管路支路连接补氧***。
7.根据权利要求1所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述排烟管路上设置烟气分析仪。
8.根据权利要求2所述的交替式连续循环的烧结减污降碳***，其特征在于，所述第N-1段比第N-2段多包含1-2个烧结台车的长度，第N段长度根据实际确定，烟罩长度与烧结台车的长度相同，每个循环烟罩下方有橡胶挡风装置，确保每个循环烟罩与烧结台车对应时保持密闭；底部风箱置于烧结台车下方，每个底部风箱长度与台车的长度相同，每个底部风箱下方有橡胶挡风装置，确保每个底部风箱与台车对应时保持密闭。
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