一种烧结烟气的环保节能处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶金行业烧结生产工序的环保、节能技术领域，涉及一种烧结烟气的环保节能处理工艺，具体涉及一种烧结烟气的脱硫脱硝、烟气循环烧结及烟气余热梯级利用的综合处理工艺，更具体涉及一种基于烟气不同温度下so2、nox浓度分布特点及烟气循环、余热利用处理工艺的一种烧结烟气的环保节能处理工艺。
【背景技术】
[0002]钢铁工业是能耗大户，也是污染大户，烧结工序是钢铁工业中排放空气污染物的主要污染源之一，尤其是S02和NOx的最大产生源，钢铁冶炼过程中约有51%?62%的S02及48 %的NOx来自烧结工序。烧结生产过程中，在不同的烧结区段烟气中SOdPNOx浓度和烟气温度有相对应的关系。
[0003]目前烧结烟气污染物脱除技术大多是针对单一污染物的末端治理工艺，例如烧结烟气除尘、脱硫等。由于烧结烟气量大，而SO2、N0X等污染物浓度较低，导致目前烧结烟气处理设施的投资建设及运营成本都很高，而效率却较低。随着我国大气环保排放指标要求越来越严，钢铁“十三五”规划中不但要求烧结烟气脱硫还要脱硝。目前烧结烟气脱硫已开始强制实施，主要采用烧结烟气出口全脱处理，主要有湿法、干法及半干法等几种方式;烟气脱硝大致有SNCR、SCR及催化氧化等几种方式，SCR法比较成熟可行，但目前国内还没有投产运行的实例，主要原因是烧结烟气出口温度较低若直接全脱处理必须先行加热升温至反应温度，如此建设及运营成本过高。
[0004]烧结冷却机I冷段、2冷段烟罩烟气温度约为280°C?420°C，这部分显热约占烧结工序总热量的37.3%，而烧结机尾风箱高温段排出的烟气温度为320°C?400°C，这部分显热约占烧结工序总热量的23.6%，这两大部分余热目前还只是单一回收产蒸汽加以利用，从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析，将两大部分余热综合处理应用是最大限度提高有效余热利用的发展方向。
[0005]综上所述，目前烧结烟气污染物的控制、脱除方法多属于功能单一的末端处理工艺，随着污染物限制排放种类的增多，末端处理工艺设施只能越来越多，占地越来越大，造成建设投资及运营成本不断攀升;烧结工序的余热也是单一部位的回收利用，同样造成了建设运营成本、场地占用等多方面的浪费。因此，需要依据烧结工艺流程及生产过程中的烟气特点，开发更加经济、高效的环保节能工艺技术。
【发明内容】
[0006]鉴于上述诸多问题，本发明研究了铁矿烧结过程中，在不同的烧结区段，烧结烟气中SO2、N0X浓度随着料温不断升高所产生相应的变化，并考虑对烧结机尾烟气、冷却机I冷段、2冷段烟罩烟气余热分级利用，进而形成烧结烟气的整体环保节能工艺。
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种烧结烟气的环保节能处理工艺，该工艺是将烧结烟气分段脱硫脱硝治理工艺与烟气循环烧结生产工艺及烟气余热梯级利用工艺进行有机结合的烧结烟气环保节能处理工艺，本工艺整体降低建设投资及生产运行成本，符合循环经济运行模式。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]—种烧结烟气的环保节能处理工艺，依据烧结过程中烧结烟气S02、N0x浓度随着烟气温度的变化特点，将烧结机风箱沿台车运行方向分为四个区域同时再加上冷却机I冷段、2冷段烟罩区域共六个区域，描述如下:
[0010]区域①(烧结机头部点火区域，烟气管道风温110?120°C)，本区域烧结烟气中S02、C0浓度较高，NOx浓度很低，将本区域烟气与区域⑥烟气进行混合形成循环热烟气，引至烧结机烟气循环罩进行烟气循环烧结。
[0011]区域②(烧结机中前部区域，烟气管道风温100?110°C)，本区域烧结烟气中S02、NOx浓度都较高，同时由于将区域①与区域⑥的烟气混合形成循环热烟气引至本区域进行烟气循环烧结，一方面利用烧结料层中原始混合料带、过湿带对SO2的强烈吸附作用；另一方面区域①烟气中CO浓度较高，可以利用烧结料层中铁酸钙对NOx的自催化还原作用，达到同时降低烟气中SO2、N0X浓度。
[0012]区域③(烧结机中后部区域，烟气管道风温120?180°C)，本区域烧结烟气中S02、NOx浓度都很高，同时由于将区域①与区域⑥的烟气混合形成循环热烟气引至本区域进行烟气循环烧结，将区域①烟气中SO2、N0X与本区域烟气中SO2、N0X汇集，实现SO2、N0X富集后进行烟气脱硫脱硝。
[0013]区域④(烧结机尾部高温烟气区域，烟气管道风温320?400°C)，本区域烧结烟气中S02、N0x浓度都很低，烟气温度在320°C以上，与区域⑤烟气混合后形成高温混合烟气(温度340°C?380°C)引入烟气换热器热交换后外排。
[0014]区域⑤(冷却机I冷段烟罩，烟气温度350°C?420°C)，本区域烟气与区域④烟气进行混合形成高温混合烟气，引入烟气换热器热交换后外排。
[0015]区域⑥(冷却机2冷段烟罩，烟气温度280°C?320°C)，本区域烟气中O2含量接近空气中O2含量水平，将本区域烟气与区域①烟气进行混合形成循环热烟气，引至烧结机烟气循环罩进行烟气循环烧结，充分利用本部分烟气的物理显热提高燃料利用率，减少烧结固体燃耗。
[0016]所述区域①范围包括烧结机头部点火器区域的风箱，本区域烟气经机头多管除尘器，由机头烟气风机引至循环烟气混合风箱。
[0017]所述区域②范围包括烧结机中前部的风箱，本区域烟气与区域③烟气汇集后经烧结电除尘器、烧结主抽风机、烧结烟气脱硫设施、烟气换热器及烟气管道补燃升温后引至烧结烟气脱硝设施(SCR)，然后再经过烟气换热器降温后由外排烟气风机引至烧结主烟囱排放。
[0018]所述区域③范围包括烧结机中后部的风箱，本区域烟气与区域②烟气汇集后经烧结电除尘器、烧结主抽风机、烧结烟气脱硫设施、烟气换热器及烟气管道补燃升温后引至烧结烟气脱硝设施(SCR)，然后再经过烟气换热器降温后由外排烟气风机引至烧结主烟囱排放。
[0019]所述烧结烟气脱硫设施的工艺选择可视烧结现场条件及实际生产状况，选用湿法、半干法等方式，常用工艺如氨法、镁法、钙法、石灰石膏法、SDA旋转喷雾法等。
[0020]所述区域④范围包括烧结机尾部烧结终点区域的风箱，本区域烟气经机尾多管除尘器，由机尾烟气风机引至高温烟气混合风箱与区域⑤烟气汇集形成高温混合烟气，该烟气由高温烟气风机引至烟气换热器降温后与区域②、区域③的烟气汇集，由外排烟气风机引至烧结主烟囱排放。
[0021]所述区域⑤范围包括冷却机I冷段烟罩烟气，目前普遍采用的烧结环式冷却机(简称环冷机)取I冷段上罩烟气，I冷段烟气与区域④高温烟气在高温烟气混合风箱汇集形成高温混合烟气，该烟气由高温烟气风机引至烟气换热器降温后与区域②、区域③的烟气汇集，由外排烟气风机引至烧结主烟囱排放。
[0022]所述区域⑥范围包括冷却机2冷段烟罩烟气，目前普遍采用的烧结环式冷却机(简称环冷机)取2冷段上罩烟气，2冷段烟气与区域①烟气在循环烟气混合风箱汇集形成循环热烟气，该烟气由循环烟气风机引至烧结机烟气循环罩进行烟气循环烧结。
[0023]本发明的工艺配置与常规烧结工艺配置相比，烧结机及点火器等烧结主体设备配置完全相同，主要区别在于烧结烟气系统的工艺配置。与传统工艺相比具有如下优点:
[0024]1.烧结工序减少外排热烟气量20%左右，烧结电除尘器及烧结主抽风机配置型号减小，减少烧结主抽风机功率23.8%，减少建设投资及生产运行成本；
[0025 ] 2.烟气脱硫脱硝时处理的烟气量减少40 %?50 %左右，脱硫脱硝段烟气中SO2、NOx浓度提高50 %左右，烟气脱硫脱硝装置设备投资和运营成本可减少40 %左右；
[0026]3.烟气热风烧结可使烧结矿产量提高2%，转鼓指数提高1.5%，成品率提高2%，气体燃耗降低12%?15%，固体燃耗降低2%?4% ;
[0027]4.最大限度利用烧结工序中高温烟气预热脱硝烟气，以降低烟气升温燃耗，相对烟气全脱工艺升温的燃气消耗降低35%以上。
[0028]本发明实现了将烧结烟气分段脱硫脱硝治理工艺与烟气循环、热风烧结工艺及烟气余热梯级利用工艺进行有机结合的环保、减排、节能、降耗、增效的综合处理工艺，整体降低投资及运营成本，提高经济效益，符合循环经济运行模式。
【附图说明】
[0029]图1是本发明具体实施例1的工艺流程示意图。
[0030]图中标记如下:
[0031 ] 1-烧结机;2-环冷机;3-煤气；4-点火器;5-烧结机烟气循环罩;6_机头