铁矿石烧结烟气协同处理系统

1.本实用新型涉及钢铁行业铁矿石烧结生产技术领域，具体地，涉及一种铁矿石烧结烟气协同处理系统。


背景技术：

2.铁矿石烧结是钢铁生产全过程的重要工序，也是污染负荷最高的工序。烧结过程是将含铁矿石的烧结料在不完全熔融的条件下烧结成块，在此过程中借助燃料燃烧所产生的高温，使物料发生一系列物理化学变化形成烧结矿，为高炉炼铁提供清洁而合格的原料。
3.烧结过程主要有：制备混合料，对放到台车上的混合料进行点火和抽风，使其中的煤(焦)粉燃烧产生高温，铁矿石中的硫、氮、氯等元素都在高温下与氧反应生成气态化合物而被排出。混合物软化或融化产生液相，随温度降低凝结成块，再经过破碎、冷却、筛分、整粒过程后进入成品仓，最后进入高炉。铁矿石烧结是通过负压抽风至上而下的燃烧方式，因此其床层温差大，且烧结料温度会随时间发生变化。烧结料上面的燃烧层温度大于1000℃，而出口平均温度约为150℃，整个烧结过程相当于上层高温烟气对下层含煤(焦)烧结料层的“干馏”，最终有大量高热能的污染气体组分和烟(粉)尘被带入主烟道，不同工况下平均生产每吨烧结矿需风量达4000～6000nm3。
4.钢铁行业排放的气体污染物中，40％来自于烧结过程，so2与no
x
的排放量分别约占钢铁行业总排放量的70％和50％。除了烧结原料中的含硫含氮物质燃烧释放出大量 pm2.5、so2和no
x
以外，向下逐层燃烧的烧结料在“干馏”过程中会释放大量低凝点挥发性有机组分(volatile organic compounds，vocs)，而且组分复杂，回收的含油铁皮在高温下也会释放一定量的vocs，从而产生不可忽视的vocs排放。
5.在铁矿石烧结烟气的vocs中主要化合物有乙苯、三氯乙烯、苯、氯仿、1,1,2
‑ꢀ
三氯己烷、四氯化碳、三氯乙烷、甲苯、二甲苯、正戊烷、异戊烷、1-丁烯、 1,2,4-三甲基苯、2-甲基戊烷、氯苯、溴甲烷及萘等。芳香族化合物是主要的vocs 组成，占vocs浓度的45-70％。据报道，铁矿石烧结烟气中vocs的总量可以达到 23.19ppm。铁矿石烧结烟气中的主要vocs成分，其致癌症风险为8.7
×
10-3
。铁矿石烧结烟气中的二噁英排放量为0.39～1.62ng/m3，仅为vocs排放量的2.3万分之一，其致癌风险仅为2.5
×
10-6-5.2
×
10-5
。另一方面，vocs是有机气溶胶和对流层臭氧的重要前体，烧结烟气中卤素含量越高，分子量越大，更易冷凝成液滴，在灰霾形成中起着重要作用。区域雾霾模拟的相关研究成果表明，在成霾过程中二次细颗粒物可占pm
2.5
的60％～70％以上。烧结烟气中同时存在so2、no
x
、vocs与金属氧化物等，而金属氧化物是so2与no
x
反应时的高活性催化剂，so2在no
x
与金属氧化物共同作用下很容易形成so
42-，最终形成硫酸盐与酸雾等二次细颗粒污染物；而vocs也能与so2及no
x
等发生一系列物理、化学反应形成含硫、含氮或长链的有机物，这些化合物具有更高的凝结点，易凝并成霾；大部分vocs还可直接吸附在各类细颗粒表面形成有机/无机复合霾颗粒。综上所述，在铁矿石烧结过程中vocs的排放量较大，且其造成的环境影响不容忽视，应当尽快进行严格的减排控制。
6.在烧结烟气排放控制方面我国起步较晚，烧结烟气中vocs的排放一直未受重视，现行国家和地方标准也未对vocs的排放限值进行约束，vocs的排放仍处于无检测、无监管和无治理的“三无”状态(王海风等,钢铁工业烧结过程vocs减排研究进展。钢铁,2018,53(1),1-7)。
7.烟气循环(flue gas recirculation，fgr)技术目前逐渐成为烧结烟气污染减排、能源及余热回收的通用技术，通过烟气循环技术可将出口no
x
指标约束至200 mg/m3以下，在减少污染物排放的同时提高能量利用效率。该技术是在源头上对烧结烟气的排放进行“减负”，有助于降低末端治理成本。
8.目前常用的烧结烟气脱硫技术有石灰石/石灰法及循环流化床等。石灰石/石灰法是目前国内应用最广泛的脱硫技术，主要通过含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石/石灰浆液洗涤含硫烟气，生成亚硫酸盐和硫酸盐，其优点是脱硫率高，可达95％，同时也存在结构复杂、成本较高、电耗较大等问题。
9.常见的烧结烟气脱硝技术有选择性催化还原法(scr)、选择性非催化还原法 (sncr)等。scr是一种在国际范围内广泛应用的烧结烟气脱硝方法，该方法利用还原剂(液氮、氨水、尿素等)将烟气中的no
x
还原为n2以脱除氮氧化物，其转化率可达60％-90％。但随着scr系统的运行和使用，其催化剂的活性会逐渐丧失，烟气中残留的氨会逐渐增加。sncr法是将尿素或氨基化合物作为还原剂，将no
x
还原为n2，该工艺的no
x
还原率较低，通常为30-60％。
10.现有技术中，专利文献cn106610230b公开了一种烧结烟气减量和余热综合利用工艺，由烟气循环烧结、烧结矿竖式冷却、循环风冷却、余热发电等组成。其缺点是结构复杂，成本较高。


技术实现要素：

11.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种铁矿石烧结烟气协同处理系统。
12.根据本实用新型提供一种铁矿石烧结烟气协同处理系统，包括烟气输送单元、碱吸收塔、等离子处理单元、第一除尘单元、除雾单元以及烟囱；
13.所述烟气输送单元的进口连接有烧结台车，所述烟气输送单元的出口依次连接第一除尘单元、等离子处理单元、碱吸收塔、除雾单元、烟囱；
14.所述等离子处理单元包括石英管以及高压电极，所述石英管的内部设置有容纳空间，所述容纳空间用于容纳催化剂以及高压电极。
15.优选地，所述等离子处理单元还包括第一接头以及第二接头；
16.所述第一接头、第二接头分别可拆卸的安装在石英管的两端并共同围成容纳空间。
17.优选地，所述第一接头、第二接头分别焊接有第一宝塔接头、第二宝塔接头，其中，第一宝塔接头作为等离子处理单元的出气口，第二宝塔接头作为等离子处理单元的进气口。
18.优选地，所述石英管的外部设置有接线柱，所述接线柱的一端连接所述高压电极，所述接线柱的另一端分别连接示波器、高压交流电源；
19.所述高压电极为锯齿形结构。
20.优选地，所述碱吸收塔包括沿高度方向依次布置的多层塔节、填充在塔节内部的填料、用于循环的碱洗泵以及设置在底部的底座，位于最顶部的塔节的上端安装有出气封头，最顶部的塔节的连接碱洗泵的出口，底座连接碱洗泵的进口，其中，所述出气封头用于被处理后烧结烟气的流出，烧结烟气从底座的上部流入。
21.优选地，所述除雾单元包括除雾壳体、设置在所述除雾壳体内部的隔板以及安装在所述隔板上的一个或多个所述滤芯；
22.所述隔板将除雾壳体内部分割为上部空间以及下部空间，烧结烟气从除雾壳体的下部进入下部空间经滤芯到达上部空间并从除雾壳体上部流出。
23.优选地，所述石英管的外部套装有不锈钢网。
24.优选地，所述催化剂采用泡沫氧化铜催化剂。
25.优选地，所述第一除尘单元采用布袋除尘装置。
26.优选地，所述烟气输送单元包括第一风机，所述第一风机采用离心风机。
27.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
28.1、本实用新型采用低温等离子体处理单元与碱吸收装置偶联的结构，全面地降低了烟气中vocs、no
x
、so2、颗粒物及含氟盐的排放量，结构简单，成本和电耗小。
29.2、本实用新型可显著降低单位烧结矿多污染物的排放量以及废气总量，特别是严重致癌的二噁英及对致霾有重要贡献的vocs，其清除率可达85％以上。
30.3、本实用新型能够将烟气中氮氧化物no
x
、so2的排放量减少90％以上，达到了节能减排的目的。
附图说明
31.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
32.图1为本实用新型的结构示意图；
33.图2为等离子处理单元的结构示意图；
34.图3为碱吸收塔的结构示意图；
35.图4为除雾单元的结构示意图；
36.图5为铁矿石烧结烟气多污染物协同控制系统示意图；
37.图6为烧结烟气多污染物排放与烟气温度及风速的变化示意图；
38.图7是低温等离子体处理单元降解模拟烧结烟气vocs的气相-色谱图 a和tvoc 去除率b；
39.图8是低温等离子体处理单元去除烧结烟气中二噁英类物质的效果示意图。
40.图中示出：
41.烧结台车点火炉1
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第二接头24
42.总风罩2
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催化剂25
43.密封热风罩3
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高压电极26
44.第二风机4
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不锈钢网27
45.第二除尘单元5
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第一不锈钢螺栓28
46.碱吸收塔6
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第一宝塔接头29
47.等离子体处理单元7
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第二不锈钢螺栓30
48.第一除尘单元8
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第二宝塔接头31
49.热交换器9
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接线柱32
50.第四风机10
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示波器33
51.除雾单元11
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高压交流电源34
52.烟囱12
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外接电容35
53.第一风机13
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接地电极36
54.第三风机14
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塔节37
55.第五风机15
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填料38
56.第三除尘单元16
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碱洗泵39
[0057]ⅰ排放段风箱17
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底座40
[0058]ⅱ排放段风箱18
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布气板41
[0059]ⅲ排放段风箱19
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除雾壳体42
[0060]
烧结台车20
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隔板43
[0061]ⅳ排放段风箱21
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滤芯44
[0062]
石英管22
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出气封头45
[0063]
第一接头23
具体实施方式
[0064]
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0065]
实施例1：
[0066]
本实用新型提供了一种铁矿石烧结烟气协同处理系统，如图1所示，包括烟气输送单元、碱吸收塔6、等离子处理单元7、第一除尘单元8、除雾单元11以及烟囱 12，所述烟气输送单元包括第一风机13，所述第一风机13优选采用离心风机，第一除尘单元8采用布袋除尘装置。所述烟气输送单元的进口连接有烧结台车20，烧结台车20中的铁矿石烧结烟气通过所述烟气输送单元后并经烟气输送单元的出口依次连接第一除尘单元8、等离子处理单元7、碱吸收塔6、除雾单元11、烟囱12。
[0067]
具体地，等离子体处理单元7优选采用基于泡沫氧化铜催化床的低温等离子体装置，处理模拟烧结烟气中的vocs成分。如图2所示，所述等离子处理单元7包括石英管22以及高压电极26，所述石英管22的内部设置有容纳空间，所述容纳空间用于容纳催化剂25以及高压电极26。
[0068]
进一步地，所述等离子处理单元7还包括第一接头23以及第二接头24，所述第一接头23、第二接头24分别可拆卸的安装在石英管22的两端并与石英管22共同围成容纳空间，所述第一接头23、第二接头24分别焊接有第一宝塔接头29、第二宝塔接头31，其中，第一宝塔接头29作为等离子处理单元7的出气口，第二宝塔接头31 作为等离子处理单元7的进气
口。第一接头23、第二接头24优选分别通过第一不锈钢螺栓28、第二不锈钢螺栓30安装在石英管22的两端且内部形成容纳空间，第一接头23、第二接头24分别与石英管22的两端以o型圈进行密封。
[0069]
本实用新型中的石英管22的外部设置有接线柱32，所述接线柱32的一端连接所述高压电极26，所述接线柱32的另一端分别连接示波器33、高压交流电源34，高压交流电源34为内部高压电极26供电，示波器33用于显示高压电极26的电压强度。高压交流电源34还依次连接有外接电容35、接地电极36。所述高压电极26为锯齿形结构。
[0070]
低温等离子体装置的驱动电源为高压交流电源ac，输出正弦信号，电压在0～ 25kv可调，频率在50hz～100khz范围内可调。
[0071]
如图2所示，等离子体装置放电方式为介质阻挡放电，容纳空间中填充有催化剂 25，石英管22的内部还设置有沿长度方向布置的锯齿高压电极26，所述石英管22的外部套装有不锈钢网27。沿石英管22的周向套装的不锈钢网27，形成接地电极36 并通过电容35接地。
[0072]
内径3mm的石英管22作为阻挡介质，外壁缠绕不锈钢网27并与接地电极36连接。高压电极26为不锈钢材质并制成锯齿状以增强放电效果，内置的催化剂25通过卷曲成型固定于石英管22内壁与高压电极26之间，实现较小的气体压降，所述催化剂25采用泡沫氧化铜催化剂，泡沫氧化铜孔隙率极大于98％，泡沫骨架结构尺寸约为40～75μm，粒径集中分布在200～500nm范围，泡沫cuo长度为1.5cm。接线柱32通过接头连接并与高压电极连接，外接高压交流电源34。示波器33连接于高压交流电源34和接地电极36两侧用来测定等离子体放电的电信号。该低温等离子体反应可以无选择性地去除烧结烟气中的多种vocs组分。
[0073]
如图3所示，所述碱吸收塔6包括沿高度方向依次布置的多层塔节37、填充在塔节37内部的填料38、用于循环的碱洗泵39以及设置在底部的底座40，顶部塔节37 安装有出气封头45，被处理后的烧结烟气从底座40的上部的进气口进入，经布气板 41从出气封头45顶部的出气口流出，最顶部的塔节37的上部连接碱洗泵39的出口，底座40连接碱洗泵39的进口，底座40用于承载用于循环的液体并设置有一定的液位以保证碱洗泵39工作使用，通过碱洗泵39将洗涤或反应的液体从碱吸收塔6 底部打到最顶部的塔节37，实现液体在碱吸收塔6中的循环。每层塔节37的底部均设置有带孔的塔板，用于承载塔节37内部的填料，通过填料增加液体与气体的接触面积。
[0074]
进一步地，碱吸收塔6使用的液体为氢氧化钠，本实用新型自补式亚硫酸钠碱吸收装置，即碱吸收塔6，通过采用离心泵将氢氧化钠打到塔顶形成流体在碱吸收塔6 内的循环反应，该装置不仅可吸收烟气中的so2不断产生亚硫酸钠，而且还可将烟气中的no和no2还原为n2并吸收亲水性的残余vocs，最大限度的降低烟气中vocs、 no
x
及so2的排放量。自补式亚硫酸钠碱吸收装置避免了scr、sncr等方法中加入 nh3而引起的氨气逃逸与so2形成(nh4)2so4的问题。低温等离子体产生的o3，除了选择性氧化no转化为no2，还可以催化氧化部分voc，如表1所示，
[0075][0076]
表1：反应原理图
[0077]
剩余o3与na2so3反应生成o2和na2so4。同时，一定程度上实现了烧结烟气余热的回收利用，达到了节能减排的功效。
[0078]
如图4所示，所述除雾单元11包括除雾壳体42、设置在所述除雾壳体42内部的隔板43以及安装在所述隔板43上的一个或多个所述滤芯44，所述隔板43将除雾壳体42内部分割为上部空间以及下部空间，烧结烟气从除雾壳体42的下部进入下部空间经滤芯44到达上部空间并从除雾壳体42上部流出，滤芯44捕获气体中的液相液滴实现除雾效果。
[0079]
实施例2
[0080]
本实施例为实施例1的一个优选例。
[0081]
本实施例中为铁矿石烧结烟气协同处理系统在铁矿石烧结过程中的一个应用。
[0082]
如图5所示，包括烧结台车20，所述烧结台车20上设置有总风罩2且所述烧结台车20的头部具有相连接的烧结台车点火炉1，所述总风罩2与烧结台车20围成布气空间并沿从烧结台车20的头部到尾部的方向依次形成第一区域、第二区域、第三区域、第四区域，所述烧结台车20的尾部连接破碎机构的进口，破碎机构的出口形成第五区域。
[0083]
第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域内所具有的气体分别命名为ⅰ类气体、ⅱ类气体、ⅲ类气体、ⅳ类气体、
ⅴ
类气体，其中，ⅰ类气体为低温、高湿、低污染物排放区烟气，ⅱ类气体为高nox、高vocs、低so2排放区烟气，ⅲ类气体为低nox、低vocs、高so2排放区烟气，ⅳ类气体高温、低污染物排放区烟气，
ⅴ
类气体为烧结台车尾烧结料的破碎、冷却工序段的除尘热空气。所述第一区域连接第一处理机构，第二区域通过第二处理机构连接所述第四区域，第三区域通过第三处理机构与第一处理机构连接，第四区域通过第四处理机构连接所述布气空间，第五区域连接第一处理机构的末端。
[0084]
本实用新型主要对ⅰ类气体和ⅲ类气体进行处理，在保证烧结料产量及质量的前提下，可减少烟气量及其中的污染物排放总量。
[0085]
进一步地，所述第一处理机构包括碱吸收塔6、等离子体处理单元7、第一除尘单元8、除雾单元11、烟囱12以及第一风机13，所述第一区域通过第一风机13连接第一除尘单元8的进口，第一风机13和第一区域之间通过第一风管组件连接，所述第一除尘单元8的出口依次连接等离子体处理单元7、碱吸收塔6、除雾单元11、烟囱12。第一除尘单元8优选采用布袋除尘装置。
[0086]
具体地，所述第三处理机构包括热交换器9以及第三风机14，所述第三风机14 的进口通过第三风管组件连接第三区域，第三风机14的出口连接热交换器9所具有的第一流道的一端，第一流道的另一端连接所述第一除尘单元8的进口。ⅲ类气体经除尘、低温等离子体处理、碱吸收及除雾后达标，再与
ⅴ
类气体混合，升高温度后加快排放。
[0087]
具体地，所述第二处理机构包括第二风机4以及第二除尘单元5，所述热交换器9具有第二流道，所述第一流道与第二流道流向相反，其中，第二流道的进口连接第四风机10的出口，第四风机10的进口连接外界大气或新风系统，新风系统优选采用物理处理的设备，例如新风系统能够对外界大气进行简单处理并使出口气体达到一定的温度等，具体应以更有利于污染物处理为目的。
[0088]
所述第二区域经第二除尘单元5连接第二风机4的进口，第二区域通过第二风管组件连接第二除尘单元5，第二风机4的出口、第二流道的出口均连接所述第四区域所具有的密封热风罩3，具体地，第二流道的出口包括第一分出口、第二分出口，第二风机4的出口、第二流道的第一分出口连接密封热风罩3。
[0089]
所述第二除尘单元5优选采用静电除尘装置，静电除尘的净化效率高，能够捕集 0.01微米以上的细粒粉尘，且允许操作温度高，如shwb型电路除尘器允许操作温度 250℃，其他类型还有达到350～400℃或者更高的，在具体应用时可以完全实现操作自动化控制。ⅱ类气体与干燥的新风混合后引入烧结台车20，用于高温段热风烧结，其高温区温度大于1000℃，使vocs在高温下分解，减少其排放量，引入烧结台车20 的ⅱ类气体占总的烧结烟气量的10％-20％，实现了烧结烟气的小循环。
[0090]
具体地，所述第四处理机构包括第五风机15以及第三除尘单元16，第五风机15 进口通过第四风管组件连接第四区域，第五风机15的出口经第三除尘单元16后与第三处理机构上热交换器9出口所具有的第二分出口连接后再连接到所述布气空间。ⅳ类气体经除尘后部分引入烧结台车总进气罩，并混合部分新风，用于热风烧结和热风点火；引入烧结台车20的ⅳ类气体及部分新风之和占总的烧结烟气量的30％-35％，实现了一个烧结烟气的大循环。
[0091]
具体地，所述第五区域通过第五区域风管连接所述烟囱12，ⅰ类气体经除尘、低温等离子体处理、碱吸收及除雾后与
ⅴ
类气体混合，升高温度后加快排放。第
ⅴ
类气体为烧结台车尾烧结料的破碎、冷却工序段的除尘热空气，一部分可以作为新风使用，大部分直接进入了烟囱12，与经处理后的温度较低的ⅰ、ⅲ类气体混合，增加了处理烟气的提升力与
ⅴ
类气体有组织的排放。
[0092]
本实用新型中的第一风管组件包括ⅰ排放段风箱17以及
①‑③
号风管，ⅰ排放段风箱17通过
①‑③
号风管连接第一区域；第二风管组件包括ⅱ排放段风箱18以及
④
～
⑩
号风管，ⅱ排放段风箱18通过
④
～
⑩
号风管连接所述第二区域；第三风管组件包括ⅲ排放段风箱19以及号风管，ⅲ排放段风箱19通过号风管连接所述第三区域；第四风管组件包括ⅳ排放段风箱21以及号风管，ⅳ排放段风箱21通过号风管连接所述第四区域，ⅱ排放段风箱18出口经过第二除尘单元5后通过与第一分出口补充的新风混合后再与烧结台车20内部小循环的密封热风罩3连接，ⅳ排放段风箱21的出口经第五风机15、第三除尘单元16后与第二分出口补充新风混合后与总风罩2相连，用于热风烧结和烧结台车点火炉1点火。
[0093]
本实施例在研究了烧结工序中多污染物的排放规律的基础上，解析了烟气vocs的排放特征以及数量关系，提出了改良的烧结烟气“双循环”过程控制工艺，大大减少了烟气的排放量及vocs总量；该控制装置又引入了低温等离子体处理单元，可分解大多数vocs，并
增强了残余vocs的亲水性，实现了对低浓度vocs的去除以及使no 向no2转化。
[0094]
烧结台车20的面积为300m2，烧结台车20下方有22根风管，
①‑
号风管的排气量为1.8
×
105m3/h。第二区域、第三区域、第四区域所对应排放区烟气平均温度如下：
④
～
⑩
号风管中烟气的平均温度为62.14℃，号风管中烟气的平均温度为102.86℃，号风管中烟气的平均温度为242.0℃，如图6所示。
[0095]
烧结台车20尾部输出的烧结料破碎后温度约750℃，第五区域所对应的
ⅴ
类气体的平均温度为230℃。烧结台车20所在室外温度为20℃，热交换器9的换热效率为 50％。通过烟气循环，该装置每小时节能约为1.66
×
1011j/h，每小时节能相当于 5.6t标准煤炭7
×
106kcal/t燃烧所产生的热量。
[0096]
烧结台车20下方第二风管组件中
④
～
⑩
号风管中总vocs浓度为44.9ppm。经烟气循环、除尘、低温等离子体处理、碱吸收等步骤，经烟囱排放的烟气中，总 vocs的浓度降低为0.7ppm，总vocs的去除率为85％。同时，烟气中氮氧化物no
x
、 so2的排放量可减少90％以上，经烟囱排放的烟气中，各污染物的量均低于国家排放标准，气量也下降至少40％。
[0097]
本实施例根据烧结台车底部风管中烟气多污染物的排放特征，将烧结烟气分为五类，其中，ⅰ类气体经除尘、低温等离子体处理、碱吸收及除雾后与
ⅴ
类气体混合排放；ⅱ类气体经内部循环与新风混合后引入烧结台车ⅳ类气体进气端，通过高温烧结，使得vocs在高温下分解，减少其排放量，该循环为内部小循环；ⅲ类烟气经除尘、低温等离子体处理、碱吸收及除雾后达标与
ⅴ
类气体混合排放；ⅳ类气体经旋风除尘与新风混合后再次引入烧结台车的进风罩，用于整个烧结区的热风烧结与热风点火，这是一个高温烟气的大循环。
ⅴ
类气体与经处理后的ⅰ、ⅲ类气体混合，增加混合气体的热量与升力后集中排放，在保证烧结料质量和产量的前提下充分利用烧结烟气自身高温分解能力以及no2、so2的氧化还原能力，有效实现了烧结烟气中vocs、so2、 no
x
等多污染物的协同分类处理，同时实现烧结烟气的余热分级利用，节省烧结过程的能耗。
[0098]
实施例3
[0099]
本实施例为实施例2的优选例。
[0100]
本实施例中，烧结台车20的面积为150m2，烧结台车20下方
①‑
号风管的排气量为6
×
104m3/h。烧结台车20下方号风管中总vocs浓度为64.8ppm。经烟气循环、除尘、低温等离子体处理、碱吸收等步骤，经烟囱排放的烟气中，总 vocs的浓度降低为0.8ppm，总vocs的清除率为87％。同时，烟气中氮氧化物no
x
、 so2的排放量可减少90％以上，经烟囱12排放的烟气中，各污染物的量均低于国家排放标准。
[0101]
经该低温等离子体装置所处理的烧结烟气，其中vocs以苯、甲苯、二甲苯及乙苯为主要成分浓度占90％以上。如气相色谱附图7a所示，上述4种voc成分在2min 至4min之间依次出峰；同时，特定物质的响应峰峰面积与该化合物的浓度成正相关。随着峰值电压的增大，等离子体放电功率增加，二甲苯及乙苯的响应峰在峰值电压高于12kv以上完全消失，甲苯的响应峰在18kv以上消失，苯的响应峰峰高在8kv 至20kv之间显著降低。以上结果表明，随着等离子体放电功率的增加，甲苯、乙苯和二甲苯能够被彻底转化为其他降解产物，虽然苯不能被完全去除，但从其峰面积的变化可以计算出苯的最大去除率达90％以上。通过pid测试模拟烧结烟气经处理前后进、出气口的浓度得到的tvoc去除率如附图7所示，可以看出
随着峰值电压的增大，混合vocs的去除率显著提高，峰值电压为12kv、15kv和18kv时tvoc去除率分别为69.5％、83.6％和92.2％，tvoc最大去除率达95.2％，其降解动力学曲线接近准一级动力学。
[0102]
该低温等离子体反应可去除烧结烟气中的二噁英及其结构类似物，随着峰值电压的增大，等离子体放电功率增加。二噁英的响应峰在峰值电压由8kv升至10kv时，二噁英的去除效率由49.1％提高至72.7％，8峰值电压高于15kv以上，二噁英的去除效率大于95％，如图7、图8所示。
[0103]
铁矿石烧结过程的工作原理如下：
[0104]
第一区域风管连接第一除尘单元8后，再依次连接等离子体处理单元7、碱吸收塔6、除雾单元11、烟囱12。第二区域的风管与第二除尘单元5连接后与通过热交换器9的新风管道连接，经第二风机4风机引入到布气空间中，与烧结高温区的密封热风罩3相连。第三区域的风管与热交换器9相连，通过热交换器9加热由第四风机 10引入烧结台车20新风，经过热交换器9的换热后，该部分烧结烟气依次进入第一除尘单元8、等离子体处理单元7、碱吸收塔6、除雾单元11，最后通过烟囱12排出。第四区域的风管与第三除尘单元16连接，通过第五风机15引入烧结台车20的总风罩2内，用于物料加热。第五区域内的气体是烧结台车尾烧结料的破碎、冷却工序段的除尘热空气，大部分进入了烟囱12，与经处理后的温度较低的ⅰ类气体、ⅲ类气体混合，增加了处理烟气的提升力与
ⅴ
类气体有组织的排放。
[0105]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0106]
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。