用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统及方法与流程

本发明涉及烧结、球团设备环保处理的技术领域，更具体地讲，涉及一种用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统及方法。

背景技术：

2019年4月28日，生态环境部联合国家发改委、工信部、财政部和交通运输部联合颁布了35号文《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，其中规定：烧结机机头、球团焙烧烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10、35、50毫克/立方米。烧结机机头、球团焙烧烟气中初始so2浓度跟选用的矿种、工艺相关，通常烟气中so2初始浓度为2000-4000mg/nm³，有的甚至可以达到5000-6000mg/nm³。

针对烟气中初始so2浓度高且排放限值严格的情况，烧结、球团烟气脱硫就必须选用脱硫效率高的湿法脱硫，而最常用的湿法脱硫就是石灰石-石膏湿法脱硫。石灰石-石膏湿法脱硫具有脱硫效率高、技术成熟等优点，但是缺点是有脱硫废水产生。此外，烧结、球团烟气还必须满足nox不高于50mg/nm³的排放指标，因此烟气净化系统中通常设置有scr脱硝装置。

目前，已有在主电除尘器上游烟道直接蒸发、膜法和热法浓缩结晶三种方式可以实现脱硫废水零排放。主电除尘器上游烟道直接蒸发方法利用原始烟气对脱硫废水进行蒸发，投资和运行成本很低，但此处烟气温度仅有120～160℃，脱硫废水雾滴无法实现快速蒸发，因此容易附着在烟道内壁，引起烟道的腐蚀和结垢，一旦出现故障，则会影响烧结机/球团焙烧机的正常运行。此外，脱硫废水结晶出的杂盐也将混杂到主电除尘器收集的灰里，影响烧结/球团灰品质和回用。虽然膜法和热法浓缩结晶对烧结/球团焙烧设备系统无影响，但是膜法投资和运行成本都很高，热法浓缩结晶投资和运行成本较膜法低一些，但仍属较高水平。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，同时结合烧结、球团焙烧设备生产过程中的烟气特点和烟气净化流程，本发明提出一种能够满足脱硫废水零排放排放要求，投资运行成本低、稳定性高且不影响烧结/球团灰回用的脱硫废水零排放处理系统及方法。

为此，本发明的一方面提供了一种用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统，包括与烧结设备或球团焙烧设备相连的烟气净化主路以及与所述烟气净化主路并联设置的脱硫废水处理旁路，其中，所述脱硫废水处理旁路能够抽取烟气净化主路中温度为280～320℃的烟气进行脱硫废水的完全蒸发并将所得混合烟气净化后返回烟气净化主路。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的一个实施例，所述脱硫废水处理旁路的抽取烟气位置设置在烟气净化主路中scr脱硝单元的出口，所述温度为280～320℃的烟气为脱硝后烟气。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的一个实施例，所述脱硫废水处理旁路包括沿着烟气流动方向顺次设置在旁路烟气管道中的脱硫废水喷入单元、废水蒸发除尘单元和废水蒸发增压单元。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的一个实施例，所述脱硫废水处理旁路还包括分别设置在所述旁路烟气管道的入口和出口处的烟道挡板，所述脱硫废水喷入单元将脱硫废水雾化后喷入所述旁路烟气管道中。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的一个实施例，所述脱硫废水处理旁路的返回烟气位置设置在烟气净化主路中引风单元的入口。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的一个实施例，所述烟气净化主路包括沿着烟气流动方向顺次设置在主路烟气管道中的主电除尘单元、主抽风单元、脱硫单元、scr脱硝单元、引风单元和排烟单元，其中，进入所述脱硫废水处理旁路中处理的脱硫废水来自所述脱硫单元。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的一个实施例，所述scr脱硝单元前还设置有回转式换热器ggh和补燃单元，所述脱硫单元为石灰石-石膏湿法脱硫塔。

本发明的再一方面提供了用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理方法，利用上述用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统进行脱硫废水的零排放处理。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理方法的一个实施例，将脱硫废水喷入到脱硫废水处理旁路中并从烟气净化主路中抽取温度为280～320℃的烟气对脱硫废水进行完全蒸发，将所得混合烟气净化后返回至烟气净化主路中再进行烟气排放，其中，抽取的烟气量为所述烧结设备或球团焙烧设备的烟气量的5～10％。

根据本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理方法的一个实施例，将所述脱硫废水雾化后喷入脱硫废水处理旁路中进行完全蒸发，除去所得混合烟气中的杂盐后进行增压，再与烟气净化主路中的主烟气汇合后排放，其中，增压后的烟气温度为130～180℃。

本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统及方法可以在投资成本、运行成本低且系统稳定、不影响烧结/球团灰品质和回用的情况下，实现脱硫废水的零排放，投资成本相对于热法浓缩结晶可节省80％，运行成本可节省38％。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-烧结设备或球团焙烧设备、2-主电除尘单元、3-主抽风单元、4-脱硫单元、5-回转式换热器ggh、6-scr脱硝单元、7-烟道挡板、8-脱硫废水喷入单元、9-废水蒸发除尘单元、10-废水蒸发增压单元、11-引风单元、12-排烟单元。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

没有设置烟气净化系统(如脱硫、脱硝)的烧结设备或球团焙烧设备，烟气经过主电除尘器和主抽风机后直接进入烟囱排放。为了满足钢铁企业的超低排放标准，烧结设备或球团焙烧设备通常在主抽风机之后设置石灰石-石膏湿法脱硫设备和scr脱硝设备，并通过引风机克服烟气净化系统的阻力后排出烟气。但是，由于烧结设备或球团焙烧设备的原始烟气温度只有120～160℃，无法满足scr脱硝设备的脱硝温度要求，因此scr脱硝设备前通常设置有回转式换热器ggh和补燃系统(图中未表示)。

本发明基于现有技术中的问题，结合烧结、球团焙烧设备生产过程中的烟气特点和烟气净化流程，提出一种能够满足脱硫废水零排放排放要求并且投资、运行成本低、稳定性高、不影响烧结/球团灰回用的脱硫废水零排放处理系统及方法。

图1示出了根据本发明示例性实施例的用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统的结构示意图。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例，所述用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统包括与烧结设备或球团焙烧设备1相连的烟气净化主路以及与烟气净化主路并联设置的脱硫废水处理旁路，其中，脱硫废水处理旁路能够抽取烟气净化主路中温度为280～320℃的烟气进行脱硫废水的完全蒸发并将所得混合烟气净化后返回烟气净化主路。

其中，烟气净化主路对烧结设备或球团焙烧设备1的烟气进行除尘、脱硫和脱硝等处理并将处理后的烟气排出。本发明通过在烟气净化主路中设置用于对脱硫废水进行零排放处理的脱硫废水处理旁路，抽取烟气净化主路中的高温烟气进行脱硫废水蒸发，既能够满足脱硫废水零排放的要求，而且还能控制较低的投资成本和运行成本。

如图1，本发明中的烟气净化主路包括沿着烟气流动方向顺次设置在主路烟气管道中的主电除尘单元2、主抽风单元3、脱硫单元4、scr脱硝单元6、引风单元11和排烟单元12。

其中，主电除尘单元2用于对烟气进行电除尘处理，除去烟气中的悬浮烟尘，例如为主电除尘器；主抽风单元3辅助烟气的流动并将烟气送入脱硫单4中进行脱硫处理，例如为主抽风机；脱硫单元4优选为石灰石-石膏湿法脱硫塔，将所得脱硫废水收集后引入脱硫废水处理旁路中进行处理，也即进入脱硫废水处理旁路中处理的脱硫废水来自该脱硫单元4；引风单元11用于克服烟气净化的阻力并将烟气送入排烟单元12中，例如为引风机；排烟单元12将烟气排出至大气中，例如为烟囱。

并且，为了保证scr脱硝单元的烟气脱硝温度，scr脱硝单元6前还设置有回转式换热器ggh5和补燃单元(未示出)。其中，scr脱硝单元6的入口烟气经过回转式换热器ggh5且scr脱硝单元6的出口烟气也经过回转式换热器ggh5从而实现换热，回转式换热器ggh的结构和布置方式属于现有技术，在此不作赘述。

优选地，本发明中脱硫废水处理旁路的抽取烟气位置设置在烟气净化主路中scr脱硝单元6的出口，温度为280～320℃的烟气即为脱硝后烟气；脱硫废水处理旁路的返回烟气位置则设置在烟气净化主路中引风单元11的入口，以与烟气净化主路中的主烟气汇合后排出。

具体地，脱硫废水处理旁路包括沿着烟气流动方向顺次设置在旁路烟气管道中的脱硫废水喷入单元8、废水蒸发除尘单元9和废水蒸发增压单元10。其中，脱硫废水喷入单元8将脱硫单元4产生的脱硫废水喷入旁路烟气管道中，并且优选地以雾化的方式喷入以提高蒸发效率和蒸发效果，例如为脱硫废水喷枪；雾化之后的脱硫废水在旁路烟气管道内快速蒸发并结晶出杂盐，杂盐随着烟气被带入废水蒸发除尘单元9中并被分离净化，可以实现脱硫废水结晶杂盐的单独回收而不影响烧结/球团灰的品质和回用，例如可以为废水蒸发除尘器；净化后的烟气通过废水蒸发增压单元增压后，返回至烟气净化主路中并随后排出，例如可以为废水蒸发风机。

并且，本发明的脱硫废水处理旁路还包括分别设置在旁路烟气管道的入口和出口处的烟道挡板7，不仅可以实现本系统的在线检修，同时可以保证本系统在事故工况下不会影响烧结设备或球团焙烧设备1的正常运行。

本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理方法则利用上述用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统进行脱硫废水的零排放处理。

具体地，将脱硫废水喷入到脱硫废水处理旁路中并从烟气净化主路中抽取温度为280～320℃的烟气对脱硫废水进行完全蒸发，将所得混合烟气净化后返回至烟气净化主路中再进行烟气排放。其中，脱硫废水处理旁路抽取的烟气量可以根据废水蒸发增压单元的出口烟温调整，以满足排烟温度需求。例如，抽取的烟气量可以为烧结设备或球团焙烧设备1的烟气量的5～10％。

为了实现完全蒸发，本发明将脱硫废水雾化后喷入脱硫废水处理旁路中进行完全蒸发，除去所得混合烟气中的杂盐后进行增压，再与烟气净化主路中的主烟气汇合后排放，其中，增压后的烟气温度为130～180℃，该温度范围与回转式换热器ggh的净烟气出口烟温匹配，不会影响最终的排烟温度。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

某450m²烧结机机头烟气量约为1600000nm³/h，烧结烟气在经过主电除尘单元2、主抽风单元3之后依次进入脱硫单元4、回转式换热器ggh5和scr脱硝单元6，并通过引风单元克服烟气净化系统的阻力，最终通过排烟单元12排放至大气。该烧结机的scr脱硝单元设计温度为320℃，脱硫单元4脱硫产生的脱硫废水量为10t/h。

在scr脱硝单元的出口烟道引出一个旁路烟气管道，在旁路烟气管道上沿着烟气流动方向依次布置脱硫废水喷入单元8、废水蒸发除尘单元和废水蒸发增压单元10。本系统正常运行时，脱硫废水通过脱硫废水喷入单元8雾化后喷入到旁路烟气管道中，抽取烟气温度为320℃的烟气，雾化之后的脱硫废水在旁路烟道内快速蒸发并结晶出杂盐，杂盐随着烟气被带入废水蒸发除尘单元9中，净化后的烟气通过废水蒸发增压单元10增压后，送入引风单元11之前烟道与主烟气汇合，并最终通过排烟单元12进行排放。并且，在脱硫废水喷入单元8之前和废水蒸发增压单元10之后分别布置烟道挡板，以便于实现检修。

经过计算，本发明的脱硫废水处理旁路仅需抽取80000～120000nm³/h烟气就可以满足烧结机所产生脱硫废水的快速、完全蒸发，废水蒸发增压单元10的出口烟气温度约为130～180℃，与回转式换热器ggh5的净烟气出口烟温匹配，不影响最终的排烟温度，另外废水蒸发增压单元10的功率约为200kw。

若单独设置一套热法浓缩结晶系统实现脱硫废水的零排放，投资约2000～2500万元，而本实施例的初始投资低于400万元，投资成本较低且优势明显。若采用热法浓缩结晶系统处理1t废水，成本约为20元，年废水处理费用为160万元(按年运行时间8000h计算)，而本实施例的年废水处理费用约为100万元，运行成本也较低。

因此，本发明用于烧结、球团焙烧设备的脱硫废水零排放处理系统及方法可以满足脱硫废水零排放的要求，投资成本、运行成本低且系统稳定，不影响烧结/球团灰品质和回用，具有良好的推广应用价值。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。