本發(fā)明涉及鐵礦燒結(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)以高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程為主，燒結(jié)礦約占高爐爐料的70％～75％，燒結(jié)工序so2排放和nox排放約占鋼鐵流程的60％和50％，是主要的大氣污染源。目前燒結(jié)煙氣脫硫在技術(shù)上已經(jīng)成熟，方法也有多種，國(guó)內(nèi)建成投運(yùn)燒結(jié)脫硫設(shè)施約有1300臺(tái)套。而在燒結(jié)煙氣脫硝的建設(shè)方面進(jìn)展不大，我國(guó)有報(bào)道的燒結(jié)脫硝裝置不到10臺(tái)，其中公認(rèn)脫除效果比較好的有活性炭法，活性炭技術(shù)能夠同時(shí)脫除sox、nox以及二噁英和其他有害揮發(fā)物，但該工藝的投資大、運(yùn)行成本高，難以普及。其他在電力行業(yè)成熟應(yīng)用的scr法，sncr法脫硝技術(shù)由于燒結(jié)尾氣的溫度低而無法實(shí)現(xiàn)，如果將尾氣加熱到催化反應(yīng)所需溫度消耗的能量巨大，也會(huì)造成運(yùn)行成本高。
在燒結(jié)過程余熱利用方面，一方面燒結(jié)工序能耗僅次于高爐煉鐵，約占鋼鐵企業(yè)總能耗的11％，另一方面燒結(jié)工序的余熱利用比例非常低，只有6％，每噸燒結(jié)礦約有0.9gj的熱能沒有利用。在利用方式上主要有利用燒結(jié)礦余熱進(jìn)行熱風(fēng)燒結(jié)、點(diǎn)火助燃、預(yù)熱燒結(jié)礦和余熱發(fā)電。降低燒結(jié)漏風(fēng)率，提高燒結(jié)礦顯熱利用效率，利用燒結(jié)礦本身具有的顯熱作為加熱燒結(jié)脫硫尾氣至選擇性催化還原脫硝(scr)反應(yīng)所需溫度熱源，從能量來源的角度有足夠的保證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法，用以解決現(xiàn)有能量利用率低、尾氣處理成本較高的問題。
本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法，該鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法包括：低溫高nox低sox煙氣與燒結(jié)礦換熱及脫硝工藝、高溫高sox低nox煙氣回收熱量及脫硫工藝、高溫低sox低nox煙氣循環(huán)工藝。
鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法使用的設(shè)備系統(tǒng)包括：燒結(jié)機(jī)、燒結(jié)風(fēng)箱、脫硝段煙道、脫硫段煙道、靜電除塵器、脫硝引風(fēng)機(jī)、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪、破碎機(jī)、高溫除塵器、脫硫引風(fēng)機(jī)、余熱鍋爐、發(fā)電裝置、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪、循環(huán)煙氣段煙道；
從燒結(jié)機(jī)的入口至出口依次排列有至少10個(gè)燒結(jié)風(fēng)箱，由燒結(jié)機(jī)入口開始，依次為：脫硝段煙道、脫硫段煙道、循環(huán)煙氣段煙道；脫硝段煙道包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結(jié)風(fēng)箱；脫硫段煙道包括數(shù)量為總數(shù)量20％的燒結(jié)風(fēng)箱；循環(huán)煙氣段煙道包括余下的燒結(jié)風(fēng)箱；
破碎機(jī)設(shè)置在燒結(jié)機(jī)的出口，燒結(jié)礦經(jīng)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)后，通過破碎機(jī)破碎后，落入豎式冷卻器中進(jìn)行冷卻；
脫硝段煙道、靜電除塵器、脫硝引風(fēng)機(jī)、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪依次相連；脫硫段煙道、高溫除塵器、脫硫引風(fēng)機(jī)、余熱鍋爐、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪依次相連；發(fā)電裝置與余熱鍋爐連接；循環(huán)煙氣段煙道與燒結(jié)機(jī)的入口連接。
低溫高nox低sox煙氣與燒結(jié)礦換熱及脫硝工藝具體為：
低溫高nox低sox的煙氣通過脫硝引風(fēng)機(jī)，引入脫硝段煙道，開始與燒結(jié)礦換熱的過程，低溫高nox低sox的煙氣通過靜電除塵器進(jìn)行除塵，進(jìn)入豎式冷卻器，與破碎后的燒結(jié)礦進(jìn)行換熱至溫度高于350℃；
換熱后的煙氣通過重力除塵器再次除塵，除塵后通過脫硝裝置進(jìn)行脫硝，脫硝后的煙氣通過余熱發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，剩余氣體通過脫硝排放前除塵器除塵后經(jīng)脫硝煙囪排放。
低溫高nox低sox的煙氣：溫度70-100℃，sox濃度50-150mg/m3，nox濃度100-300mg/m3；
脫硝裝置采用選擇性催化還原脫硝(scr)原理；催化劑可以采用v2o5-wo3/tio2、v2o5-moo3/tio2、v2o5/tio2；還原劑采用氨水蒸汽，通過蒸發(fā)器獲得高于或等于除塵脫硫尾氣溫度的氨水蒸汽。
高溫高sox低nox煙氣回收熱量及脫硫工藝具體為：
高溫高sox低nox的煙氣通過脫硫引風(fēng)機(jī)，引入脫硫段煙道，開始回收熱量的過程，高溫高sox低nox的煙氣通過高溫除塵器進(jìn)行除塵，進(jìn)入余熱鍋爐，并通過發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電至煙氣溫度降到150℃以下，發(fā)電后的低溫?zé)煔馔ㄟ^脫硫裝置進(jìn)行脫硫，然后通過脫硫排放前除塵器除塵后經(jīng)脫硫煙囪排放。
高溫高sox低nox的煙氣：溫度200-300℃，sox濃度300-1500mg/m3，nox濃度20-100mg/m3；
脫硫裝置采用干法或半干法或濕法進(jìn)行脫硫。
高溫低sox低nox煙氣循環(huán)工藝具體為：
高溫低sox低nox的煙氣通過循環(huán)煙氣段煙道后，再次被通入燒結(jié)機(jī)的入口，再一次參與燒結(jié)機(jī)中的鐵礦燒結(jié)過程。
高溫低sox低nox的煙氣：溫度400-500℃，sox濃度100-200mg/m3，nox濃度20-100mg/m3。
一種實(shí)現(xiàn)該鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法的鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備系統(tǒng)包括：燒結(jié)機(jī)、燒結(jié)風(fēng)箱、脫硝段煙道、脫硫段煙道、靜電除塵器、脫硝引風(fēng)機(jī)、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪、破碎機(jī)、高溫除塵器、脫硫引風(fēng)機(jī)、余熱鍋爐、發(fā)電裝置、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪、循環(huán)煙氣段煙道；
從燒結(jié)機(jī)的入口至出口依次排列有至少10個(gè)燒結(jié)風(fēng)箱，由燒結(jié)機(jī)入口開始，依次為：脫硝段煙道、脫硫段煙道、循環(huán)煙氣段煙道；脫硝段煙道包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結(jié)風(fēng)箱；脫硫段煙道包括數(shù)量為總數(shù)量20％的燒結(jié)風(fēng)箱；循環(huán)煙氣段煙道包括余下的燒結(jié)風(fēng)箱；
破碎機(jī)設(shè)置在燒結(jié)機(jī)的出口，燒結(jié)礦經(jīng)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)后，通過破碎機(jī)破碎后，落入豎式冷卻器中進(jìn)行冷卻；
脫硝段煙道、靜電除塵器、脫硝引風(fēng)機(jī)、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪依次相連；脫硫段煙道、高溫除塵器、脫硫引風(fēng)機(jī)、余熱鍋爐、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪依次相連；發(fā)電裝置與余熱鍋爐連接；循環(huán)煙氣段煙道與燒結(jié)機(jī)的入口連接。
本發(fā)明有益效果如下：
1、本發(fā)明充分利用了燒結(jié)礦的顯熱資源，大幅度降低運(yùn)行成本實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)脫硝的目的；
2、本發(fā)明的工藝方法適用性強(qiáng)，可針對(duì)不同的燒結(jié)機(jī)設(shè)備配置，既可以用于已建成燒結(jié)脫硫企業(yè)也可在新建企業(yè)同時(shí)建設(shè)脫硫脫硝裝置；既適用于環(huán)冷機(jī)和帶式冷卻機(jī)的燒結(jié)礦冷卻方式，也適用于新型豎罐式燒結(jié)礦冷卻方式；
3、本發(fā)明在脫硝后尾氣余熱資源充分利用，脫硝后尾氣可接入已有的煙氣余熱鍋爐系統(tǒng)，也可用于燒結(jié)機(jī)自身進(jìn)行熱風(fēng)燒結(jié)、點(diǎn)火助燃或預(yù)熱燒結(jié)礦。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
附圖說明
附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。
圖1為一種鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法的設(shè)備工藝流程圖。
圖中：1-燒結(jié)機(jī)、2-燒結(jié)風(fēng)箱、3-脫硝段煙道、4-脫硫段煙道、5-靜電除塵器、6-脫硝引風(fēng)機(jī)、7-豎式冷卻器、8-重力除塵器、9-脫硝裝置、10-余熱發(fā)電裝置、11-1-脫硝排放前除塵器、11-2-脫硝煙囪、12-破碎機(jī)、13-高溫除塵器、14-脫硫引風(fēng)機(jī)、15-余熱鍋爐、16-發(fā)電裝置、17-脫硫裝置、18-1-脫硫排放前除塵器、18-2-脫硫煙囪、19-循環(huán)煙氣段煙道。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
如圖1所示，圖中箭頭方向?yàn)闊Y(jié)臺(tái)車運(yùn)行方向。一種鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法，該鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法包括：低溫高nox低sox煙氣與燒結(jié)礦換熱及脫硝工藝、高溫高sox低nox煙氣回收熱量及脫硫工藝、高溫低sox低nox煙氣循環(huán)工藝。
鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法使用的設(shè)備系統(tǒng)包括：燒結(jié)機(jī)1、燒結(jié)風(fēng)箱2、脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、靜電除塵器5、脫硝引風(fēng)機(jī)6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2、破碎機(jī)12、高溫除塵器13、脫硫引風(fēng)機(jī)14、余熱鍋爐15、發(fā)電裝置16、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器18-1、脫硫煙囪18-2、循環(huán)煙氣段煙道19；
從燒結(jié)機(jī)1的入口至出口依次排列有至少10個(gè)燒結(jié)風(fēng)箱2，由燒結(jié)機(jī)1入口開始，依次為：脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、循環(huán)煙氣段煙道19；脫硝段煙道3包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結(jié)風(fēng)箱2；脫硫段煙道4包括數(shù)量為總數(shù)量20％的燒結(jié)風(fēng)箱2；循環(huán)煙氣段煙道19包括余下的燒結(jié)風(fēng)箱2；當(dāng)以上比例無法得到整數(shù)時(shí)，縮小結(jié)果向下取整；
破碎機(jī)12設(shè)置在燒結(jié)機(jī)1的出口，燒結(jié)礦經(jīng)燒結(jié)機(jī)1燒結(jié)后，通過破碎機(jī)12破碎后，落入豎式冷卻器7中進(jìn)行冷卻；
脫硝段煙道3、靜電除塵器5、脫硝引風(fēng)機(jī)6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2依次相連；脫硫段煙道4、高溫除塵器13、脫硫引風(fēng)機(jī)14、余熱鍋爐15、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器18-1、脫硫煙囪18-2依次相連；發(fā)電裝置16與余熱鍋爐15連接；循環(huán)煙氣段煙道19與燒結(jié)機(jī)1的入口連接。
低溫高nox低sox煙氣與燒結(jié)礦換熱及脫硝工藝具體為：
低溫高nox低sox的煙氣通過脫硝引風(fēng)機(jī)6，引入脫硝段煙道3，開始與燒結(jié)礦換熱的過程，低溫高nox低sox的煙氣通過靜電除塵器5進(jìn)行除塵，進(jìn)入豎式冷卻器7，與破碎后的燒結(jié)礦進(jìn)行換熱至溫度高于350℃；
換熱過程可根據(jù)燒結(jié)機(jī)1不同的燒結(jié)礦冷卻方式選擇適宜的換熱方式，也可使用燒結(jié)礦環(huán)冷機(jī)、帶式冷卻機(jī)或豎罐式；
換熱后的煙氣通過重力除塵器8再次除塵，也可使用其他高溫除塵方式，保證熱尾氣含塵量低于選擇性催化還原(scr)脫硝所需濃度；除塵后通過脫硝裝置9進(jìn)行脫硝，選擇性催化還原(scr)脫硝單元為一獨(dú)立模塊，可以直接選用現(xiàn)有成熟的選擇性催化還原(scr)脫硝模式，也針對(duì)燒結(jié)脫硫尾氣nox含量特點(diǎn)開發(fā)專用催化劑；脫硝后的煙氣通過余熱發(fā)電裝置10進(jìn)行發(fā)電，剩余氣體通過脫硝排放前除塵器11-1除塵后經(jīng)脫硝煙囪11-2排放；脫硝后煙氣也可并入已建成燒結(jié)余熱鍋爐15高溫?zé)煔庀到y(tǒng)加熱蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)或直接發(fā)電，也可用于燒結(jié)機(jī)1熱風(fēng)燒結(jié)、點(diǎn)火助燃、預(yù)熱燒結(jié)礦。
低溫高nox低sox的煙氣：溫度70-100℃，sox濃度50-150mg/m3，nox濃度100-300mg/m3；
脫硝裝置9采用選擇性催化還原脫硝(scr)原理；催化劑可以采用v2o5-wo3/tio2、v2o5-moo3/tio2、v2o5/tio2或其他可適用于燒結(jié)脫硫尾氣nox含量特點(diǎn)的低溫催化劑；還原劑采用氨水蒸汽，通過蒸發(fā)器獲得高于或等于除塵脫硫尾氣溫度的氨水蒸汽。
高溫高sox低nox煙氣回收熱量及脫硫工藝具體為：
高溫高sox低nox的煙氣通過脫硫引風(fēng)機(jī)14，引入脫硫段煙道4，開始回收熱量的過程，高溫高sox低nox的煙氣通過高溫除塵器13進(jìn)行除塵，進(jìn)入余熱鍋爐15，并通過發(fā)電裝置16進(jìn)行發(fā)電至煙氣溫度降到150℃以下，發(fā)電后的低溫?zé)煔馔ㄟ^脫硫裝置17進(jìn)行脫硫，然后通過脫硫排放前除塵器18-1除塵后經(jīng)脫硫煙囪18-2排放。
高溫高sox低nox的煙氣：溫度200-300℃，sox濃度300-1500mg/m3，nox濃度20-100mg/m3；
脫硫裝置17采用干法或半干法或濕法進(jìn)行脫硫。
高溫低sox低nox煙氣循環(huán)工藝具體為：
高溫低sox低nox的煙氣通過循環(huán)煙氣段煙道19后，再次被通入燒結(jié)機(jī)1的入口，再一次參與燒結(jié)機(jī)1中的鐵礦燒結(jié)過程。
高溫低sox低nox的煙氣：溫度400-500℃，sox濃度100-200mg/m3，nox濃度20-100mg/m3。
一種實(shí)現(xiàn)該鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法的鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備系統(tǒng)包括：燒結(jié)機(jī)1、燒結(jié)風(fēng)箱2、脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、靜電除塵器5、脫硝引風(fēng)機(jī)6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2、破碎機(jī)12、高溫除塵器13、脫硫引風(fēng)機(jī)14、余熱鍋爐15、發(fā)電裝置16、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器18-1、脫硫煙囪18-2、循環(huán)煙氣段煙道19；
從燒結(jié)機(jī)1的入口至出口依次排列有至少10個(gè)燒結(jié)風(fēng)箱2，由燒結(jié)機(jī)1入口開始，依次為：脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、循環(huán)煙氣段煙道19；脫硝段煙道3包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結(jié)風(fēng)箱2；脫硫段煙道4包括數(shù)量為總數(shù)量20％的燒結(jié)風(fēng)箱2；循環(huán)煙氣段煙道19包括余下的燒結(jié)風(fēng)箱2；
破碎機(jī)12設(shè)置在燒結(jié)機(jī)1的出口，燒結(jié)礦經(jīng)燒結(jié)機(jī)1燒結(jié)后，通過破碎機(jī)12破碎后，落入豎式冷卻器7中進(jìn)行冷卻；
脫硝段煙道3、靜電除塵器5、脫硝引風(fēng)機(jī)6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2依次相連；脫硫段煙道4、高溫除塵器13、脫硫引風(fēng)機(jī)14、余熱鍋爐15、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器18-1、脫硫煙囪18-2依次相連；發(fā)電裝置16與余熱鍋爐15連接；循環(huán)煙氣段煙道19與燒結(jié)機(jī)1的入口連接。
實(shí)施例
以某鋼210m2燒結(jié)機(jī)為例，共27個(gè)風(fēng)箱，其煙氣濃度見表1。
表1煙氣濃度表
將1-16號(hào)燒結(jié)風(fēng)箱2煙氣混合為脫硝段煙道3、17-21號(hào)燒結(jié)風(fēng)箱2煙氣混合為脫硫段煙道4，22-27號(hào)燒結(jié)風(fēng)箱2煙氣混合為循環(huán)煙氣段煙道19，脫硝段煙道3煙氣量17.7萬nm3/h，溫度78℃，so2濃度83mg/nm3，nox濃度183mg/nm3；脫硫段煙道4和循環(huán)煙氣段煙道19的煙氣量14.9萬nm3/h，溫度260℃，so2濃度727mg/nm3，nox濃度25mg/nm3。
將脫硝段煙道3的煙氣與燒結(jié)礦經(jīng)豎式冷卻器7換熱，換熱后的脫硫尾氣溫度在350℃以上，通過電除塵器進(jìn)行除塵使煙氣含塵濃度達(dá)到選擇性催化還原脫硝的要求；
在內(nèi)設(shè)催化劑的脫硝裝置9內(nèi)通入氨蒸汽進(jìn)行還原脫硝，煙氣中nox脫出率在85％以上，選擇性催化還原脫硝反應(yīng)方程式如下：
上述兩個(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但煙氣中nox含量較低，因此經(jīng)過脫硝裝置9后的煙氣溫度前后變化不大；
脫硝后煙氣直接接入已有高溫?zé)煔忮仩t進(jìn)行換熱獲得高溫蒸汽直接發(fā)電或并入企業(yè)內(nèi)蒸汽管網(wǎng)使用。
將脫硫段煙道4的煙氣利用余熱鍋爐15發(fā)電，發(fā)電后煙氣溫度降至120℃，利用已有脫硫設(shè)備脫硫。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵礦燒結(jié)余熱回收協(xié)同減排sox和nox方法，本發(fā)明的工藝方法充分回收燒結(jié)礦和燒結(jié)煙氣余熱，同時(shí)減少sox和nox排放，具有流程短，適用性強(qiáng)，投資、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。