[发明专利]一种烧结烟气净化和余热回收工艺

说明书

技术领域

本发明是属于化学技术领域，公开了钢铁厂一种烧结烟气净化和余热回收工艺，利于钢铁厂节能减排。

背景技术

据统计，我国钢铁企业的高炉炉料主要由烧结机提供，随着烧结工业的发展，给环境带来了诸多问题，不仅产生大量的粉尘，还排放SO₂、NO_x、CO、二噁英(PCDD)、焦油、呋喃(PCDF)、重金属等多种有害成分。烧结厂是钢铁厂最重要的SO₂排放源，国家对烧结厂烟气中SO₂、NO_x和二噁英的排放浓度和吨产品排放量进行了严格限制，因此需要对烧结烟气进行净化，此外，烧结烟气的排放温度较高，烧结烟气的余热不能回收利用造成了能源的浪费。

由于烧结工艺自身的不稳定性，所产生的烟气流量、温度、SO₂含量等会有大幅度变化，且变化频率较高。烟气流量的变化可达30％以上，烟气温度可在80～180℃的范围内变化，SO₂浓度取决于烧结生产负荷、所用铁矿粉、熔剂和其他添加的成分等，变化范围在700～5000mg/m³以上。

目前，国内外对烧结烟气的净化措施主要有氨硫铵法、循环流化床法、密相干塔烟气脱硫、海水脱硫等。采用这些净化技术主要有几个缺点；1)需要为烧结烟气的净化专门建设净化装置，系统复杂而庞大，投资量大；2)这些净化方法大多只能脱SO₂，虽然有的方法也能够吸附二噁英等成分，但是二噁英进入吸附剂后，在吸附剂后处理过程中可能重新释放出来；3)循环流化床、干塔烟气脱硫等，需要制备高活性的消石灰，因而增加了相关的设备，增加了运行成本，且耗水；4)不能回收利用烧结烟气中的余热。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结烟气净化和余热回收的工艺，克服现有烧结烟气净化技术的不足，从而尽量降低建设投资和运行成本。

本发明利用钢铁厂自备电厂的循环流化床锅炉，并对锅炉进行技术改造，实现对烧结烟气净化和余热回收的目的。循环流化床锅炉是一种煤的清洁燃烧技术，具有以下优点：1)燃料适应性广；2)能够在燃烧过程中有效地控制NO_x和SO₂的产生和排放；3)负荷调节性能好，幅度大；4)有利于灰渣的有效利用。随着循环流化床技术的发展，在提高发电效率、大型化方面取得成果，循环流化床锅炉完全适合于用作钢铁厂自备电厂的蒸汽发生器。

本发明的技术方案：烧结烟气经烧结烟气风机加压以后，通过调节阀与来自空气预热器的热空气混合，然后通过一次风管和二次风管送入循环流化床锅炉炉膛，参与循环流化床锅炉的流化和燃烧，石灰石和煤通过气力加料装置送入炉膛，其中石灰石在循环流化床锅炉炉膛内能够与烧结烟气中的SO₂反应脱硫，净化后的烟气经过循环流化床锅炉换热器、烟气净化系统、空气预热器、排风机和烟囱排出。

在循环流化床锅炉中，石灰石经过加热释放出CO₂生成CaO，CaO能够吸收烟气中的SO₂，最终生成CaSO₄，在循环流化床锅炉的燃烧温度下，CaO与SO₂反应脱硫的活性很强，循环流化床锅炉中物料浓度很高，气固两相流很好地混合，而且石灰颗粒通过旋风分离器分离回收循环利用，Ca的利用率较高。在循环流化床锅炉炉膛中，烧结烟气中SO₂与CaO的反应机理和煤燃烧生成的SO₂与CaO的反应机理相同，所以在循环流化床锅炉中应根据锅炉燃料煤和烧结烟气中硫的总含量计算钙硫比，增加脱硫剂石灰石加入量。利用循环流化床锅炉脱硫，只需要将石灰石加工成一定粒径的颗粒即可，不需要设计专门的石灰窑、制粉和消化装置，也不需要添加水。由于石灰石添加量的增加，会增加循环流化床锅炉的排渣量，由于循环流化床锅炉燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，具有较好的活性，可以用作制造水泥的掺和料或其他建筑材料的原料，可以有效利用。