[发明专利]一种烧结机烟气再循环脱硝的烟气循环系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁行业大气污染物控制技术领域，特别涉及一种烧结机烟气再循环脱硝的烟气循环系统及方法。

背景技术

烧结矿是钢铁生产过程中的必备原料，烧结过程是钢铁生产中的主要工艺过程之一。随着我国钢铁行业的发展，烧结矿产量大大增加。但是，烧结过程会产生大量的NO_x、SO₂和粉尘等污染物，对钢铁行业的清洁生产和可持续发展提出了考验。

目前，针对烧结机排放SO₂的湿式脱硫设备和粉尘的除尘设备已经大量投入运行，取得了比较好的效果。然而，针对烧结过程产生的主要污染物之一的NO_x，还没有适用于烧结机的切实可行的脱除技术。因此，研究针对烧结过程产生NO_x的控制技术势在必行。

现有的主流NO_x控制技术主要包括烟气脱硝技术和燃烧中脱硝技术。烟气脱硝技术主要有选择性非催化还原(SNCR)技术和选择性催化还原(SCR)技术。选择性非催化还原(SNCR)技术是将还原剂(氨水或尿素)配制成合适的浓度后，喷射入特定的温度区间(900～1100℃)内，在还原剂与烟气混合后发生脱硝反应，将NO_x还原成N₂的过程。SNCR技术投资少、成本低，但是对反应温度要求较高，只有在特定的温度区间内才能达到比较好的脱硝效果。而烧结机出口的烟气温度较低，SNCR技术难以达到理想的脱硝效果，并且容易造成氨逃逸。选择性催化还原(SCR)技术是在催化剂的作用下利用还原剂(氨水或尿素)将NO_x还原成N₂。SNCR技术脱硝效率较高，可以达到90％以上。但是SNCR技术成本高，对系统的改动量大，并且烧结机烟气大量的粉尘容易造成催化剂的磨损和中毒。因此，现有的烟气脱硝技术在烧结机中难以适用。

燃烧中脱硝技术主要包括低氮燃烧技术、分级燃烧和烟气再循环等。低氮燃烧技术通过分配燃烧器中燃料和空气的比例，实现燃烧器局部的氧化和还原性气氛；分级燃烧技术则是通过燃料和空气的分配形成贫氧和富氧气氛，达到脱除NO_x的目的。低氮燃烧和分级燃烧技术都需要改变燃烧方式。然而，受限于烧结机特殊的燃烧方式以及为了保证烧结矿的质量，低氮燃烧和分级燃烧技术并不适合在烧结机中应用。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种烧结机烟气再循环脱硝的烟气循环系统及方法。

采用的技术方案为：

通过在烧结机上设置烟气循环系统，实现烟气的再循环脱硝。其中的烧结机为成熟的现有技术，其由铺底料槽、混合料槽、点火炉、保温炉、台车、前段风箱、中段风箱、后段风箱、大烟道、除尘器、引风机和烟囱组成。运行过程为：铺底料和混合料分别由铺底料槽和混合料槽敷设于台车上，经点火炉点火和保温炉保温后在台车上进行燃烧，产生的烟气分别经前段风箱、中段风箱和后段风箱进入大烟道，然后进入除尘器除尘后，经引风机抽取由烟囱排放入大气。

一种烧结机烟气再循环脱硝的烟气循环系统，由烧结机、支管一、支管二、调节阀、再循环烟道、再循环风机和上悬式烟气罩组成；在烧结机中段风箱和后段风箱与大烟道相连的管路上分别设置支管一和支管二，支管一和支管二上设置调节阀，支管一和支管二分别与再循环烟道相连接，再循环烟道上设置再循环风机，再循环烟道与上悬式烟气罩连接，上悬式烟气罩水平设置于烧结机的台车上沿。

利用上述烟气循环系统的烧结机烟气再循环脱硝方法，利用再循环风机抽取烧结机中段风箱和后段风箱的烟气，通过调节阀控制再循环烟气的流量，再循环烟气经支管一和支管二进入再循环烟道，然后进入上悬式烟气罩，通过上悬式烟气罩从烧结机顶部重新通入台车上的高温燃烧区，烟气中的NO_x被焦炭还原为N₂，从而脱除NO_x。

所述再循环烟气的循环量为占烟气总体积的0～60％。

所述焦炭为由高温燃烧区内的燃煤脱挥发分产生。

所述脱除NO_x的烟气进入大烟道后，经引风机抽取由烟囱排放入大气。

本发明的有益效果：

(1)本发明的烟气循环系统在不改变烧结机的燃烧方式和烧结矿质量的前提下，实现NO_x的高效脱除。

(2)本发明对系统的改动小，具有运行成本低和操作简便灵活的特点。

(3)本发明可以调节烟气的循环量，并实现烟气的余热利用，降低烧结过程能耗。