[发明专利]烧结烟气分区循环偶合烟尘自催化脱硝系统

说明书

本发明涉及一种烧结烟气分区循环偶合烟尘自催化脱硝系统，技术方案包括烧结机，所述烧结机的台车下方设有风箱，风箱底部的出口连通烟气管道，沿台车行进方向烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，所述烟气管道由主烟道和循环烟气主烟道组成，所述烧结机机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方的风箱连通主烟道，机头段区域下方风箱经循环烟气主烟道、循环烟气除尘器连接烧结机上方的循环烟气罩。本发明系统简单、不外购脱硝催化剂、脱硝效果好、余热回收率高、占地面积小、对环境友好、设备投资和运行成本低。

技术领域

本发明涉及环保领域的烟气脱硝系统，具体的说是一种烧结烟气分区循环偶合烟尘自催化脱硝系统。

背景技术

钢铁产品是一种典型的、现代社会使用最普遍的、且价格低廉的金属材料，也是最易于回收和再生的资源。钢铁工业在提供优质钢材、实现能源转化、消纳社会废物的同时，也因高消耗、高排放、高污染而备受关注。以大气污染物排放量较大的烧结工序为例，其能耗占钢铁生产总能耗的10-20％，烟气量1500-2500m³/t-s、环冷废气量约2200m³/t-s，且烟气含有粉尘、SO₂、NOx、二噁英、VOCs、重金属等多种复杂的环境污染物，是钢铁业的主要污染源。

国外对烧结烟气多污染物控制技术，主要包括脱硫技术、活性焦一体化技术、循环烧结技术、组合式脱硫+脱硝技术等。目前主流的烟气湿法脱硫+SCR脱硝工艺。

近年来，国内钢铁行业加强了污染物协同控制的力度，在“十二五”对所有的烧结烟气均实施脱硫净化处理。在脱硝方面，2010年，太钢引进住友重工活性焦烟气净化装置，实现了SO₂、部分NOx、二噁英、重金属、粉尘等的联合脱除，该技术目前已实现了国产化。2013年9月，台湾中钢对其4号烧结机实施了湿式氧化镁脱硫+SCR脱硝工艺。在国内的钢铁行业内，对焦炉烟气采用钠基SDA+SCR脱硝，已有多处理工程实施例。

从以上的技术及工程案例可看出，目前对钢铁工业大气污染物的治理工艺大都集中于单个污染物的单体技术的研究开发，导致烟气治理工艺路线长、占地面积大、过程控制复杂、投资大、运行成本高等一系列问题，给钢铁企业带来了巨大的成本压力。特别是当前较普遍认可的SCR脱硝技术在烧结烟气治理中应用时，由于硫会引起催化剂中毒，SCR脱硝系统普遍设置在脱硫系统后，导致烟气温度进一步降低，远低于SCR脱硝温度窗口。所以在当前烧结烟气SCR脱硝工程案例中，需提供额外能量使烟气升温达到SCR脱硝温度窗口，额外增加的脱硝成本。同时，SCR脱硝催化剂含有贵金属，制造成本高，失效后处置难度大。

针对这些问题，通过烧结工序源头、工艺生产全过程调控，开发烧结烟气多污染物全过程控制耦合技术，已成为钢铁烧结工序污染减排的研究热点。

在污染物源头及过程控制技术中，烧结烟气循环是目前推行的烧结烟气污染物减排较为有效的手段之一。如沙钢将烧结机头部5个风箱和尾部1个风箱的烟气循环使用，循环烟气经过多管除尘器除尘后，由循环风机送至烧结机台车上方的循环烟气罩内重新参与烧结过程。采用头尾风箱循环既能充分利用高含氧量烟气，也便于循环烟气温度控制。

尽管烧结烟气循环具有一定的节能、减排效果，但烧结机实际运行中，由于烧结机不同区域形成的烟气组成及性质差别较大，如图1、图2所示，在烧结机后段，烧结烟气温度较高，CO和NOx浓度较低，采用沙钢模式进行烧结烟气循环时，其节能与减排基本上是不相融的。同时，循环烟气进入烧结机中部，污染物只会进一步富集，外排烟气中污染物总量减排效果并不明显。

所以采用烟气循环时，要根据烧结机不同区域形成的烟气的性质、组成不同的特点，并结合烧结机不同区域的烧结矿对烟气污染物的去除效果不同，进行的烟气定向循环，以实现污染物减排的目的。