[发明专利]基于烧结烟气多级循环的在线脱硝工艺

说明书

本发明公开了一种基于烧结烟气多级循环的在线脱硝工艺，技术方案包括沿台车行进方向将烧结机依次分为预热干燥段、点火段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，所述机尾段的烧结烟气经高温烟气主烟道、高温烟气除尘器、高温烟气循环风机和高温烟气循环管送入高温循环烟气罩中；所述点火段和烟气快速升温段的烧结烟气经入高NOx烟气主烟管、高NOx烟气除尘器、高NOx烟气循环风机引到高NOx循环烟气罩内，再次进入烧结料层参与烧结过程；所述预热干燥段的烧结烟气经低温烟气主烟道，再经低温烟气管、静电/布袋除尘器和主抽风机引出。本发明工艺污染物排放量少、烧结烟气余热回收率高、不使用外购脱硝催化剂、有效降低烟气中NOx生成。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体的是一种基于烧结烟气多级循环的在线脱硝工艺。

背景技术

在带式抽风烧结工艺按照烧结料层温度的变化和烧结过程中所发生的物理化学变化的不同，可以将正在烧结的料层从上而下分为5层，依次为烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层。点火后5层相继出现，不断往下移动。沿带式烧结台车行进方向来划分，将烧结机分为4个区域，依次为点火区域、低温烟气区域、烟气快速升温区域、高温烟气区域。

在烧结机不同区域的烧结烟气温度及污染物浓度存在较大的差异，如在点火区域烟气温度低，NOx浓度也低；在低温烟气区域烟气温度低，NOx浓度高；烟气快速升温区域烟气温度从100℃以下快速升到200℃甚至以上，NOx浓度则表现出相反的趋势；高温烟气区域烟气温度200℃以上，高达400℃，NOx浓度较低，不到100mg/Nm³。

为了减排烧结过程烟气污染物总量，烧结烟气循环已作为一项重要的减排方案早已受到业界关注。如佐藤羲政等早在上世纪80年代就开展了烧结烟气循环的研究，将烧结烟气部分循环再次进入烧结机，可明显减少了废气的排放量,可实现减排25-50％,具有重大的环境和社会效益。

烧结烟气循环技术方案是将部分风箱支管的烧结烟气或大烟道总管上一部分烧结烟气循环到烧结机台车上部密封罩中，在主抽风机的作用下，循环废气重新参与烧结。其目的是回收烧结烟气中的显热和潜热，降低燃料消耗；烟气循环到烧结料层时，其中的粉尘部分会被吸附并滞留于烧结料层中，NOx被部分降解,二噁英在高温下会被热解,CO和CH化合物等在烧结过程中会发生二次燃烧，可降低固体燃耗，进一步降低NOx和SO₂等的排放。

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节能、减排效果，但烧结机实际运行中，进行烧结烟气循环时，其节能与减排基本上是不相融的，烟气循环的目的不同，效果差异也很大。

在烧结机不同区域产生的烟气，其温度及污染物浓度是不同的。若注重节能，希望将烧结机后段的烟气进行循环使用，虽然回收了烟气余热，但减排的效果只体现在烟气量的减少上，其主要污染物(NOx和SO2等)减排量并不明显；若注重减排，应将烧结机前段的烟气进行循环使用，由于该区域的烟气温度较低，基本体现不出节能效果。若采用外循环的方式，节能和减排效果均不显著。另外在现有的循环方案中，烟气回送到烧结机的前半部，在该区域的烧结过程中，氧气的消耗量高于后段，由于烟气中的氧含量明显低于空气的氧含量，这对烧结过程是不利的。同时，在该区域，对NOx及二恶英的降解效果较差。

结合现有的国家排放标准，采用烟气循环后，虽然烟气中的NOx基本可保证达标排放，但若对烧结烟气不进一步实施脱硝处理，很难满足日益严格的环保趋势以及不同地区的环保要求。所以即使采取了烟气循环，还必须实施后续的烟气脱硝。