一种烧结厂烟气综合处理系统及方法与应用

摘要

本发明提供了一种烧结厂烟气综合处理系统及方法与应用。该方法包括将高含硫高温烟气依次进行脱硝处理、除尘处理，然后对经脱硝处理、除尘处理的高含硫高温烟气进行降温，再对其进行脱硫处理，最后对经脱硫处理的烟气进行加热后排出；将低含硫低温烟气进行除尘处理，再将处理后的烟气排出；将高温段烟气在余热锅炉中冷却后，循环至冷却机冷却料层；将部分低温段烟气引至烧结机烧结料层上方；部分低温段烟气引至余热锅炉的回风管道。本发明将烟气余热回收、烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱硝及热风烧结统筹考虑，在清洁烟气的同时，最大程度地回收了余热并对余热进行了合理地分配再利用，提高了烧结系统的热效率，进而实现了节能减排。

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结厂烟气综合处理系统及方法与应用，属于烟气处理技术领 域。

背景技术

我国的钢铁产量连续多年位居世界第一，但是钢铁生产过程中的能耗量和排放水 平均远高于世界先进水平，因此，节能减排潜力巨大。而铁矿石烧结在我国的钢铁企 业生产过程中能耗位居第二，排放位居第一，因此其对钢铁工业的节能减排起着决定 性作用。烧结过程余热资源的高效回收与利用是降低烧结工序能耗的主要方向与途径 之一。所以开发一种综合性的烟气处理方案，使得该方案在保证烟气排放标准的前提 下，尽量减少排放，提高余热利用率，对我国烧结行业的可持续发展具有重要的意义。

烧结厂烟气处理技术主要包括：脱硫、脱硝、除尘及余热回收等。但是，目前， 我国烧结技术研究大多仅注重其中一个方面，而忽视了这几者作为烧结系统的相互关 联及影响。单独考虑任何一个方面，都会造成能源利用不合理。

因此，开发出一种可以将脱硫、脱硝、除尘及余热回收等工艺结合起来的烟气综 合处理系统及方法已成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种烧结厂烟气综合处理系 统。

本发明的目的还在于提供一种烧结厂烟气综合处理方法。

本发明的目的还在于提供上述烧结厂烟气综合处理方法在烧结厂烟气处理中的 应用。

为了达到上述目的，本发明提供一种烧结厂烟气综合处理系统，该系统包括烧结 机、冷却机、脱硝装置、脱硫装置、第一除尘装置、第二除尘装置、换热器、第一风 机、第二风机、第三风机、第四风机及余热锅炉；

所述烧结机的高含硫高温烟气出口通过管路经由脱硝装置、第一除尘装置与换热 器的第一入口相连，换热器的第一出口通过管路与脱硫装置的入口相连，脱硫装置的 出口通过管路与换热器的第二入口相连，换热器的第二出口通过管路与第一风机相 连；

所述烧结机的低含硫低温烟气出口通过管路经由第二除尘装置与第二风机相连；

所述冷却机的高温段烟气出口通过管路与余热锅炉的入口相连，余热锅炉的出口 通过管路经由第三风机与冷却机的冷却料层入口相连；

所述冷却机的低温段烟气出口通过管路经由第四风机与烧结机的烧结料层上方 相连；该冷却机的低温段烟气出口通过管路与余热锅炉的回风管道入口相连。

根据本发明所述的系统，优选地，该系统还包括烟囱，所述烟囱通过管路分别与 第一风机、第二风机相连。

根据本发明所述的系统，优选地，所述脱硝装置为SCR脱硝装置。

根据本发明所述的系统，上述烧结机、冷却机、脱硝装置、脱硫装置、第一除尘 装置、第二除尘装置、换热器、第一风机、第二风机、第三风机、第四风机及余热锅 炉均为本领域的常规设备，本发明没有对上述设备进行改进。

本发明还提供了一种烧结厂烟气综合处理方法，该方法是采用上述烧结厂烟气综 合处理系统实现的；其包括以下步骤：

a、将所述高含硫高温烟气依次进行脱硝处理、除尘处理，然后对经脱硝处理、 除尘处理的高含硫高温烟气进行降温，再对其进行脱硫处理，最后对经脱硫处理的烟 气进行加热后排出；

b、将所述低含硫低温烟气进行除尘处理，再将处理后的烟气排出；

c、将所述高温段烟气在余热锅炉中冷却后，循环至冷却机冷却料层；

d、将部分低温段烟气引至烧结机烧结料层上方，用于热风烧结；部分低温段烟 气引至余热锅炉的回风管道，用于热风补风。

根据本发明所述的方法，所述烧结厂烟气包括烧结机烟气及冷却机烟气；该烧结 机烟气包括高含硫高温烟气和低含硫低温烟气，该高含硫高温烟气由烧结大烟道中、 后部烟气组成，该低含硫低温烟气由烧结机前部的低温烟气及机尾的高温烟气混合而 成；冷却机烟气包括高温段烟气和低温段烟气；

所述高含硫高温烟气及低含硫低温烟气中硫含量的划分以低含硫烟气可满足国 家标准(GB28662-2012)及当地相关排放标准为基准，硫含量超过该国家标准 (GB28662-2012)及当地相关排放标准的烟气，即为高含硫烟气。

所述高含硫高温烟气的“高温”是相比于低含硫低温烟气的温度而言的，通常， 高含硫高温烟气的温度约为230℃，低含硫低温烟气的温度约为150℃。

所述高温段烟气的“高温”是相比于低温段烟气的温度而言的，通常，高温段烟 气的温度约为350℃，低温段烟气的温度约为130℃。

根据本发明所述的方法，本发明所述的脱硝处理可以采用本领域常规的脱硝处理 方法，优选地，步骤a中所述的脱硝处理为SCR脱硝处理。其中，SCR脱硝处理也 为本领域常规的脱硝处理方法，本领域技术人员可以根据现场作业需要，选择合适的 SCR脱硝处理工艺参数对本发明的高含硫高温烟气进行脱硝处理，只要能够实现脱 硝的目的即可，且经脱硝后烟气中的NOx的浓度只要满足本领域(行业)的排放标 准即可。

根据本发明所述的方法，步骤a中所述的除尘处理也可以采用本领域常规的除尘 处理方法，只要能够实现高含硫高温烟气除尘的目的即可。

根据本发明所述的方法，在本发明具体的实施方式中，步骤a中所述的降温为将 经脱硝处理、除尘处理的高含硫高温烟气的温度降至约150℃。

根据本发明所述的方法，本发明所述的脱硫处理可以采用本领域常规的脱硫处理 方法，优选地，步骤a中所述的脱硫处理为石灰石石膏法脱硫处理。其中，石灰石石 膏法脱硫处理也为本领域常规的脱硫处理方法，本领域技术人员可以根据现场作业需 要，选择合适的石灰石石膏法脱硫处理工艺参数对本发明的高含硫高温烟气进行脱硫 处理，只要能够实现脱硫的目的即可，且经脱硫后烟气中的硫含量只要满足本领域(行 业)的排放标准即可。

根据本发明所述的方法，在本发明具体的实施方式中，步骤a中所述的加热为将 脱硫处理后的烟气加热至约95℃。步骤a中利用未脱硫烟气的余热加热脱硫后的烟 气，并将其温度加热至约95℃以防止脱硫后烟气中残存的硫对设备造成腐蚀。

根据本发明所述的方法，在本发明具体的实施方式中，步骤c中所述的冷却为将 高温段烟气冷却至约140℃。此时，余热锅炉产生的蒸汽可用于发电。本发明步骤c 中将高温段烟气在余热锅炉中冷却后，再将其循环至冷却机冷却料层，在实现烟气余 热回收的同时还可以减少烟气的排放。

根据本发明所述的方法，步骤d中将部分低温段烟气引至烧结机上方，用于热风 烧结，可以降低煤耗；将部分低温段烟气引至余热锅炉的回风管道，用于热风补风， 可以提高进入余热锅炉入口的烟气的温度。

此外，本发明对步骤d中引至烧结机烧结料层上方及引至余热锅炉回风管道的低 温段烟气的量均不作要求，本领域技术人员可以根据现场作业的需要对二者的用量分 别进行调控，只要能够实现其目的即可。

本发明还提供了上述烧结厂烟气综合处理方法在烧结厂烟气处理中的应用。

与现有的设备相比，本发明提供的烧结厂烟气综合处理系统成本较低，设备投资 小。

本发明提供的烧结厂烟气综合处理方法是一种新型综合烟气处理技术，该技术将 烟气余热回收、烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱硝及热风烧结统筹考虑，在保证排烟指 标(脱硫达到排放标准)的同时，降低了排烟量及烟气中NOx的浓度，且通过能源 分级利用最大程度地回收了烧结余热及烧结冷却机余热并对余热进行了合理的分配 再利用，提高了烧结系统的热效率，进而实现了节能减排。

此外，本发明将烧结机烟气中的高含硫高温余热烟气引入脱硝装置，与传统工艺 (将约150℃的烧结烟气直接送入脱硝装置，需要额外对烟气进行加热)相比，大大 降低了加热烟气所需的热量。

附图说明

图1为本发明的烧结厂烟气综合处理系统示意图；

图2为本发明的烧结厂烟气综合处理方法工艺流程图。

主要附图标号说明：

1、烧结机2、冷却机3、SCR脱硝装置4、脱硫装置5、第一除尘装置

6、第二除尘装置7、换热器8、第一风机9、第二风机10、第三风机

11、第四风机12、余热锅炉13、烟囱。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体 实施例及说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明 的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种烧结厂烟气综合处理系统，其示意图如图1所示，该系统包 括烧结机1、冷却机2、SCR脱硝装置3、脱硫装置4、第一除尘装置5、第二除尘装 置6、换热器7、第一风机8、第二风机9、第三风机10、第四风机11、余热锅炉12 及烟囱13；

所述烧结机1的高含硫高温烟气出口通过管路经由SCR脱硝装置3、第一除尘 装置5与换热器7的入口相连，换热器7的出口通过管路与脱硫装置4的入口相连， 脱硫装置4的出口通过管路与换热器7的入口相连，换热器7的出口通过管路经由第 一风机8与烟囱13相连；

所述烧结机1的低含硫低温烟气出口通过管路经由第二除尘装置6、第二风机9 与烟囱13相连；

所述冷却机2的高温段烟气出口通过管路与余热锅炉12的入口相连，余热锅炉 12的出口通过管路经由第三风机10与冷却机2的冷却料层入口相连；

所述冷却机2的低温段烟气出口通过管路经由第四风机11与烧结机1的烧结料 层上方相连；该冷却机2的低温段烟气出口通过管路与余热锅炉12的回风管道入口 相连。

实施例2

本实施例提供了一种烧结厂烟气综合处理方法，该方法是使用实施例1提供的系 统实现的，其工艺流程图如图2所示，该方法包括以下步骤：

烧结厂烟气包括烧结机烟气和冷却机烟气；将烧结机烟气划分为高含硫高温烟气 和低含硫低温烟气，分别进行处理。

所述高含硫高温烟气的温度较高，通常约为230℃，将高含硫高温烟气引入SCR 脱硝装置3进行SCR脱硝处理；脱硝后的烟气，经第一除尘装置5除尘处理(高含 硫高温烟气经脱硝处理、除尘处理后，其温度约为220℃)后，进入换热器7，经换 热器将温度降为约150℃后，进入脱硫装置4进行石灰石石膏法脱硫；脱硫后的烟气 (其温度约为50℃)经换热器7吸收热量温度升至约95℃后，通过第一风机8，与 低含硫低温烟气一起，经烟囱13排放至大气。

所述低含硫低温烟气的温度约为150℃，低含硫低温烟气经第二除尘装置6除尘 后，通过第二风机9与高含硫高温烟气一起经烟囱13排放至大气。

所述冷却机烟气包括高温段烟气(约350℃)和低温段烟气(约130℃)，高温段 烟气的处理方式为：根据不同能级，分别回收。将高温段烟气引入余热锅炉12，冷 却至约140℃左右后，经第三风机10送入冷却机2的冷却料层，形成循环，利用了 烟气的余热，并减少了烟气的排放。余热锅炉12产生的蒸汽，可用于发电。

低温段烟气的处理方式为：将部分低温段烟气引至烧结机1上方，用于热风烧结， 可降低煤耗；部分低温段烟气引至余热锅炉12的回风管道，用于热风补风，以提高 进入余热锅炉的烟气温度。