[發明專利]一種鐵礦熱耦合超凈排放燒結系統和方法

在審

• 申請號: 201710384049.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107270713A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 肖文德;李學剛;婁愛娟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海申川環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F27B21/00
• 分類號: F27B21/00;F27D17/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于煉鋼和環保技術領域，尤其是涉及一種鐵礦熱耦合超凈排放燒結系統和方法。

背景技術

鋼鐵工業是我國工業的一個重要組成部分，在生產過程中產生了大量的大氣污染物。其中鐵礦石燒結是現代鋼鐵生產中最重要的工藝單元之一，也是能耗最大、污染物排放量最大的一個環節。

燒結過程能耗約占鋼鐵生產總能耗的10％，針對該過程的廢熱回收非常重要，是未來鋼鐵工業節能降耗的主要方向，對降低鋼鐵生產的噸鋼能耗，節約生產成本，具有深遠意義。一般一噸鋼從燒結工序排放的煙氣量為2500–4000Nm³，一個年產100萬噸鋼的企業，每小時燒結煙氣排放量在40萬Nm³左右。燒結機煙氣的 NOx主要由燃料氮產生，且主要集中在機頭的煙箱排出的煙氣，在100– 450mg/Nm³之間變化。另外，燒結機煙氣的溫度也隨風箱而變化，機頭處溫度較低，不到150℃，機尾的風箱溫度較高，可到300℃以上。所有風箱混合后的煙氣溫度小于200℃，一般在160℃以下，混合后煙氣中的NOx含量在200–400mg/Nm³。

近十來，尤其是華北，京津冀等地連續出現大氣霧霾污染問題，大氣污染物排放限制的國家和地方標準不斷提高。在電力行業已經實現鍋爐煙氣的超低排放標準，即SO2排放小于35mg/Nm³，NOx排放小于50mg/Nm³，塵排放小于10甚至 5mg/Nm³的標準。電力行業采用的技術是高效濕式煙氣脫硫技術，包括氨法、鈣法和鎂法等，可以達到二氧化硫排放標準；脫硝普遍采用以氨為脫硝劑的選擇性催化還原法(SCR)，可以實現NOx的排放標準；除塵普遍采用濕式電除塵器或高效旋流除塵技術實現塵超低排放。近一、兩年來，盡管國家和企業采取了超低排放的煙氣凈化技術，但華北，尤其是北京周邊的霧霾污染仍然十分嚴重，大家開始注意到排煙溫度的問題了。由于要實現超低的二氧化硫排放，必須采用濕式脫硫技術，導致排煙溫度一般低于50℃，容易誘發大氣環境的逆溫現象，從而加劇霧霾的形成。為此，需要對脫硫煙氣進行再熱，實現更好的擴散排放。

現有的技術在鋼鐵企業燒結機煙氣處理和凈化方面不能滿足新的環保標準和要求?，F有的燒結機凈化技術主要在于脫硫和除塵，脫硝還處于空白，煙氣的加熱排放還沒有引起注意。燒結機煙氣脫硫主要采用鈣法，也有較少的氨法，容易產生氣溶膠的二次污染，可以采用增加濕式電除塵器的辦法，但投資高，能耗高。燒結機煙氣脫硝方面，也有文獻報道。由于燒結機煙氣的溫度較低，無法達到SCR的操作溫度(300–400℃)要求。

目前國外的燒結煙氣脫硝技術主要有活性炭(焦)吸附法、循環流化床法、高能輻射—化學法、半干噴霧法和奧鋼聯的MEROS煙氣凈化技術等。目前我國有報道的燒結煙氣脫硝方面的技術，一是太鋼從日本引進的應用于450m²燒結機上活性焦吸附技術，二是馬鋼引進的西門子—奧鋼聯MEROS煙氣凈化技術。這兩種技術都屬于燒結煙氣綜合治理工藝，可同時脫除SO₂、NOx和二英/呋喃等多種污染物?；钚越刮郊夹g工程投資巨大，而MEROS煙氣凈化技術的缺陷是存在二次污染，即含有脫SO₂產生的吸附了二英/呋喃的褐煤炭或活性焦的灰塵，經過多次循環使用后要作廢棄處理。

在SCR方面，為了能夠利用SCR技術，主要是采用了煤氣或天然氣的煙氣外加熱方法，將150℃左右的煙氣加熱到350℃以上，送入到SCR反應器中，高溫煙氣再經過氣氣換熱器回收熱量，無疑地投資大，能耗高。近期，專利201410409670.9 公開了一種燒結節能且多種污染物脫出的工藝和系統，采用兩級氣氣換熱器和補燃燃燒器的方法，提高煙氣溫度，投資也偏大，還消耗額外能源。專利201510573738.1 公開了一種煙氣脫硝的工藝方法，煙氣經過脫硫后采用溴化鋰等介質制冷的方式除濕，將濕度降低到相對濕度20-30％，送到燒結礦冷卻器加熱，再經過高溫除塵，再送到SCR反應器，由于煙氣量巨大，且含濕量很大，投資和能耗也會很大。因此，現有的技術總是存在這樣那樣的問題和缺陷，難以工業化推廣應用。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可實現煙氣廢熱高效回收和超低排放的鐵礦熱耦合超凈排放燒結系統和方法。