[發明專利]燒結煙氣分區循環偶合煙塵自催化脫硝系統

有效

• 申請號: 201710443496.3
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107051202B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 吳高明;吳曉暉;姚茜;陳旺生;衛書杰
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司;武漢悟拓科技有限公司;武漢科技大學
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明涉及一種燒結煙氣分區循環偶合煙塵自催化脫硝系統，技術方案包括燒結機，所述燒結機的臺車下方設有風箱，風箱底部的出口連通煙氣管道，沿臺車行進方向燒結機依次分為點火段、機頭段、煙氣快速升溫段和機尾段4個區域，所述煙氣管道由主煙道和循環煙氣主煙道組成，所述燒結機機尾段、煙氣快速升溫段和點火段區域下方的風箱連通主煙道，機頭段區域下方風箱經循環煙氣主煙道、循環煙氣除塵器連接燒結機上方的循環煙氣罩。本發明系統簡單、不外購脫硝催化劑、脫硝效果好、余熱回收率高、占地面積小、對環境友好、設備投資和運行成本低。

技術領域

本發明涉及環保領域的煙氣脫硝系統，具體的說是一種燒結煙氣分區循環偶合煙塵自催化脫硝系統。

背景技術

鋼鐵產品是一種典型的、現代社會使用最普遍的、且價格低廉的金屬材料，也是最易于回收和再生的資源。鋼鐵工業在提供優質鋼材、實現能源轉化、消納社會廢物的同時，也因高消耗、高排放、高污染而備受關注。以大氣污染物排放量較大的燒結工序為例，其能耗占鋼鐵生產總能耗的10-20％，煙氣量1500-2500m³/t-s、環冷廢氣量約2200m³/t-s，且煙氣含有粉塵、SO₂、NOx、二噁英、VOCs、重金屬等多種復雜的環境污染物，是鋼鐵業的主要污染源。

國外對燒結煙氣多污染物控制技術，主要包括脫硫技術、活性焦一體化技術、循環燒結技術、組合式脫硫+脫硝技術等。目前主流的煙氣濕法脫硫+SCR脫硝工藝。

近年來，國內鋼鐵行業加強了污染物協同控制的力度，在“十二五”對所有的燒結煙氣均實施脫硫凈化處理。在脫硝方面，2010年，太鋼引進住友重工活性焦煙氣凈化裝置，實現了SO₂、部分NOx、二噁英、重金屬、粉塵等的聯合脫除，該技術目前已實現了國產化。2013年9月，臺灣中鋼對其4號燒結機實施了濕式氧化鎂脫硫+SCR脫硝工藝。在國內的鋼鐵行業內，對焦爐煙氣采用鈉基SDA+SCR脫硝，已有多處理工程實施例。

從以上的技術及工程案例可看出，目前對鋼鐵工業大氣污染物的治理工藝大都集中于單個污染物的單體技術的研究開發，導致煙氣治理工藝路線長、占地面積大、過程控制復雜、投資大、運行成本高等一系列問題，給鋼鐵企業帶來了巨大的成本壓力。特別是當前較普遍認可的SCR脫硝技術在燒結煙氣治理中應用時，由于硫會引起催化劑中毒，SCR脫硝系統普遍設置在脫硫系統后，導致煙氣溫度進一步降低，遠低于SCR脫硝溫度窗口。所以在當前燒結煙氣SCR脫硝工程案例中，需提供額外能量使煙氣升溫達到SCR脫硝溫度窗口，額外增加的脫硝成本。同時，SCR脫硝催化劑含有貴金屬，制造成本高，失效后處置難度大。

針對這些問題，通過燒結工序源頭、工藝生產全過程調控，開發燒結煙氣多污染物全過程控制耦合技術，已成為鋼鐵燒結工序污染減排的研究熱點。

在污染物源頭及過程控制技術中，燒結煙氣循環是目前推行的燒結煙氣污染物減排較為有效的手段之一。如沙鋼將燒結機頭部5個風箱和尾部1個風箱的煙氣循環使用，循環煙氣經過多管除塵器除塵后，由循環風機送至燒結機臺車上方的循環煙氣罩內重新參與燒結過程。采用頭尾風箱循環既能充分利用高含氧量煙氣，也便于循環煙氣溫度控制。

盡管燒結煙氣循環具有一定的節能、減排效果，但燒結機實際運行中，由于燒結機不同區域形成的煙氣組成及性質差別較大，如圖1、圖2所示，在燒結機后段，燒結煙氣溫度較高，CO和NOx濃度較低，采用沙鋼模式進行燒結煙氣循環時，其節能與減排基本上是不相融的。同時，循環煙氣進入燒結機中部，污染物只會進一步富集，外排煙氣中污染物總量減排效果并不明顯。

所以采用煙氣循環時，要根據燒結機不同區域形成的煙氣的性質、組成不同的特點，并結合燒結機不同區域的燒結礦對煙氣污染物的去除效果不同，進行的煙氣定向循環，以實現污染物減排的目的。