一種鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，將位于燒結機機尾含O2濃度高的燒結煙氣循環(huán)到燒結機頭部燒結料面的頭部煙罩中，將燒結機中尾部風箱中SO2濃度最高的2～3個風箱的煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，中尾部剩余風箱的煙氣循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩中。采用分段煙氣循環(huán)后，可保證SO2不被富集在燒結礦中，同時粉塵排放減少20～40%、NOx20～40%、二噁英50～80%、CO20～45%。
【專利說明】一種鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵礦燒結的方法，特別是涉及一種煙氣循環(huán)降低燒結污染物排放的方法。
【背景技術】
[0002]鋼鐵行業(yè)是典型的高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)，其節(jié)能減排對我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。我國鋼鐵工業(yè)的煉鐵系統(tǒng)以燒結-高爐流程為主，燒結礦是高爐煉鐵的主要爐料，在我國占75%左右。燒結生產(chǎn)的工序能耗高，且燒結過程排放的煙氣含有粉塵、COx, SOx, NOx以及二噁英和呋喃等高致癌物質(zhì)，還排放酸性氣體、重金屬和堿金屬等多種污染物。由于其廢氣量大、污染物種類多，是鋼鐵工業(yè)中重要的大氣污染源。當前，我國燒結煙氣凈化設施大多是針對單種污染物，例如單一的除塵工藝、脫硫工藝、脫硝工藝等。隨著環(huán)境對污染物減排的要求日益嚴格，近年國家對污染物減排十分重視，要求對多種污染物進行綜合減排。
[0003]為降低廢氣處理成本，利用燒結煙氣的余熱，國外在20世紀末開始研究將燒結機大煙道中部分高溫廢氣循環(huán)到燒結機前半部進行再利用的新方法。煙氣循環(huán)到燒結料層時，煙氣中的粉塵部分會被吸附并滯留于燒結料層中，以及煙氣中的NOx被部分降解，二噁英在高溫下會被熱解；同時煙氣中的CO、CH等化合物在燒結過程中發(fā)生二次燃燒放熱，可降低固體燃耗，進一步降低N0x、S02等的排放。因此，煙氣循環(huán)對污染物具有顯著的綜合減排效果。
[0004]目前，國內(nèi)外主要有5種煙氣循環(huán)方法，荷蘭艾默伊登鋼鐵廠的EOS工藝、德國HKM的LEEP工藝、奧鋼聯(lián)林茨鋼廠的EP0SINT工藝、日本新日鐵區(qū)域性廢氣循環(huán)工藝以及我國寶鋼開發(fā)的燒結機廢氣余熱循環(huán)工藝。當前的循環(huán)工藝多采用一段循環(huán)，難以在燒結礦不富集硫的條件下實現(xiàn)最大化程度的多種污染物綜合減排。例如LEEP工藝和EP0SINT工藝，主要將燒結機中尾部的煙氣循環(huán)，因中尾部煙氣中SO2濃度高，SO2易在循環(huán)過程中被吸附在燒結礦中而導致硫富集；而新日鐵和寶鋼的循環(huán)技術，只將燒結機尾部的高溫煙氣進行循環(huán)，而含有高SO2、二噁英/呋喃、PAHs、重金屬等的中尾部煙氣沒有得到有效處理，即使采用脫硫的凈化技術，二噁英/呋喃、PAHs和重金屬等也易吸附在脫硫副產(chǎn)物中而造成環(huán)境污染。
[0005]本發(fā)明針對燒結煙氣中污染物的排放特點，通過合理設計煙氣循環(huán)方式，開發(fā)一種煙氣多段循環(huán)的方法，使得SO2不會明顯富集，同時使二噁英/呋喃、PAHs、重金屬等多種污染物得到有效減排。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種保證在煙氣循環(huán)過程不發(fā)生明顯的SO2富集，使二噁英/呋喃、PAHs和重金屬等多種污染物得到有效減排的鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法。[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，根據(jù)燒結機長度方向不同位置煙氣成分的特點，將燒結煙氣分為低溫、高水蒸氣的頭部煙氣，高S02、高污染物中尾部煙氣和高溫、高O2尾部煙氣，將煙氣進行分段合理循環(huán)，將燒結機尾部占燒結機長度1/10?1/6的風箱煙氣循環(huán)至燒結機頭部燒結料面的頭部煙罩中，保持煙氣溫度為200?300°C、O2含量不低于18%，頭部煙罩占燒結機面積的15?25%，同時將燒結機中尾部占燒結機長度1/4?1/3的風箱煙氣進行分類處理，將其中SO2濃度最高的2?3個風箱的煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，中尾部剩余風箱煙氣的循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩中，保證進入中部料面的氣體O2含量不低于15%、SO2濃度不高于800ppm，中部煙罩占燒結機面積的25?45%。
[0008]所述的頭部煙罩中的溫度和02含量通過兌入空氣或燒結環(huán)冷機熱廢氣進行調(diào)控。
[0009]所述的中部煙罩中的O2含量和SO2濃度通過兌入空氣或燒結環(huán)冷機熱廢氣保證。
[0010]將燒結機頭部占燒結機長度1/2?13/20的煙氣通過除塵后進行放散，除塵前通過兌入燒結環(huán)冷機低溫段廢氣保證進入除塵系統(tǒng)的氣體溫度達到110°C，使其高于煙氣的
露點溫度。
[0011]采用上述技術方案的鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，通過開發(fā)合理的煙氣循環(huán)方式(煙氣導出位置、導入位置)控制進入燒結料面氣體的SO2濃度，從而保證煙氣循環(huán)過程不發(fā)生明顯的SO2富集；同時根據(jù)中尾部污染物排放的特點，將SO2濃度最高的煙氣分出直接脫硫處理，而含有較高SO2濃度和高污染物含量的煙氣循環(huán)至燒結機中部料面，使二噁英/呋喃、PAHs在循環(huán)過程中降解，重金屬等冷凝在燒結礦中。
[0012]本發(fā)明的特征及帶來的有益效果:
[0013](I)將燒結機尾部的高溫、高O2煙氣循環(huán)到燒結機頭部，有利于提高表層物料的燒結溫度、延長高溫時間，促進燒結物料成礦，減少表層燒結礦中游離CaO含量，抑制循環(huán)過程SO2的吸附。
[0014](2)利用SO2呈峰值排放的特點，以及二噁英/呋喃、PAHs和重金屬等主要在SO2峰值濃度前排放的規(guī)律，將中尾部中SO2濃度最高的風箱煙氣抽出脫硫，而將剩余風箱的煙氣循環(huán)到燒結機中部料面，可保證二噁英/呋喃、PAHs和重金屬等在循環(huán)過程中得到減排。
[0015](3)因分段循環(huán)是根據(jù)燒結的特點以及煙氣排放的特點而開發(fā)的，不但利用了燒結煙氣的余熱，同時考慮了多種污染物的綜合減排，以及避免了 SO2在循環(huán)過程中富集在燒結礦中，因此，采用本發(fā)明的分段循環(huán)工藝，不會影響燒結礦的產(chǎn)量、質(zhì)量指標，而且不會增加燒結礦的硫含量，并起到了節(jié)能減排的作用?？蓽p少煙氣排放25?45%，減少粉塵排放20 ?40%、N0X20 ?40%、二噁英 50 ?80%、C020 ?45%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明煙氣循環(huán)燒結的方法示意圖。
[0017]圖中:I一燒結機I，2—頭部煙罩2，3—中部煙罩3，4一循環(huán)管道4，5—風箱5，6—第一風機6，7—第一除塵器7，8—循環(huán)煙道8，9一主煙道9，10—煙囪10，11 一第二風機11，12—第二除塵器12。
【具體實施方式】[0018]參見圖1，燒結機I上設有頭部煙罩2和中部煙罩3，燒結機I的機尾的3個風箱5連接到頭部煙罩2，燒結機I的中尾部占燒結機長度1/4?1/3的風箱5煙氣進行分類處理，將其中SO2濃度最高的2?3個風箱5的煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，中尾部剩余風箱5的煙氣的采用第一除塵器7、第一風機6和循環(huán)管道4循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩3中，燒結機I的頭部占燒結機長度1/2?13/20的風箱5的煙氣通過第二除塵器12和第二風機11后與煙囪10連接。
[0019]參見圖1，一種鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，根據(jù)燒結機長度方向不同位置煙氣成分的特點，將燒結煙氣分為低溫、高水蒸氣的頭部煙氣，高SO2、高污染物中尾部煙氣和高溫、高O2尾部煙氣，將煙氣進行分段合理循環(huán)，將燒結機尾部占燒結機長度1/10?1/6的風箱煙氣循環(huán)至燒結機頭部燒結料面的頭部煙罩中，保持煙氣溫度為200?300°C、02含量不低于18%，溫度和O2含量通過兌入空氣或燒結環(huán)冷機熱廢氣進行調(diào)控，頭部煙罩占燒結機面積的15?25%，同時將燒結機中尾部占燒結機長度1/4?1/3的風箱煙氣進行分類處理，將其中SO2濃度最高的2?3個風箱的煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，中尾部剩余風箱煙氣的循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩中，通過兌入空氣或燒結環(huán)冷機熱廢氣保證進入中部料面的氣體O2含量不低于15%、SO2濃度不高于800ppm,中部煙罩占燒結機面積的25?45% ;將燒結機頭部占燒結機長度1/2?13/20的煙氣通過除塵后進行放散，除塵前通過兌入燒結環(huán)冷機低溫段廢氣保證進入除塵系統(tǒng)的氣體溫度達到110°C，使其高于煙氣的露點溫度。
[0020]下面實例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制發(fā)明的范圍。
[0021]實施例1:
[0022]按照混勻鐵礦60.73%、白云石5.58%、石灰石2.16%、生石灰4.62%、燒結返礦23.08%、焦粉3.85%的質(zhì)量比配料(獲得燒結礦化學成分為:TFe57.5%、Si024.82%、R2.0、Mg02.0%)。燒結機I面積為450m2，總共24個風箱5。從燒結機I的機尾21?24號風箱5中(占燒結機長度1/6)引出煙氣循環(huán)到頭部燒結料層的頭部煙罩2中，進入料面氣體溫度為200°C、02含量18%，頭部煙罩2占燒結機I面積的25%。將燒結機I中尾部(占燒結機長度1/3，計8個風箱)中SO2濃度最高的17?19號風箱5的煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，將中尾部剩余風箱5的煙氣循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩3中，進入中部料面的氣體O2含量為15%、S02濃度800ppm，中部煙罩3占燒結機面積的45%。與普通燒結相比，采用分段煙氣循環(huán)燒結技術，可減少粉塵30%、N0X35%、二噁英60%、C030%。
[0023]實施例2:
[0024]按照混勻鐵礦61.03%、白云石6.12%、石灰石2.27%、生石灰3.50%、燒結返礦23.08%、無煙煤4.00%的質(zhì)量比配料(獲得燒結礦化學成分為:TFe58.02%、Si025.05%、Rl.90、Mg02.20%)。燒結機I面積為360m2，總共20個風箱。從燒結機I機尾19?20號風箱5中(占燒結機長度1/10)引出煙氣循環(huán)到頭部燒結料層的頭部煙罩2中，進入料面氣體溫度為300°C、02含量19%，頭部煙罩2占燒結機面積的15%。將燒結機中尾部(占燒結機長度1/4，計5個風箱)中SO2濃度最高的16?17號風箱5煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，將中尾部剩余風箱5的煙氣循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩3中，進入中部料面的氣體O2含量為17%、S02濃度600ppm，中部煙罩3占燒結機I的面積的25%。與普通燒結相比，采用分段煙氣循環(huán)燒結技術，可減少粉塵20%、N0X25%、二噁英50%、C020%。
【權利要求】
1.一種鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，根據(jù)燒結機長度方向不同位置煙氣成分的特點，將燒結煙氣分為低溫、高水蒸氣的頭部煙氣，高SO2、高污染物中尾部煙氣和高溫、高O2尾部煙氣，將煙氣進行分段合理循環(huán)，其特征在于:將燒結機尾部占燒結機長度1/10?1/6的風箱煙氣循環(huán)至燒結機頭部燒結料面的頭部煙罩中，保持煙氣溫度為200?300°C、O2含量不低于18%,頭部煙罩占燒結機面積的15?25%,同時將燒結機中尾部占燒結機長度1/4?1/3的風箱煙氣進行分類處理，將其中SO2濃度最高的2?3個風箱的煙氣送至脫硫系統(tǒng)進行脫硫，中尾部剩余風箱煙氣的循環(huán)至燒結機中部料面的中部煙罩中，保證進入中部料面的氣體O2含量不低于15%、SO2濃度不高于800ppm,中部煙罩占燒結機面積的25?45%。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，其特征在于:所述的頭部煙罩中的溫度和O2含量通過兌入空氣或燒結環(huán)冷機熱廢氣進行調(diào)控。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，其特征在于:所述的中部煙罩中的O2含量和SO2濃度通過兌入空氣或燒結環(huán)冷機熱廢氣保證。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的鐵礦燒結煙氣分段循環(huán)的方法，其特征在于:將燒結機頭部占燒結機長度1/2?13/20的煙氣通過除塵后進行放散，除塵前通過兌入燒結環(huán)冷機低溫段廢氣保證進入除塵系統(tǒng)的氣體溫度達到110°C，使其高于煙氣的露點溫度。
【文檔編號】F27D17/00GK103499216SQ201310443223
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】甘敏, 范曉慧, 陳許玲, 姜濤, 李光輝, 袁禮順, 余志元, 季志云, 鄧瓊, 黃云松, 黃曉賢, 黃柱成, 郭宇峰, 楊永斌, 張元波, 李騫, 白國華, 許斌, 周陽, 王劍, 曾金林 申請人:中南大學