專利名稱：提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燒結(jié)煙氣循環(huán)氮氧化合物(NOx)減排，符合國家環(huán)境保護政策和節(jié)能減排及低碳經(jīng)濟要求，屬鋼鐵冶金領(lǐng)域的燒結(jié)煙氣氮氧化合物減排技術(shù)，是一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)的重要工藝單元。燒結(jié)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生多種大氣污染物，如顆粒物、NOx、SO2, CO、HCl、HF、堿金屬、多種重金屬和包括P⑶D/F在內(nèi)的多種有機物等。燒結(jié)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)最大的NOx排放源，該單元NOx排放量占全廠排放總量的50% 60% (不含自備電廠)，濃度范圍一般為150 700mg/Nm3，平均濃度大致為250 350mg/Nm3。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們對環(huán)境保護要求的日益提高，國家對氮氧化物的排放要求將會更加嚴格；國家環(huán)保部已將NOx列入“十二五”總量控制指標，火電行業(yè)NOx減排將首當其沖，預(yù)計 “十二五”中后期會將鋼鐵行業(yè)的NOx減排提上議事日程。目前，國內(nèi)燃燒煙氣脫硝技術(shù)已經(jīng)在電廠開始應(yīng)用，技術(shù)上也相對成熟，以氨作還原劑的SCR催化還原減排技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。但燒結(jié)不同于電廠，燒結(jié)機煙氣與電廠燃煤鍋爐煙氣有很大的不同，將電廠SCR脫硝工藝直接搬到鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)機上是行不通的， 而且運行成本大得驚人，這是由于以下原因
燒結(jié)機煙氣成份復(fù)雜、波動性大，具有如下特點一是煙氣量大，每噸燒結(jié)礦產(chǎn)生的煙氣量在；3500 5000m3 (工況);二是NOx濃度波動大，濃度范圍一般在150 700mg/Nm3 ；三是各風(fēng)箱煙氣溫度變化大，一般為50°C 400°C ；四是煙氣流量變化大，變化幅度可達40% 左右；五是煙氣中水分含量大且不穩(wěn)定，一般為10% 13%;六是含氧量高，一般為13% 19% ；七是煙氣中含有多種污染物，除顆粒物、S02、NOx外，還含有堿金屬、重金屬、P⑶D/F以及其它多種有機物；八是總煙氣中的NOx平均濃度偏低，一般為250 400mg/Nm3，遠低于電廠烯煤鍋爐煙氣，不利于提高脫除效率；九是將電廠SCR工藝照搬用到燒結(jié)機上，由于催化劑和氨還原劑的消耗將會使得單位NOx的脫除成本高得驚人。燒結(jié)機煙氣循環(huán)脫NOx可以做到負能耗運行，但只能脫除循環(huán)煙氣中60% 70% 的 NOx。燒結(jié)機煙氣循環(huán)在上個世紀中葉就被提出來了，直至上個世紀80年代的后期才開始研發(fā)實施；這一技術(shù)是在熱風(fēng)燒結(jié)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，也屬熱風(fēng)燒結(jié)的一種。國外實施燒結(jié)機煙氣循環(huán)的有荷蘭Hoogovens Ijmuiden廠132m2燒結(jié)機(煙氣循環(huán)率40% 45%)、 德國克魯斯廠三臺燒結(jié)機(煙氣循環(huán)率40% 50%)、新日鐵480m2燒結(jié)機(煙氣循環(huán)率2890、 VAI鋼鐵冶煉公司190m2燒結(jié)機(1/3的風(fēng)箱數(shù)參與循環(huán))等，中國臺灣的中鋼(改造后的XX 燒結(jié)機)和中鋼控股的龍鋼也實施了該技術(shù)。該技術(shù)在中國大陸尚屬空白，處在研發(fā)階段。有鑒于此，尋求一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法成為該領(lǐng)域技術(shù)人員的追求目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法， 它克服了現(xiàn)有技術(shù)的困難，是一種實現(xiàn)低成本、低能耗提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)脫NOx的技術(shù)方法，在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上將一種鐵礦均勻地加入燒結(jié)料中，從而提高NOx的脫除效率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟
(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環(huán)，尤其是從機頭至機尾20%至70% 之間的區(qū)域抽取煙氣進行煙氣循環(huán)；在燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于 18% ；
(2)在燒結(jié)輔料中均勻配入一種鐵礦作為催化劑。所述步驟(1)中的最大循環(huán)量為50%。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上，用于提高NOx催化減排效率的上述鐵礦可以混入燒結(jié)輔料一并加工后配入燒結(jié)料，不需要增加任何設(shè)備、設(shè)施和建設(shè)投資。2、在不增加任何設(shè)備和建設(shè)投資的情況下，可以使循環(huán)煙氣中NOx的減排效率提高20%左右(由原來的60% 70%提高至80% 90%)，進一步強化了煙氣循環(huán)的NOx減排效果。3、這種鐵礦來源比較廣泛，而且價格低廉，不需要如常規(guī)SCR催化劑那樣復(fù)雜的生產(chǎn)及加工過程，只需要簡易的機械加工即可以直接使用。4、這種起催化作用的鐵礦的主要成份屬燒結(jié)配料有用成份，對一般鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)沒有不利影響。5、在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上，購進這種鐵礦后隨時都可以施行，不需要建設(shè)周期。由于現(xiàn)有燒結(jié)機煙氣循環(huán)脫NOx可以做到負能耗運行，但只能脫除循環(huán)煙氣中 60% 70%的NOx。本發(fā)明的技術(shù)實施是在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上進行的，可以在不增加設(shè)備和建設(shè)投資、不增加能耗和運行成本的情況下將循環(huán)煙氣的脫NOx效率提高至80% 90%。


圖1為本發(fā)明的第一實施例的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的第二實施例的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。附圖標記
1為上部煙罩，2為循環(huán)風(fēng)機，3為循環(huán)除塵器，4為混風(fēng)調(diào)節(jié)閥，5為混風(fēng)調(diào)節(jié)管道，6為循環(huán)管道，7為擋板閥，8為主除塵器，9為脫硫裝置，10為風(fēng)機，11為煙囪，12為粗除塵器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。實施例1參看圖1，本發(fā)明提供了一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟
(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環(huán)；
(2)在燒結(jié)輔料中均勻配入此種鐵礦催化劑。燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于18%，最大循環(huán)量為50%。本實施例的實施方式如下
如圖1所示，圖中標號1為上部煙罩，2為循環(huán)風(fēng)機，4為混風(fēng)調(diào)節(jié)閥，5為混風(fēng)調(diào)節(jié)管道，6為循環(huán)管道，7為擋板閥，8為主除塵器，9為脫硫裝置，10為風(fēng)機，11為煙囪，12為粗除塵器。由于燒結(jié)機煙氣量比較大，NOx平均濃度要比電廠燃煤鍋爐低得多，可以從主煙道抽取總煙氣中的一部分煙氣進行煙氣循環(huán)(最大循環(huán)量可以達到50%左右)，然后在燒結(jié)輔料中配入這種鐵礦即可。實施的關(guān)鍵是其一，這種鐵礦應(yīng)均勻地混入配入量比較小的燒結(jié)輔料中使用，這樣可以使這種鐵礦在燒結(jié)配料中的分布更加均勻；其二，燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于18%，主煙道循環(huán)煙氣中的含氧量不夠可采用環(huán)冷機熱風(fēng)補充。實施例2
參看圖2，本發(fā)明提供了一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟
(1)從機頭至機尾20%至70%之間的區(qū)域抽取煙氣進行煙氣循環(huán)；
(2)在燒結(jié)輔料中均勻配入此種鐵礦作為催化劑。燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于18%，最大循環(huán)量為50%。本實施例的實施方式如下
如圖2所示，圖中標號1為上部煙罩，2為循環(huán)風(fēng)機，3為循環(huán)除塵器，4為混風(fēng)調(diào)節(jié)閥， 5為混風(fēng)調(diào)節(jié)管道，6為循環(huán)管道，7為擋板閥，8為主除塵器，9為脫硫裝置，10為風(fēng)機，11為煙囪。由于燒結(jié)機各風(fēng)箱排出煙氣中NOx的濃度峰值大致出現(xiàn)沿?zé)Y(jié)機機頭至機尾水平方向的1/3處，此處的NOx濃度峰值可達全煙氣NOx平均濃度的3 4倍，據(jù)此，可以將燒結(jié)機機頭至機尾劃分成高濃度區(qū)域(從機頭至機尾20%至70%之間的區(qū)域)和低濃度區(qū)域 (其余部分)，高濃度區(qū)域NOx的產(chǎn)生量占NOx總產(chǎn)生量的70% 80%，部分煙氣循環(huán)脫硝可以只取這部分高濃度煙氣用于循環(huán)，這樣可以進一步提高NOx的減排效率。實施的關(guān)鍵是其一，這種鐵礦應(yīng)均勻地混入配入量比較小的燒結(jié)輔料中使用，這樣可以使這種鐵礦在燒結(jié)配料中的分布更加均勻；其二，燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于18%，主煙道循環(huán)煙氣中的含氧量不夠可采用環(huán)冷機熱風(fēng)補充。由于從燒結(jié)機機頭至機尾方向大約20% 70%之間的區(qū)域為氮氧化物高濃度區(qū)域，此區(qū)域的煙氣量大約占整臺燒結(jié)機總煙氣量的40% 50%，而NOx總量則要占到整個燒結(jié)機產(chǎn)生總量的65% 80%，此區(qū)間NOx的濃度峰值可達全煙氣NOx平均濃度的3 4倍。 取這部分煙氣循環(huán)可以達到較好的負能耗減排效果，一般情況下循環(huán)煙氣中的NOx減排效率可以達到60% 70%?；蛘呤侨∪珶煔庵械牟糠譄煔膺M行循環(huán)，NOx減排效率也可達到 60% 70%ο
通過研究發(fā)現(xiàn)含NOx的循環(huán)煙氣通過燒結(jié)床1300°C以上高溫料層時能被CO還原，化學(xué)反應(yīng)方程式為“2N0+2C0 = N2+2C02”，是燒結(jié)配料中的某些物質(zhì)起到了催化作用， 但直至目前人們對這種催化還原的機理仍不清楚。將這種鐵礦均勻地加入燒結(jié)料中，這種 “催化”作用將會被強化，脫NOx效率可以提高20%左右，即將煙氣循環(huán)的脫硝效率由原來的 60% 70%提高至80% 90%，NOx減排效果比較明顯。這種鐵礦來源比較廣泛且含有燒結(jié)配料有用成份，對于一般鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)沒有不利影響。本發(fā)明的目的就是要根據(jù)上述研究結(jié)果提供一種低成本、低能耗的提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)脫NOx的技術(shù)方法；其技術(shù)關(guān)鍵在于，在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上將一種鐵礦均勻地加入燒結(jié)料中，從而提高NOx的脫除效率。當然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當認識到，上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變化、 變型等都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法，其特征在于，包括以下步驟(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環(huán)，尤其是從機頭至機尾20%至70% 之間的區(qū)域抽取煙氣進行煙氣循環(huán)；在燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于 18% ；(2)在燒結(jié)輔料中均勻配入一種鐵礦作為催化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法，其特征在于所述步驟(1)中的最大循環(huán)量為50%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環(huán)，尤其是從機頭至機尾20%至70%之間的區(qū)域抽取煙氣進行煙氣循環(huán)；在燒結(jié)臺車上部循環(huán)罩內(nèi)煙氣中的含氧量應(yīng)不低于18%；(2)在燒結(jié)輔料中均勻配入一種鐵礦作為催化劑。本發(fā)明提供一種低成本、低能耗的提高燒結(jié)機煙氣循環(huán)脫NOx的技術(shù)方法；其技術(shù)關(guān)鍵在于，在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上將一種鐵礦均勻地加入燒結(jié)料中，從而提高NOx的脫除效率。本發(fā)明的技術(shù)實施是在燒結(jié)機煙氣循環(huán)的基礎(chǔ)上進行的，可以在不增加設(shè)備和建設(shè)投資、不增加能耗和運行成本的情況下將循環(huán)煙氣的脫NOx效率提高至80%～90%。
文檔編號B01D53/86GK102188905SQ201110121310
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者吳偉, 張傳秀 申請人:寶鋼工程技術(shù)集團有限公司