[发明专利]烧结烟气全流程净化系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结烟气净化技术领域，尤其涉及一种烧结烟气全流程净化系统及其方法。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，环境问题得到人们越来越多的重视，而作为与空气质量密切相关的污染物，氮氧化物一直受到国家的重点关注。根据环保部统计数据，2015年全国工业废气排放NOx共计1180.9万吨，其中黑色金属冶炼及压延加工排放104万吨，是三大排放源之一。钢铁企业(黑色金属冶炼)烧结机作为重点NOx排放源，其烟气脱硝也受到越来越多的关注，2017年6月中国环境保护部发布“关于征求《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿)意见的函【环办大气函[2017]924号】”，要求将烧结机机头烟气中氮氧化物排放指标从现有的300mg/Nm³修改为100mg/Nm³，二氧化硫排放指标从现有的180mg/Nm³修改为50mg/Nm³。

烧结机是钢铁厂最大的SO₂和NOx排放源，目前基本上所有烧结机都设置了脱硫设施，大部分为湿法，仅需通过提标改造即可实现SO₂达标排放，所以目前重点在于NOx控制。烧结机NOx排放量约占钢铁厂排放量的50％～60％(不含自备电厂)，平均排放浓度通常在200mg/Nm³～400mg/Nm³，也有150mg/Nm³～700mg/Nm³的情况，烟气中SO₂浓度一般在1000～3000mg/Nm³，烟气排放温度多为100℃-180℃，显然氮氧化物排放浓度无法达到修改单中的指标要求，必须增设脱硝设施。目前可能用于烧结烟气脱硝的技术方向有三个：第一个是活性炭脱硫脱硝，该方法能一体化脱除烟气中多种污染物，但是其造价高昂，运行成本很高，这对于业主都是非常难以承受的代价；第二个是氧化法脱硝，这个方法通过氧化剂氧化NO，并利用现有湿法脱硫吸收氮氧化物从而实现脱硝目的，但是这个方法还在发展阶段，能耗过高而且脱硝效率比较低；第三个则是借鉴电力行业的SCR(选择性催化还原Selective Catalytic Reduction)脱硝，虽然电力行业SCR脱硝已经非常成熟，但由于烧结烟气的低温低浓度等特性，难以直接使用SCR脱硝技术。

现有技术中公开了一种烧结烟气脱硝系统，该工艺将烧结工序所有高温燃烧段的烟气(温度300℃～400℃)引出，依次送入除尘系统和SCR脱硝系统实现烟气的净化，并在高温燃烧段的每个引出管上设置自动调节阀，在SCR脱硝系统前喷入还原剂。该技术选择性的将烧结机高温烟气引出，并进行除尘和脱硝，实现高温烟气脱硝，但是大量研究表明，烧结机烟气的高温段和氮氧化物高浓度段并不完全重叠，即氮氧化物浓度高的烟气，和温度高的烟气，并不是同一部分。除了烧结机的机头和机尾部分，其余大部分烟气中氮氧化物浓度都较高，而高温烟气往往是接近机尾的部分，该技术只取高温烟气(同时也是部分烟气)进行脱硝，最终烟囱排放处的氮氧化物不能满足前述修改单(【环办大气函[2017]924号】)的排放指标。

现有技术中还公开了一种提高烧结烟气温度及烧结烟气SCR脱硝与余热产蒸汽系统的方法，该工艺通过采用梯级循环技术回收烧结机环冷余热提高烧结后段烟气至300℃以上，然后将后段这部分烟气依次进行除尘、SCR脱硝和余热回收，该方法可以直接使用成熟的中温催化剂，实现脱硝。该技术中，SCR脱硝系统只对后段烟气进行了脱硝，然后将脱硝烟气(脱除90％的氮氧化物)与其他未脱硝烟气混合后排放，但是只对部分烟气进行脱硝是无法达到前述修改单所要求的排放指标的。

烧结烟气中氮氧化物浓度一般在300mg/Nm³左右(也有高达500mg/Nm³以上的情况)，要实现修改单最新要求的100mg/Nm³需要对全部烟气进行脱硝；另外烧结烟气温度通常仅100℃～180℃，目前烧结机基本都设置有脱硫设施且大部分是湿法，脱硫设施后温度仅50℃～100℃，均无法达到中温催化剂所要求的300℃以上(或者暂发展未成熟的低温催化剂要求的200℃以上)，如果升温后再中温脱硝又需要消耗能源，且烧结脱硫系统入口要求烟温不能过高(湿法脱硫一般120℃以下、半干法脱硫120℃～170℃)。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种烧结烟气全流程净化系统及其方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容