[发明专利]一种低碳烧结系统及工艺方法

说明书

本发明涉及一种低碳烧结系统及工艺方法，属于冶金工业低碳冶金领域，解决了现有技术中烧结工艺能耗高、碳排放量大、污染物多等问题。该方法通过采用热风炉提供高温热风，然后高温热风代替大部分烧结配料中的碳进入烧结机料面，利用热风中的热量与配料中的碳的燃烧产生的热为烧结过程提供热量，进而实现低碳烧结，同时可以大幅度降低后续烧结烟气处理量和处理成本。实现了降低烧结配碳量，具有低能耗、污染物少、环保等优点，符合国家提倡的节能绿色冶金。

技术领域

本发明涉及冶金工业烧结过程的低碳绿色烧结领域，尤其涉及一种低碳烧结系统及工艺方法。

背景技术

烧结是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。一般烧结原料中的配燃料量(焦粉和煤粉)为4％，同时烧结过程中产生大量的SO₂、NO_x等污染物，属于钢铁长流程中污染物排放最大的工序，而这些污染物的主要来源就是燃料，因此，降低烧结过程的配碳量可以有效实现污染物的排放，同时降低烧结过程CO₂的排放。

现在烧结过程中也提出了热风烧结，这种热风烧结主要是将部分烧结烟气进行循环，利用循环烟气150-200℃的显热，可以少量降低烧结配碳量，同时降低污染物排放。但是这种热风烧结的热风温度较低，一般都不超过200℃，普通热风烧结对烧结过程的配碳量降低非常有限，不能实现大幅度降低烧结配碳量，因此对烧结污染物的排放的减少作用非常有限。

CN112831652A公开了一种采用高风温提供热量的无碳烧结系统，通过烟气炉为烧结机提供热量，向烟气炉通入一定比例的焦炉煤气和空气，通过燃烧形成高温气体主要成分为CO₂和H₂O，含氧量极低。虽然高温气体仅为烧结过程提供热量，不参与烧结过程的化学反应，但实际应用范围较小，因为大部分烧结矿需要配碳等作为还原剂，在低氧环境下，碳质还原剂无法发挥其作用，大大影响烧结效果。

基于上述问题，目前亟需一种既能提供高温热风又能不降低含氧量对大部分矿烧结的低碳烧结系统及工艺方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明提出的一种低碳烧结系统及工艺方法，目的在于采用蓄热式热风炉为烧结机提供高温空气，高温空气的显热代替烧结原料中的含碳燃料燃烧放出的热量，在高温空气中通入氧气实现富氧烧结，解决了目前现有烧结工艺焦炭/煤粉消耗量大、污染物排放多的技术难题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种低碳烧结系统，其特征在于，包括依次管道连接的风源系统、热风炉系统和烧结机系统；

风源系统包括常温空气、中温空气或和/或烟气供应单元，来自风源系统的风进入所述热风炉系统；

热风炉系统为烧结机系统提供烧结用高温热风；

热风炉系统和烧结机系统的连接管道上设置有供氧系统。

进一步地，上述热风炉系统由两组及以上蓄热式热风炉组成，采用的燃料为甲烷、氢气、煤气中的一种或两种以上。

进一步地，上述烧结机系统包括烧结机和设置在烧结机上方的热风罩；上述热风罩通过热风管道与热风炉系统连接，高温热风通过热风罩送到烧结机料面。

进一步地，上述烧低温结系统还包括燃气系统，上述热风罩与燃气系统连接，燃气系统为烧结机提供二次补温，且燃气系统的燃气通入量可调。

另一方面，本发明提供了一种低碳烧结方法，采用上述的低碳烧结系统，方法包括下述步骤：

(1)常温空气、中温空气或和/或烟气通入热风炉，产生高温热风为；