[发明专利]高炉热风炉烟气余热深度利用耦合脱硫脱硝工艺

说明书

本发明公开了一种高炉热风炉烟气余热深度利用耦合脱硫脱硝工艺，在热风炉燃烧期内，空气与煤气进入热风炉的燃烧室混合燃烧，产生的高温烟气经蓄热室换热温度后，再经空气烟气切换室由热风炉烟气管道引出，其中，由热风炉烟气管道引出的炉后烟气的部分经空气换热器、煤气换热器、高炉喷吹煤制粉系统回收部分余热后，与其余部分的炉后烟气一同全部进入冶金渣微粉系统的微粉磨，干燥并助磨冶金渣，并在冶金渣微粉中碱土金属氧化物的化学吸收和冶金渣微粉的吸附作用下脱硫脱硝，再进入冶金渣微粉系统的微粉布袋除尘器除尘后外排。本发明投资和运行成本低、对环境友好、节能降耗、可有效回收低温烟气余热，并同时原位实现烟气脱硫脱硝脱二氧化碳。

技术领域

本发明属于冶金能源环保领域，具体的说是一种高炉热风炉烟气余热深度利用耦合脱硫脱硝工艺。

背景技术

高炉冶炼所需的能源主要来自高炉炉顶加入的焦炭、高炉炉腹区域风口喷入的煤粉和热风，以某高炉2016年统计数据为例，吨铁消耗焦炭：303kg；喷煤：181kg；热风带入的热焓：1.8GJ；高炉冶炼的综合能耗约14.5GJ。也就是说高炉热风带入高炉内的能量占高炉总能量消耗的12.4％以上。高风温是现代高炉的重要技术特征。提高风温是增加喷煤量、降低焦比、降低生产成本的主要技术措施。

近几年，国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高，特别是新建设的一批大高炉(大于2000立方米)热风温度均超过1200℃，达到国际先进水平。

鼓入高炉内的高炉热风由高炉热风炉提供。高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配3-4座热风炉，热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000度以上的高温热风。目前先进的现代热风炉风温可以达到1300度，如曹妃甸京唐公司5500立方米高炉采用卡卢金顶燃式热风炉。

高炉热风炉按工作原理可分为蓄热式和换热式两种。

蓄热式热风炉，按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉(简称球炉)和采用格子砖的热风炉，按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种，提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术。如何提高风温，是业内人士长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值煤气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状(如蓄热球)，以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。

蓄热式格子砖热风炉是现代高炉、尤其是大高炉最常用的热风炉形式。换热式热风炉，主是使用耐高温换热器为核心部件，此部件不能使用金属材质换热器，只能使用耐高温陶瓷换热器，高炉煤气在燃烧室内充分燃烧，燃烧后的热空气，经过换热器，把热量换给新鲜的冷空气，可使新鲜空气温度达到1000℃以上。

以顶燃式燃烧方式的蓄热式热风炉为例，热风炉一个工作周期2.25小时，送风0.75小时，燃烧期1.5小时。对煤气、助燃空气低温双预热到200℃进入热风炉燃烧室内燃烧产生高温烟气加热蓄热体，经蓄热体换热后，温度降到400℃左右排出热风炉，并采用废气含氧量分析作为系统反馈环节，参加闭环控制，随时校正空燃比。所以高炉热风炉在为高炉提供高温热风的同时，还产生有大量的热风炉烟气【https://wenku.so.com/d/9b36e50fa40d8aec19c486dc8a9436d7-450，立方米热风炉设计计算】，其烟气量约1400-1500Nm³/t-铁水。目前这些烟气经空气换热器和煤气换热器分别与助燃空气和煤气换热温度降到120-150℃后，除少量进入高炉喷吹煤制粉系统串级利用外，其余直接外排。

由于该烟气是由高炉煤气与空气混合燃烧后产生的，随高炉煤气带入的硫组分燃烧后生成二氧化硫，同时由于燃烧的火焰温度在1300℃以上，烟气中还有少量的氮氧化物产生。因此，直接外排热风炉烟气不仅排出大量的微细煤粉进入大气，同时还含有大量的二氧化碳和一定的硫及硝等污染物随同烟气排向大气，存在明显的资源能源浪费和大气环境污染。