[发明专利]一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺

说明书

本发明涉及一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺，技术方案包括烧结烟气穿过烧结料层、底料、烧结机的台车底部篦子、风箱进入烟气管道，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，所述烟气管道包括主烟道和循环烟气主烟道，所述机尾段、烟气快速升温段和点火段区域下方风箱收集的烧结烟气进入主烟道；所述烧结机机头段区域下方风箱收集的烧结烟气进入循环烟气主烟道，再经循环烟气除尘器除尘后送入布置在烧结机机尾段和烟气快速升温段台车上方的循环烟气罩内，再次进入烧结料层。本发明工艺流程简单、不外购脱硝催化剂实现烧结烟尘自催化脱硝、脱硝效果好、余热回收率高、占地面积小、对环境友好、脱硝设备投资省、脱硝运行成本低。

技术领域

本发明涉及环保领域的烟气脱硝工艺，具体的说是一种烧结烟气分区循环烟尘催化脱硝工艺

背景技术

烧结过程中NOx排放量约占钢铁厂NOx排放总量的45～48％左右，随着烧结工艺节能技术的发展和环保要求的提高，烧结余热利用和烧结烟气脱硝等已成为降低烧结能耗和满足环保要求的重中之重。

烧结烟气循环是目前推行烧结烟气污染物排放的有效手段之一，其技术方案是将部分风箱支管的烧结烟气或大烟道总管上一部分烧结烟气循环到烧结机台车上部密封罩中，在主抽风机的作用下，循环废气重新参与烧结。其目的是回收烧结烟气中的显热和潜热，降低燃料消耗；烟气循环到烧结料层时，其中的粉尘部分会被吸附并滞留于烧结料层中，NOx被部分降解,二噁英在高温下会被热解,CO和CH化合物等在烧结过程中会发生二次燃烧，可降低固体燃耗，进一步降低NOx和SO₂等的排放。

沙钢将烧结机头部5个风箱和尾部1个风箱的烟气循环使用，循环烟气经过多管除尘器除尘后，由循环风机送至烧结机台车上方的循环烟气罩内重新参与烧结过程。采用头尾风箱循环既能充分利用高含氧量烟气，也便于循环烟气温度控制。

尽管烧结烟气循环具有节能、减排效果，但烧结机实际运行中，进行烧结烟气循环时，其节能与减排基本上是不相融的，烟气循环的目的不同，效果差异也很大。

如图1所示，在烧结机不同区域产生的烟气，其温度及污染物浓度是不同的。若注重节能，希望将烧结机后段的烟气进行循环使用，虽然回收了烟气余热，但减排的效果只体现在烟气量的减少上，其主要污染物(NOx和SO₂等)减排量并不明显；若注重减排，应将烧结机前段的烟气进行循环使用，由于该区域的烟气温度较低，基本体现不出节能效果。若采用外循环的方式，节能和减排效果均不显著。另外在现有的循环方案中，烟气回送到烧结机的前半部，在该区域的烧结过程中，氧气的消耗量高于后段，由于烟气中的氧含量明显低于空气的氧含量，这对烧结过程是不利的。同时，在该区域，对NOx及二恶英的降解效果较差。

结合现有的国家排放标准，采用烟气循环后，虽然烟气中的NOx基本可保证达标排放，但若对烧结烟气不进一步实施脱硝处理，很难满足日益严格的环保趋势以及不同地区的环保要求。所以即使采取了烟气循环，还必须实施后续的烟气脱硝。

对烧结烟气进行未端治理的脱硝技术中，目前较成熟并已工程应用的工艺为活性炭(焦)吸附和选择性催化还原(S-SCR)。在日本新日铁住金、JFE、韩国浦项及中国太钢等企业的烧结机烟气净化工程中均有活性炭(焦)吸附净化烧结烟气中污染物有应用案例，但运行实践表明，该技术投资大，运行成本高，脱硝效率较低，废弃的活性炭处置难等缺陷严重制约了该技术的大规模推广。选择性催化还原法(SCR)具有较高的脱硝效率，但其一次性投资成本高(其中催化剂成本占投资总成本的30-40％)，同时现有的SCR烟气脱硝技术一般在350-450℃下进行，需要消耗大量热能给脱硫后烟气加热，额外增加了SCR脱硝的运行成本。低温脱硝催化剂多半为贵金属，其成本更高，而且易发生氧抑制和硫中毒。