一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种链篦机‑回转窑球团低NO

【技术实现步骤摘要】
一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统
本技术涉及一种链篦机-回转窑球团生产技术，具体涉及一种链篦机-回转窑球团低NOx(氮氧化物)生产系统，属于球团生产、环境保护

技术介绍
球团矿是我国高炉炼铁的主要含铁炉料，2015年我国球团矿产量为12800万吨。相比烧结矿，由于球团生产过程能耗低、环境相对友好，且产品具有强度好、品位高、冶金性能好的优点，应用到高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用，因此球团矿在我国最近几年得到大力发展。我国球团生产以链篦机-回转窑工艺为主，其产量占球团总产量的60％以上。近年来，随着铁矿原料和燃料的日趋复杂，赤铁矿比例的提高(导致焙烧温度升高)、低品质燃料的规模利用、气基回转窑含氮焦炉煤气的应用等，使得不少企业球团生产过程NOx排放浓度呈上升趋势；加之我国环保要求的日益严苛，NOx排放被纳入排放的考核体系。NOx是形成光化学烟雾、酸雨、灰霾天气，加剧臭氧层破坏和促进温室效应的主要原因，对生态环境危害巨大。从2015年起，球团生产NOx(以NO2计)排放限值300mg/m3，使得部分企业需要增设脱硝设施才能满足国家的排放标准。2017年6月国家环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》的修订公告，将NOx(以NO2计)排放限值从300mg/Nm3下调至100mg/Nm3，烧结和球团焙烧烟气基准含氧量为16％。虽然球团企业在环保方面做了大量的工作，除尘和脱硫得到了有效控制，能够满足排放要求，但是目前NOx脱除成本高、工艺复杂，在钢铁形式低迷的环境下，这给球团产业带来了新的挑战，部分企业因NOx超标不得不大量减产，甚至面临关停。从目前大多数的球团生产情况来看，NOx一般排放浓度在200～400mg/m3，如果能从源头和过程出发，减少NOx产生，从而能够满足排放要求，则可以省去末端脱硝净化设备，对链篦机-回转窑球团生产意义重大，有利于进一步提高球团企业的生命力和竞争力。现有脱除烟气中氮氧化物的方法主要有选择性催化还原技术(SCR)和非选择性催化还原技术(SNCR)。其中，温度对SNCR脱硝技术起主导作用。一般认为温度范围为800℃～1100℃较为适宜，当温度过高时，NH3氧化生成NO，可能造成NO的浓度升高，导致NOx的脱除率降低；当温度过低时，NH3的反应速率下降，NOx脱除率也会下降，同时NH3的逃逸量也会增加。通常预热二段(PH)的温度范围为850℃～1000℃，满足SNCR脱硝方法的条件，但需要优化控制才能达到最佳的减排效果。SCR脱硝技术的选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成N2和H2O，而不和烟气中的氧进行氧化反应。现有的链篦机-回转窑球团生产工艺如图4所示，链篦机分成鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)和预热二段(PH)，环冷机分成环冷一段(C1)、环冷二段(C2)和环冷三段(C3)。其中，环冷一段(C1)的风直接进入回转窑(Kiln)中焙烧球团矿，随后经预热二段(PH)加热预热球后鼓入到抽风干燥段(DDD)对生球进行抽风干燥，再经抽风干燥段(DDD)向外排放(排放之前经过烟气净化处理)；环冷二段(C2)的风进入预热一段(TPH)加热预热球后向外排放；环冷三段(C3)的风进入鼓风干燥段(UDD)对生球进行鼓风干燥，从而实现链篦机-回转窑-环冷机风流系统的闭路循环。NOx的产生主要源于燃料型和热力型两种形式，虽然可以通过减少煤气或煤粉喷入量，降低回转窑温度，以及采用较低NOx的原料和燃料等措施来减少链篦机-回转窑球团生产过程NOx的生成量，但是对原燃料的采购、工艺制度的优化和装备系统的选择要求显得过于苛刻，一旦生产过程不稳定，则会造成NOx的超标，如何从工艺流程和NOx的分解机理着手降低链篦机-回转窑球团生产过程NOx的排放是本专利要解决的技术问题。有资料研究表明，在焙烧温度1300～1350℃时，温度降低10℃，则NOx减少30mg/m3。对于链篦机-回转窑生产过程中的NOx产生机理，当采用煤气作为燃料时，烟气中的NOx以热力型为主，热力型NOx的生成机理是N2在高温下与O2反应，反应式如下：N2+O2＝2NO-178KJ/mol(1)由此可见，可以通过降温和降氧气含量来减少NOx的产生。为了满足链篦机-回转窑球团生产过程NOx排放要求，响应国家的节能减排号召，必须从工艺流程本身出发，技术出更加先进的风流系统，同时利用系统自身的特点，实现低NOx球团生产。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，为了解决球团生产过程NOx排放不达标以及在末端增设脱硝装置费用昂贵等企业难以接受的问题，本专利提出增设一套烟气循环系统，将部分脱硫后烟气循环回至环冷一段作为冷却风，利用该冷却风携带的热量和低氧条件，实现高温废气低氧燃烧，使得窑内燃烧的火焰峰值温度降低，使热力型NOx减少，同时低氧废气稀释了燃烧空气中的O2，降低了局部的氧浓度，使燃料型NOx降低，以达到低氧降NOx的目的。作为优选方案，将从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过环冷二段和环冷三段的脱销处理，脱除烟气中的氮氧化物。此外，在预热一段和预热二段增设二次烧嘴系统，采用低热值煤气作为热源，不仅提高了预热段温度，改善了预热球强度，使得一次烧嘴的火焰温度降低，高温燃烧产生的热力型NOx减少，而且排放烟气中的氧气含量下降，以达到低氧低NOx排放的目的。采用上述技术手段，可以一定程度的减少企业大气污染物排放限值对球团焙烧设备要求的生产压力，具有“投资省、运行成本低、NOx减排效果显著”的特点。一种链篦机-回转窑球团低NOx生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：1)生球在链篦机上依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段及预热二段进行干燥、预热，然后进入回转窑内经过焙烧，再在环冷机上依次经过环冷一段、环冷二段及环冷三段进行冷却，得到氧化球团；2)经过环冷一段的冷却风温度升高，将环冷一段排出的风输送至回转窑内参与球团焙烧，从回转窑排放的热风输送至链篦机的预热二段；该热风在预热二段内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段；3)经过环冷二段的冷却风温度升高，将环冷二段排出的风输送至链篦机的预热一段，并在预热一段内与生球进行热交换，预热生球；4)经过环冷三段的冷却风温度升高，将环冷三段排出的风输送至链篦机的鼓风干燥段，并在鼓风干燥段内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段的排风口排出；从抽风干燥段和预热一段排出的合并烟气W作为冷却风进一步分别被输送至：①环冷一段的进风口；②环冷二段的进风口，并且在位于环冷二段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段和预热一段排出的合并烟气中的NOx反应，实现SNCR脱硝。作为优选，步骤5)从抽风干燥段和预热一段排出的合并烟气W作为冷却风还被输送至：③环冷三段的进风口，并且在位于环冷三段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段和预热一段排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种链篦机-回转窑球团低NO

【技术特征摘要】
1.一种链篦机-回转窑球团低NOx生产系统，该系统包括：链篦机(1)、回转窑(2)、环冷机(C)；其中：按照工艺走向，所述链篦机(1)依次设置有鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、预热一段(TPH)及预热二段(PH)，环冷机(C)依次设置有环冷一段(C1)、环冷二段(C2)及环冷三段(C3)，回转窑(2)的尾端连接链篦机(1)的预热二段(PH)和另一端连接环冷机(C)的环冷一段(C1)；
其中：环冷一段(C1)的出风口(C1b)经由第一管道(L1)连接至回转窑(2)的进风口(201)，回转窑(2)的出风口(202)经由第二管道(L2)连接至预热二段(PH)的进风口(301)，预热二段(PH)的出风口(302)经过第三管道(L3)连接至抽风干燥段(DDD)的进风口(303)；
环冷二段(C2)的出风口(C2b)经由第四管道(L4)连接至预热一段(TPH)的进风口(305)；环冷三段(C3)的出风口(C3b)经由第五管道(L5)连接至鼓风干燥段(UDD)的进风口(307)；
其特征在于：与抽风干燥段(DDD)出风口(304)连接的第六管道(L6)、与预热一段(TPH)出风口(306)连接的第七管道(L7)合并之后，通过第八管道(L8)连接至环冷一段(C1)的进风口(C1a)和环冷二段(C2)的进风口(C2a)；环冷二段(C2)底部风箱内设有还原剂喷入装置(5)；
其中：链篦机(1)的长度为20-80米。


2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于：从第八管道(L8)分出一条支路，为第九管道(L9)，第九管道(L9)连接至环冷三段(C3)的进风口(C3a)，环冷三段(C3)底部风箱内设有还原剂喷入装置(5)；和/或
第八管道(L8)上设有脱硫处理装置(6)和/或除尘装置(7)，第三管道(L3)上设有除尘装置(7)。


3.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于：预热一段(TPH)内，位于生球料面的上方设有预热段烧嘴(4)。


4.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于：预热二段(PH)内，位于生球料面的上方设有预热段烧嘴(4)。


5.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：预热二段(PH)内，位于生球料面的上方设有预热段烧嘴(4)。


6.根据权利要求1、2、5中任一项所述的生产系统，其特征在于：在环冷二段(C2)料面的上方设有第一温度检测装置(801)，在环冷三段(C3)料面的上方设有第二温度检测装置(802)；和/或
在预热一段(TPH)内设有第三温度检测装置(803)，在预热二段(PH)内设有第四温度检测装置(804)。


7.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：在环冷二段(C2)料面的上方设有第一温度检测装置(801)，在环冷三段(C3)料面的上方设有第二温度检测装置(802)；和/或
在预热一段(TPH)内设有第三温度检测装置(803)，在预热二段(PH)内设有第四温度检测装置(804)。


8.根据权利要求4所述的生产系统，其特征在于：在环冷二段(C2)料面的上方设有第一温度检测装置(801)，在环冷三段(C3)料面的上方设有第二温度检测装置(802)；和/或
在预热一段(TPH)内设有第三温度检测装置(803)，在预热二段(PH)内设有第四温度检测装置(804...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，陆彪，叶恒棣，储太山，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43