一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种链箅机‑回转窑‑环冷机球团烟气循环耦合处理系统，通过将链箅机过渡预热段特定的烟气进行循环，即根据过渡预热段后多个风箱内烟气中NOx的含量的不同，将多个风箱划分成前段风箱和后段风箱(根据物料的走向)，将NOx的含量高的后段风箱烟气循环至环冷一段。同时对预热段出来的废气进行非加温SCR脱硝处理。本实用新型专利技术优化了系统热风循环机制，明显降低系统脱硝运行成本和投资成本。在保证产品质量指标情况下，降低废气处理量，降低了燃料消耗，实现烟气污染物的超低排放。

【技术实现步骤摘要】
一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统
本技术涉及烟气处理工程，具体涉及一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统，属于链箅机-回转窑烟气处理技术及节能减排领域。
技术介绍
球团矿作为高炉炼铁的重要炉料，具有强度高、冶金性能好等诸多优点，且球团工艺相比于烧结工艺，其能耗和污染负荷更低，而且球团更适宜于我国以精矿为主的铁矿资源状况，因此球团是一种鼓励发展的铁矿造块技术。随着钢铁行业的发展，我国球团矿的产量也呈逐年增加的趋势。球团工艺有竖炉、链箅机-回转窑-环冷机、带式焙烧机三种工艺，相对于另外两种球团生产工艺，链箅机-回转窑-环冷机工艺对耐热材料和燃料热值的需求较低，对原料的适应范围更广，且由于球团在回转窑焙烧过程中存在较均匀的翻滚，所以其成品矿的质量也相对较好，所以链箅机-回转窑-环冷机球团生产工艺在相当一段时间内仍会是我国球团生产中最主要的生产工艺。但是链箅机-回转窑-环冷机球团生过程外排的废气量较大，致使废气的治理成本较高，且外排热废气的余热利用程度不够，造成了能源的浪费。对于目前我国链箅机-回转窑-环冷机风流系统和废气处理过程来看，外排废气主要包括鼓风干燥段废气、抽风干燥段废气和过渡预热段废气。其中鼓风干燥段外排废气中水蒸气含量较高，污染物含量较低。当前一般将抽风干燥段和过渡预热段的热废气合并，将其进行净化处理后外排。其中外排废气中来源于过渡预热段的废气温度较高，具有余热回收价值；而外排废气成分比较复杂，含有大量的NOx、SOx等污染物，因而需要对该段热废气进行脱硫、脱硝等处理。而直接对外排废气进行脱硝，存在废气处理量大，废气温度低需要加热来达到SCR脱硝的温度，导致成本高、污染物达标排放难度大。抽风干燥段和过渡预热段的废气量大，随着超低排放政策的实施，处理该部分热废气的NOx治理成本越来越高，同时，由于过渡预热段的热废气温度较高，若不加以利用，而仅仅对其进行废气治理，将导致大量能源的浪费。因此，需要开发更为高效、经济的NOx超低排放控制技术。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，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。对SNCR脱硝技术而言，环境温度起主导作用，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，会造成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脱除率随之降低，同时NH3的逃逸量也会增加。在链箅机-回转窑生产过程中，通常预热段(PH)的温度范围为850℃～1100℃，满足SNCR脱硝技术的条件，但需要优化控制才能达到最佳的减排效果。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。球团生产过程NOx的产生主要源于燃料型和热力型两种形式，虽然可以通过降低球团矿产量，即减少煤气或煤粉喷入量，通过降低球团矿强度要求，即降低回转窑温度，通过采用较低NOx的原料和燃料等措施来减少链箅机-回转窑球团生产过程NOx的生成量，但是难以满足超低排放的环保要求。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因脱除成本高、工艺复杂，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。从大多数的球团厂生产情况来看，NOx一般排放浓度在100～300mg/m3，废气中的氧气含量17％-19％，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，可以省去末端脱硝净化设备，对链箅机-回转窑球团生产意义重大，有利于进一步提高球团生产的生命力和竞争力。为了满足链箅机-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，同时利用系统自身的特点，在不新增末端治理设备的前提下实现低NOx球团生产。因此，一种球团烟气超低NOx排放的生产系统被提出。该系统在链箅机的预热段设置SNCR法脱NOx的装置，降低球团烟气中NOx的含量，同时在预热段的底部风箱的出风口处增设SCR系统，进一步降低烟气中NOx的含量，从而实现球团烟气NOx的超低排放，以此解决上述面临的技术难题，具有“节能、减排和超低NOx生产”的特点。但是该系统控制机制有待优化。以降低SNCR氨消耗量和SCR催化剂使用寿命，进而降低脱硝成本。为了提高SNCR技术的脱硝效率，研究人员提出了许多技术方案。如吴忠标等人技术的“一种用于烟气SNCR脱硝的添加剂及其应用(授权号CN103252159B)”：公开了一种用于烟气SNCR脱硝、由纤维素醚和无机钠盐组成的添加剂，与脱硝还原剂混合后喷入760～850℃的烟气中进行脱硝，能适应不同的氧浓度变化，减少副产物N2O的产生，并使脱硝效率达40％～70％之间，有效脱硝温度区扩大，允许的氧量的范围也扩大，氨逃逸减少。但是目前对于应用于链箅机-回转窑氧化球团烟气脱硝(烟气温度区间为850～1100℃)的SNCR技术的添加剂研究较少。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提出了一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统。首先，通过将链箅机过渡预热段特定的烟气进行循环，同时对预热段出来的废气进行非加温SCR脱硝，实现球团烟气NOx的超低排放。所述过渡预热段后设置有多个互不相通的风箱，并将多个风箱划分成前段风箱和后段风箱(根据物料的走向)，划分原则是依据风箱内烟气中NOx的含量进行划分，即从过渡预热段最后一个风箱开始，依次向前逐个风箱取样检测NOx的含量，当所检测的风箱内烟气中NOx的浓度小于过渡预热段烟气中NOx的平均浓度时，将该风箱划归为前段风箱(前段风箱对应过渡预热段前段出风口)；同理，当所检测的风箱内烟气中NOx的浓度大于等于过渡预热段烟气中NOx的平均浓度时，将该风箱划归为后段风箱(后段风箱对应过渡预热段后段出风口)。根据过渡预热段后端不同风箱内烟气中NOx含量的不同，将其中NOx含量高的后段废气循环至环冷机(一般为环冷一段)，一方面可提高进入回转窑内的热风体温度，能充分利用过渡预热段余热降低回转窑火焰温度，降低热力型NOx的产生量，另一方面，将含NOx高的热废气再次循环，以便于经过二次脱硝处理后(SNCR和/或SCR)以降低NOx的含量实现NOx的超低排放，使系统热风循环更加合理，即在保证产品质量指标情况下，降低废气处理量，降低了燃料消耗，实现烟气污染物的超低排放。其次，还采用SNCR-SCR耦合脱硝系统的控制方法，通过采用多指标试验的综合加权评分法，建立了源头、过程和末端控制耦合脱硝数学模型，综合考虑各技术(工艺参数、成本和技术经济指标等与最佳脱硝率)之间的匹配关系，形成一种球团耦合脱硝优化控制方法。采用此方法，可形成最佳的耦合超低NOx排放技术，在降低SNCR氨消耗量的前提下能够有效保证脱硝效率，同时还能延长SCR脱硝催化剂寿命，明显降低系统脱硝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统，其特征在于：该系统包括链箅机(1)、回转窑(2)、环冷机(3)、SCR脱硝装置(5)；根据物料的走向，所述链箅机(1)依次设有鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、过渡预热段(TPH)和预热段(PH)；所述环冷机(3)依次设有环冷一段(C1)、环冷二段(C2)和环冷三段(C3)；/n根据热风的走向，所述回转窑(2)的出风口通过第一管道(L1)连通至预热段(PH)的进风口；所述预热段(PH)的出风口通过第二管道(L2)连通至抽风干燥段(DDD)的进风口；所述过渡预热段(TPH)的出风口分为前段出风口和后段出风口；所述过渡预热段(TPH)的后段出风口通过第三管道(L3)连通至环冷一段(C1)的进风口；所述过渡预热段(TPH)的前段出风口通过第四管道(L4)连通至外界；所述抽风干燥段(DDD)的出风口通过第五管道(L5)连通至第四管道(L4)；所述SCR脱硝装置(5)设置在第二管道(L2)上；所述过渡预热段(TPH)的长度为1-30m。/n

【技术特征摘要】
1.一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理系统，其特征在于：该系统包括链箅机(1)、回转窑(2)、环冷机(3)、SCR脱硝装置(5)；根据物料的走向，所述链箅机(1)依次设有鼓风干燥段(UDD)、抽风干燥段(DDD)、过渡预热段(TPH)和预热段(PH)；所述环冷机(3)依次设有环冷一段(C1)、环冷二段(C2)和环冷三段(C3)；
根据热风的走向，所述回转窑(2)的出风口通过第一管道(L1)连通至预热段(PH)的进风口；所述预热段(PH)的出风口通过第二管道(L2)连通至抽风干燥段(DDD)的进风口；所述过渡预热段(TPH)的出风口分为前段出风口和后段出风口；所述过渡预热段(TPH)的后段出风口通过第三管道(L3)连通至环冷一段(C1)的进风口；所述过渡预热段(TPH)的前段出风口通过第四管道(L4)连通至外界；所述抽风干燥段(DDD)的出风口通过第五管道(L5)连通至第四管道(L4)；所述SCR脱硝装置(5)设置在第二管道(L2)上；所述过渡预热段(TPH)的长度为1-30m。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述过渡预热段(TPH)的长度为3-20m。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述过渡预热段(TPH)的长度为5-15m。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于：所述过渡预热段(TPH)的底部设置有J个风箱(7)，J个所述风箱(7)中的每一个风箱(7)的出风口均通过切换阀门(701)同时连接着第三管道(L3)和第四管道(L4)；通过切换阀门(701)进而控制每一个风箱(7)的出风口仅与第三管道(L3)相连通或仅与第四管道(L4)相连通。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：根据物料的走向，过渡预热段(TPH)内的J个所述风箱(7)的编号依次为1，2，3，…，J；其中，第1至第j个风箱(7)作为前段风箱并均与第四管道(L4)相连通；第(j+1)至第J个风箱(7)作为后段风箱并均与第三管道(L3)相连通；1≤j≤J。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：J为1-100。


7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：J为2-80。


8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：J为2-50。


9.根据权利要求1-3、5-8中任一项所述的系统，其特征在于：所述环冷一段(C1)的出风口通过第六管道(L6)连通至回转窑(2)的进风口；所述环冷二段(C2)的出风口通过第七管道(L7)连通至过渡预热段(TPH)的进风口；所述环冷三段(C3)的出风口通过第八管道(L8)连通至鼓风干燥段(UDD)的进风口；所述鼓风干燥段(UDD)的出风口通过第九管道(L9)连通至烟囱。


10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述环冷一段(C1)的出风口通过第六管道(L6)连通至回转窑(2)的进风口；所述环冷二段(C2)的出风口通过第七管道(L7)连通至过渡预热段(TPH)的进风口；所述环冷三段(C3)的出风口通过第八管道(L8)连通至鼓风干燥段(UDD)的进风口；所述鼓风干燥段(UDD)的出风口通过第九管道(L9)连通至烟囱。


11.根据权利要求1-3、5-8、10中任一项所述的系统，其特征在于：该系统还包括有SNCR脱硝装置(8)；所述SNCR脱硝装置(8)设置在预热段(PH)和/或第一管道(L1)内；和/或
该系统还包括有NOx浓度检测装置(H)，所述NOx浓度检测装置(H)设置在风箱(7)内；过渡预热段(TPH)底部的J个所述风箱(7)内均独立设置有NOx浓度检测装置(H)。


12.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：该系统还包括有SNCR脱硝装置(8)；所述SNCR脱硝装置(8)设置在预热段(PH)和/或第一管道(L1)内；和/或
该系统还包括有NOx浓度检测装置(H)，所述NOx浓度检测装置(H)设置在风箱(7)内；过渡预热段(TPH)底部的J个所述风箱(7)内均独立设置有NOx浓度检测装置(H)。


13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：该系统还包括有SNCR脱硝装置(8)；所述SNCR脱硝装置(8)设置在预热段(PH)和/或第一管道(L1)内；和/或
该系统还包括有NOx浓度检测装置(H)，所述NOx浓度检测装置(H)设置在风箱(7)内；过渡预热段(TPH)底部的J个所述风箱(7)内均独立设置有NOx浓度检测装置(H)。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，叶恒棣，
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