本發(fā)明涉及鐵礦燒結技術領域，尤其涉及一種鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法。
背景技術：
我國鋼鐵生產(chǎn)以高爐-轉爐長流程為主，燒結礦約占高爐爐料的70％～75％，燒結工序so2排放和nox排放約占鋼鐵流程的60％和50％，是主要的大氣污染源。目前燒結煙氣脫硫在技術上已經(jīng)成熟，方法也有多種，國內(nèi)建成投運燒結脫硫設施約有1300臺套。而在燒結煙氣脫硝的建設方面進展不大，我國有報道的燒結脫硝裝置不到10臺，其中公認脫除效果比較好的有活性炭法，活性炭技術能夠同時脫除sox、nox以及二噁英和其他有害揮發(fā)物，但該工藝的投資大、運行成本高，難以普及。其他在電力行業(yè)成熟應用的scr法，sncr法脫硝技術由于燒結尾氣的溫度低而無法實現(xiàn)，如果將尾氣加熱到催化反應所需溫度消耗的能量巨大，也會造成運行成本高。
在燒結過程余熱利用方面，一方面燒結工序能耗僅次于高爐煉鐵，約占鋼鐵企業(yè)總能耗的11％，另一方面燒結工序的余熱利用比例非常低，只有6％，每噸燒結礦約有0.9gj的熱能沒有利用。在利用方式上主要有利用燒結礦余熱進行熱風燒結、點火助燃、預熱燒結礦和余熱發(fā)電。降低燒結漏風率，提高燒結礦顯熱利用效率，利用燒結礦本身具有的顯熱作為加熱燒結脫硫尾氣至選擇性催化還原脫硝(scr)反應所需溫度熱源，從能量來源的角度有足夠的保證。
技術實現(xiàn)要素：
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法，用以解決現(xiàn)有技術中燒結礦顯熱利用率低、煙氣凈化成本較高的問題。
本發(fā)明的目的主要是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法，該鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法包括：低溫高nox低sox煙氣與燒結礦換熱及脫除nox工藝、高溫高sox低nox回收熱量及脫除sox工藝。
鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法使用的設備包括：燒結機、燒結風箱、脫硝段煙道、脫硫段煙道、靜電除塵器、脫硝引風機、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪、破碎機、高溫除塵器、脫硫引風機、余熱鍋爐、發(fā)電裝置、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪；
從燒結機的入口至出口依次排列有至少10個燒結風箱，由燒結機入口開始，依次為：脫硝段煙道、脫硫段煙道；脫硝段煙道包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結風箱；脫硫段煙道包括余下的燒結風箱；
破碎機設置在燒結機的出口，燒結礦經(jīng)燒結機燒結后，通過破碎機破碎后，落入豎式冷卻器中進行冷卻；
脫硝段煙道、靜電除塵器、脫硝引風機、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪依次相連；脫硫段煙道、高溫除塵器、脫硫引風機、余熱鍋爐、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪依次相連。
低溫高nox低sox煙氣與燒結礦換熱及脫除nox工藝具體為：
低溫高nox低sox的煙氣通過脫硝引風機，引入脫硝段煙道，開始與燒結礦換熱的過程，低溫高nox低sox的煙氣通過靜電除塵器進行除塵，進入豎式冷卻器，與破碎后的燒結礦進行換熱至溫度高于350℃；
換熱后的煙氣通過重力除塵器再次除塵，除塵后通過脫硝裝置進行脫硝，脫硝后的煙氣通過余熱發(fā)電裝置進行發(fā)電，剩余氣體通過脫硝排放前除塵器除塵后經(jīng)脫硝煙囪排放。
低溫高nox低sox的煙氣滿足：溫度70-100℃，sox濃度50-150mg/m3，nox濃度100-300mg/m3。
脫硝裝置采用選擇性催化還原脫硝原理；
催化劑可以采用v2o5-wo3/tio2、v2o5-moo3/tio2、v2o5/tio2；還原劑采用氨水蒸汽，通過蒸發(fā)器獲得高于或等于除塵脫硫尾氣溫度的氨水蒸汽。
高溫高sox低nox回收熱量及脫除sox工藝具體為：
高溫高sox低nox的煙氣通過脫硫引風機，引入脫硫段煙道，開始回收熱量的過程，高溫高sox低nox的煙氣通過高溫除塵器進行除塵，進入余熱鍋爐，并通過發(fā)電裝置進行發(fā)電至煙氣溫度降到150℃以下，發(fā)電后的低溫煙氣通過脫硫裝置進行脫硫，然后通過脫硫排放前除塵器除塵后經(jīng)脫硫煙囪排放。
高溫高sox低nox的煙氣：溫度200-300℃，sox濃度300-1500mg/m3，nox濃度20-100mg/m3；
脫硫裝置采用干法或半干法或濕法進行脫硫。
一種實現(xiàn)該鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法的鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox的設備系統(tǒng)，該設備系統(tǒng)包括：燒結機、燒結風箱、脫硝段煙道、脫硫段煙道、靜電除塵器、脫硝引風機、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪、破碎機、高溫除塵器、脫硫引風機、余熱鍋爐、發(fā)電裝置、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪；
從燒結機的入口至出口依次排列有至少10個燒結風箱，由燒結機入口開始，依次為：脫硝段煙道、脫硫段煙道；脫硝段煙道包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結風箱；脫硫段煙道包括余下的燒結風箱；
破碎機設置在燒結機的出口，燒結礦經(jīng)燒結機燒結后，通過破碎機破碎后，落入豎式冷卻器中進行冷卻；
脫硝段煙道、靜電除塵器、脫硝引風機、豎式冷卻器、重力除塵器、脫硝裝置、余熱發(fā)電裝置、脫硝排放前除塵器、脫硝煙囪依次相連；脫硫段煙道、高溫除塵器、脫硫引風機、余熱鍋爐、脫硫裝置、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪依次相連。
本發(fā)明有益效果如下：
1、本發(fā)明充分利用了燒結礦的顯熱資源，大幅度降低運行成本實現(xiàn)經(jīng)濟脫硝的目的；
2、本發(fā)明的工藝方法適用性強，可針對不同的燒結機設備配置，既可以用于已建成燒結脫硫企業(yè)也可在新建企業(yè)同時建設脫硫脫硝裝置；既適用于環(huán)冷機和帶式冷卻機的燒結礦冷卻方式，也適用于新型豎罐式燒結礦冷卻方式；
3、本發(fā)明在脫硝后尾氣余熱資源充分利用，脫硝后尾氣可接入已有的煙氣余熱鍋爐系統(tǒng)，也可用于燒結機自身進行熱風燒結、點火助燃或預熱燒結礦。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
附圖說明
附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。
圖1為一種鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法的設備工藝流程圖；
圖中：：1-燒結機、2-燒結風箱、3-脫硝段煙道、4-脫硫段煙道、5-靜電除塵器、6-脫硝引風機、7-豎式冷卻器、8-重力除塵器、9-脫硝裝置、10-余熱發(fā)電裝置、11-1-脫硝排放前除塵器、11-2-脫硝煙囪、12-破碎機、13-高溫除塵器、14-脫硫引風機、15-余熱鍋爐、16-發(fā)電裝置、17-脫硫裝置、18-1-脫硫排放前除塵器、18-2-脫硫煙囪。
具體實施方式
下面結合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
如圖1所示，圖中箭頭方向為燒結臺車運行方向。一種鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法，該鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法包括：低溫高nox低sox煙氣與燒結礦換熱及脫除nox工藝、高溫高sox低nox回收熱量及脫除sox工藝。
鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法使用的設備包括：燒結機1、燒結風箱2、脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、靜電除塵器5、脫硝引風機6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2、破碎機12、高溫除塵器13、脫硫引風機14、余熱鍋爐15、發(fā)電裝置16、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪18；
從燒結機1的入口至出口依次排列有至少10個燒結風箱2，由燒結機1入口開始，依次為：脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、循環(huán)煙氣段煙道19；脫硝段煙道3包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結風箱2；脫硫段煙道4包括余下的燒結風箱2；當以上比例無法得到整數(shù)時，縮小結果向下取整；
破碎機12設置在燒結機1的出口，燒結礦經(jīng)燒結機1燒結后，通過破碎機12破碎后，落入豎式冷卻器7中進行冷卻；
脫硝段煙道3、靜電除塵器5、脫硝引風機6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2依次相連；脫硫段煙道4、高溫除塵器13、脫硫引風機14、余熱鍋爐15、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪18依次相連。
低溫高nox低sox煙氣與燒結礦換熱及脫除nox工藝具體為：
低溫高nox低sox的煙氣通過脫硝引風機6，引入脫硝段煙道3，開始與燒結礦換熱的過程，低溫高nox低sox的煙氣通過靜電除塵器5進行除塵，進入豎式冷卻器7，與破碎后的燒結礦進行換熱至溫度高于350℃；
換熱過程可根據(jù)燒結機1不同的燒結礦冷卻方式選擇適宜的換熱方式，也可使用燒結礦環(huán)冷機、帶式冷卻機或豎罐式；
換熱后的煙氣通過重力除塵器8再次除塵，也可使用其他高溫除塵方式，保證熱尾氣含塵量低于選擇性催化還原(scr)脫硝所需濃度；除塵后通過脫硝裝置9進行脫硝，選擇性催化還原(scr)脫硝單元為一獨立模塊，可以直接選用現(xiàn)有成熟的選擇性催化還原(scr)脫硝模式，也針對燒結脫硫尾氣nox含量特點開發(fā)專用催化劑；脫硝后的煙氣通過余熱發(fā)電裝置10進行發(fā)電，剩余氣體通過脫硝排放前除塵器11-1除塵后經(jīng)脫硝煙囪11-2排放；脫硝后煙氣也可并入已建成燒結余熱鍋爐15高溫煙氣系統(tǒng)加熱蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)或直接發(fā)電，也可用于燒結機1熱風燒結、點火助燃、預熱燒結礦。
低溫高nox低sox的煙氣：溫度70-100℃，sox濃度50-150mg/m3，nox濃度100-300mg/m3；
脫硝裝置9采用選擇性催化還原脫硝(scr)原理；催化劑可以采用v2o5-wo3/tio2、v2o5-moo3/tio2、v2o5/tio2或其他可適用于燒結脫硫尾氣nox含量特點的低溫催化劑；還原劑采用氨水蒸汽，通過蒸發(fā)器獲得高于或等于除塵脫硫尾氣溫度的氨水蒸汽。
高溫高sox低nox回收熱量及脫除sox工藝具體為：
高溫高sox低nox的煙氣通過脫硫引風機14，引入脫硫段煙道4，開始回收熱量的過程，高溫高sox低nox的煙氣通過高溫除塵器13進行除塵，進入余熱鍋爐15，并通過發(fā)電裝置16進行發(fā)電至煙氣溫度降到150℃以下，發(fā)電后的低溫煙氣通過脫硫裝置17進行脫硫，然后通過脫硫排放前除塵器除塵后經(jīng)脫硫煙囪18排放。
高溫高sox低nox的煙氣：溫度200-300℃，sox濃度300-1500mg/m3，nox濃度20-100mg/m3；
脫硫裝置17采用干法或半干法或濕法進行脫硫。
一種實現(xiàn)該鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法的鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox的設備系統(tǒng)，該設備系統(tǒng)包括：燒結機1、燒結風箱2、脫硝段煙道3、脫硫段煙道4、靜電除塵器5、脫硝引風機6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2、破碎機12、高溫除塵器13、脫硫引風機14、余熱鍋爐15、發(fā)電裝置16、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪18；
從燒結機1的入口至出口依次排列有至少10個燒結風箱2，由燒結機1入口開始，依次為：脫硝段煙道3、脫硫段煙道4；脫硝段煙道3包括數(shù)量為總數(shù)量60％的燒結風箱2；脫硫段煙道4包括余下的燒結風箱2；
破碎機12設置在燒結機1的出口，燒結礦經(jīng)燒結機1燒結后，通過破碎機12破碎后，落入豎式冷卻器7中進行冷卻；
脫硝段煙道3、靜電除塵器5、脫硝引風機6、豎式冷卻器7、重力除塵器8、脫硝裝置9、余熱發(fā)電裝置10、脫硝排放前除塵器11-1、脫硝煙囪11-2依次相連；脫硫段煙道4、高溫除塵器13、脫硫引風機14、余熱鍋爐15、脫硫裝置17、脫硫排放前除塵器、脫硫煙囪18依次相連。
實施例
以某鋼210m2燒結機為例，共27個風箱，其煙氣濃度見表1。
將1-16號燒結風箱2煙氣混合為脫硝段煙道3、17-27號燒結風箱2煙氣混合為脫硫段煙道4，脫硝段煙道3煙氣量17.7萬nm3/h，溫度78℃，so2濃度83mg/nm3，nox濃度183mg/nm3；脫硫段煙道4的煙氣量14.9萬nm3/h，溫度260℃，so2濃度727mg/nm3，nox濃度25mg/nm3。
將脫硝段煙道3的煙氣與燒結礦經(jīng)豎式冷卻器7換熱，換熱后的脫硫尾氣溫度在350℃以上，通過電除塵器進行除塵使煙氣含塵濃度達到選擇性催化還原脫硝的要求；
在內(nèi)設催化劑的脫硝裝置9內(nèi)通入氨蒸汽進行還原脫硝，煙氣中nox脫出率在85％以上，選擇性催化還原脫硝反應方程式如下：
上述兩個反應是放熱反應，但煙氣中nox含量較低，因此經(jīng)過脫硝裝置9后的煙氣溫度前后變化不大；
脫硝后煙氣直接接入已有高溫煙氣鍋爐進行換熱獲得高溫蒸汽直接發(fā)電或并入企業(yè)內(nèi)蒸汽管網(wǎng)使用。
將脫硫段煙道4的煙氣利用余熱鍋爐15發(fā)電，發(fā)電后煙氣溫度降至200℃，利用已有脫硫設備脫硫。
表1煙氣濃度表
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種鐵礦燒結煙氣分段富集及余熱利用減排sox和nox方法，本發(fā)明的工藝方法充分回收燒結礦和燒結煙氣余熱，同時減少sox和nox排放，具有流程短，適用性強，投資、運行成本低等優(yōu)點，具有很大的應用價值。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。