[发明专利]一种烧结脱硝系统及其脱除氮氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金烧结烟气脱硝的环境保护技术领域，尤其涉及一种烧结脱硝系统及其脱除氮氧化物的方法。

背景技术

“十二五”规划中，我国明确了对氮氧化物(NO_x)进行全面控制。具体减控指标拟定为，氨氮排放总量控制目标是比2010年减少10％，重点行业和重点地区氮氧化物排放总量比2010年减少10％。而钢铁行业烧结烟气成分复杂，除含有二氧化硫、粉尘外，还含有NO_x等污染物。在“十二五”氮氧化物总量控制基本思路中提出，钢铁、工业锅炉也是氮氧化物的重要排放源，为拓展氮氧化物减排领域，推进氮氧化物持续减排，“十二五”期间应加快冶金行业、工业锅炉等其他行业氮氧化物控制技术的研发和产业化进程，推进烟气脱硝示范工程建设。

冶金烧结烟气的NO_x浓度较低、烟气量大，而且烟气温度要低于传统烟气脱硝工艺。传统的选择性催化还原脱硝工艺(SCR)在300～450℃的工作温度区间，而选择性非催化还原脱硝工艺(SNCR)在950～1150℃的工作温度区间。如果要对烧结烟气采用单独的SCR或SNCR装置进行脱硝，就需要对烧结烟气进行再热处理。SNCR工艺的工作温度区间远远高于烧结烟气温度，采用再热处理是不现实的。而SCR工艺成本较高，难以被我国钢铁企业所接受。因此，更加经济实用的烧结过程中的脱硝工艺研究已经势在必行。

通过查新，可以检索到一些相关专利。如“用于烧结过程中的在线脱硝方法”发明(公开号CN 1286314A)，公开了一种用于烧结过程中的在线脱硝方法，其主要是在烧结生产的配料过程中添加砂糖等粘结辅助剂，增强了烧结原料的造粒性与粘结性、改善烧结原料的透气性、并缩短烧结时间，使烧结原料中氮转化成氮氧化物的机会降低，进而抑制烧结废气中氮氧化物的排放。但该方法使用大量砂糖作为烧结辅助剂会使得烧结运行费用大大升高。“一种脱除烧结烟气中氮氧化物的方法”(授权公告号CN 101053749A)公开一种脱除烧结烟气中氮氧化物的方法，该方法在烧结混合料中加入含氨化合物，所述的含氨化合物包括尿素、铵盐、氨水、煤化工企业的含氨蒸馏废水或氰氨基盐。在烧结过程中含氨化合物释放出氨气，将烧结烟气中的NO_x还原为N₂。这种方法虽然可以脱除烧结烟气中的NO_x，但未反应的氨气会随烟气排出，而氨气对环境和人类的危害更要甚于NO_x。“一种在冶金烧结过程中脱除NO_x的方法”(授权公告号CN101033503A)通过在烧结生产配料过程中添加焦粉或半焦粉取代煤作为燃料，并在烧结过程中引入煤气，利用焦粉和煤气中的还原性气体H₂、CH₄、CO将烧结烟气中的NO_x还原。该方法中以焦粉取代煤作为烧结燃料，所引入的煤气量占烧结气体体积总量的1％～10％，这些措施大大增加了烧结成本。使得该方法难以被接受。

综上所述，目前烧结过程脱硝方法，有的成本较高，有的会影响烧结正常生产，都难以在烧结中应用。因此，探寻更加实用、有效的烧结过程中的脱硝工艺是非常迫切和必要的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、可有效降低烧结烟气中氮氧化物排放浓度的烧结脱硝系统及其脱除氮氧化物的方法，减少了烧结烟气对环境的污染。

本发明烧结脱硝系统包括原有烧结系统中通过烧结烟气主管路连接的烧结机、风箱、电除尘器、脱硫装置、主抽风机和烟囱，本发明在以上原有烧结系统结构基础上，在氮氧化物高浓度区风箱的出口管路上，引出一条分支管路作为烧结烟气循环管路，在此烧结烟气循环管路上依次连接有循环烟气挡板阀、除尘器、与外进气管连接的天然气入口阀门、循环风机和循环烟气罩，循环烟气罩罩在氮氧化物高浓度区风箱的正上方烧结料层上，这样不会使得未经脱硝处理的氮氧化物低浓度区中氮氧化物浓度升高。

根据烧结机排放烟气中氮氧化物浓度的不同，风箱可分为氮氧化物低浓度区风箱和氮氧化物高浓度区风箱，即氮氧化物高浓度区风箱中烟气约占烧结烟气体积总量的40％～60％，其中氮氧化物含量占烧结烟气氮氧化物总体积含量的75％～85％；氮氧化物低浓度区风箱中烟气也是约占烧结烟气体积总量的40％～60％，其中氮氧化物含量占烧结烟气氮氧化物总体积含量的15％～25％；根据这一特点本发明仅对氮氧化物高浓度区风箱中的烟气进行循环和脱硝处理。