[发明专利]一种选择性的烧结烟气分段式综合处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金行业烧结生产工序的节能环保、减排降耗技术领域，涉及一种烧结烟气脱硫脱硝及烟气余热梯级利用的分段式综合处理工艺，具体涉及一种选择性的烧结烟气分段式脱硫脱硝、热风循环烧结及烟气余热回收利用的综合处理工艺，更具体涉及一种基于烟气不同温度下SO₂、NO_x、CO_x浓度分布特点的一种选择性的烧结烟气分段式综合处理工艺。

背景技术

钢铁工业是能耗大户，也是污染大户，烧结工序是钢铁工业中排放空气污染物的主要污染源之一，尤其是SO₂和NO_x的最大产生源，钢铁冶炼过程中约有51％～62％的SO₂及48％的NO_x来自烧结工序。铁矿烧结过程中，由原燃料带入的硫在高温烧结过程中氧化成气态的SO₂，而由燃料带入的氮氧化物在高温烧结过程中氧化成气态的NO_x。在不同的烧结区段，随着料温不断升高以及烧结气氛中O₂和CO_x浓度的变化，烧结烟气中SO₂和NO_x浓度也产生相应的变化。

目前烧结烟气污染物脱除技术很多，但大多是针对单一污染物的末端治理工艺，例如烧结烟气除尘、脱硫等。由于烧结烟气量大，而SO₂、NO_x等污染物浓度较低，导致目前烧结烟气处理设施的建设及生产运行成本都很高，而效率却较低。随着我国大气环保排放指标要求越来越严，并且在钢铁“十三五”规划中要求烧结烟气不但要脱硫还要脱硝。目前烧结烟气脱硫已开始强制实施，主要采用烧结烟气出口全脱处理，烟气脱硫可分为湿法、干法及半干法等几种方式，各类工艺脱除效果整体一般；烟气脱硝大致有SNCR、SCR及催化氧化等几种方式，SCR法比较成熟可行，但目前国内还没有投产运行的实例，主要原因是烧结烟气出口温度较低无法实现直接全脱处理，烟气必须先行加热升温至反应温度，如此又增加建设及生产运行成本。

随着钢铁工业生产流程的逐步优化和工序能耗的不断下降，回收利用各生产工序的余热余能成为钢铁企业节能减排最有效的途径之一。烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的10％～15％，仅次于炼铁工序。目前中国烧结工序每吨烧结矿的平均能耗比国外先进指标高出20％左右，其主要原因之一是余热回收与利用水平较低，目前我国烧结工序余热利用率还不足30％，因此高效回收利用烧结过程余热资源和提高烧结余热回收利用率是降低烧结工序能耗的主要方向与途径之一。

烧结工艺余热回收来源主要有两大部分：1.在冷却机高温段的热烟气温度约为350℃～420℃，这部分显热约占总热量的29.3％，近年来，烧结冷却机热烟气余热回收技术(余热产蒸汽用以发电或汽拖带动烧结主抽风机)已被广泛应用推广；2.在烧结机尾风箱高温段排出的烟气温度为320℃～400℃，这部分显热约占总热量的23.6％，烧结机尾高温烟气余热回收技术正处于摸索阶段，目前主要用于热风烧结工艺，余热产蒸汽技术还没有推广应用。烧结工艺的两大部分余热目前还只是单一回收利用，从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析，将两大部分余热综合处理应用是最大限度提高有效余热利用的发展方向。

综上所述，目前烧结烟气污染物的控制、脱除方法多属于功能单一的末端处理工艺，随着污染物限制排放种类的增多，末端处理工艺设施只能越来越多，占地越来越大，造成建设投资及运行成本不断攀升；烧结工序的余热也是单一部位的回收利用，同样造成了设备投资运行、场地占用等多方面的浪费。因此，需要依据烧结工艺流程及生产过程中的烟气特点，开发更加经济、高效的节能环保、减排降耗工艺技术。

发明内容

鉴于上述诸多问题，本发明研究了铁矿烧结过程中，在不同的烧结区段，随着烧结气氛中O₂浓度的变化，烧结烟气中SO₂、NO_x和CO_x浓度随着料温不断升高所产生相应的变化，并考虑对烧结机尾烟气、部分冷却机高温热烟气余热进行分级、循环利用，进而实现烧结烟气的整体节能环保、减排降耗工艺。

因此，本发明的目的在于提供一种选择性的烧结烟气分段式综合处理工艺，该工艺是将烧结烟气分段脱硫脱硝治理工艺与烧结烟气循环生产工艺及烟气余热综合回收利用工艺进行有机结合的烧结烟气脱硫脱硝、减排并提高余热回收利用率的综合处理工艺，本工艺整体降低建设投资及生产运行成本，符合循环经济运行模式。