[发明专利]基于风箱烟尘余热利用的烧结烟气自催化脱硝工艺

说明书

本发明公开了一种基于烧结风箱烟尘余热利用的烟气自催化脱硝工艺，解决了现有脱硝工艺投资大，运行成本高，脱硝效率也较低的问题。技术方案包括烧结烟尘在高压风机的抽力作用下依次穿过烧结料层、底料、烧结机台车底部的篦子进入台车下方的风箱，再经主烟道进入后续烟尘处理系统，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，来自所述机尾段和烟气快速升温段区域的烧结烟尘在风箱内与喷入的液氨、以及液氨在高温下汽化形成的氨气混合，在烧结烟尘富含的铁系氧化物催化作用下发生脱硝还原反应，然后再进入主烟道。本发明工艺流程简单、不外购催化剂、占地面积小、设备投资和运行成本低。

技术领域

本发明涉及环保领域的烟气脱硝工艺，具体的说是一种基于风箱烟尘余热利用的烧结烟气自催化脱硝工艺

背景技术

烧结工序是现代钢铁生产的最重要的工艺单元之一，烧结工序能耗约占钢铁生产工艺总能耗的10％左右，是仅次于炼铁工序的第二大能耗工序，其中烧结烟尘的显热约占烧结总能耗的10％～12％。传统的烧结厂冷却机组存在着余热利用率低、漏风量大等固有缺陷，难以克服。另外，烧结过程中NOx排放量约占钢铁厂NOx排放总量的45～48％左右，因其是酸雨和光化学烟雾的前体物而受到广泛关注。

随着烧结工艺节能技术的发展和环保要求的提高，烧结余热利用和烧结烟气脱硝等已成为降低烧结能耗和满足环保要求的重中之重。钢铁产业发达的国家，如日本、美国和德国，烧结烟气均进行了脱硫脱硝处理。国内烧结烟气脱硫在“十二五”已基本完成，但脱硝技术的工程应用刚刚起步。活性炭(焦)吸附和选择性催化还原(S-SCR)两种技术是目前可以工程应用并且有实际业绩的烧结烟气脱硝技术。

活性炭(焦)吸附SO₂，并用NH₃还原NOx，可以实现同时脱硫脱硝脱二噁英功能。在日本新日铁住金、JFE、韩国浦项及中国太钢等企业的烧结机烟气净化工程中均有应用案例，但其投资大，运行成本高，同时脱硝效率也较低(40％左右)，难以大规模推广。

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)具有较高的脱硝效率，已广泛应用于火电厂燃煤烟气NOx的脱除，在烧结烟气治理中也有工程应用。与电厂烟气脱硫脱硝不同的是，脱硝系统串联在脱硫系统后面。SCR技术一次性投资成本高(其中催化剂成本占投资总成本的30－40％)，同时现有的SCR烟气脱硝技术温度窗口一般在350－450℃下进行，对烧结烟气进行脱硝时，需要消耗大量热能给脱硫后烟气加热，额外增加了SCR脱硝的运行成本。低温脱硝催化剂多半为贵金属，其成本更高，而且易发生氧抑制和硫中毒。因此，开发来源广泛，价格低廉的脱硝催化剂成为当务之急。

Yao等发现γ-Fe₂O₃对NH₃-SCR脱硝有较强的活性，在250℃下达到95％的最佳脱硝效率。王芳等也证明了铁矿石对烟气中低浓度NOx的催化还原特性。基于此，本技术利用烧结矿中铁系氧化物多组分协同催化作用，在烧结机中部的烟气快速升温段，向风箱内的喷入氨气，利用烟气中的粉尘富含铁系多氧化物具有的脱硝催化作用，且温度在300℃以上，实现烧结烟尘的高温(脱硝温度窗口)余热充分利用并同步脱硝的目的，既节省了脱硝设备的投资，还省去了外购脱硝催化剂。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题,结合烧结矿中富含铁系氧化物的特点提供一种工艺流程简单、不外购催化剂、脱硝率高、可控性好、占地面积小、设备投资和运行成本低的烧结烟气自催化脱硝工艺。

技术方案包括烧结烟尘在高压风机的抽力作用下依次穿过烧结料层、底料、烧结机台车底部的篦子进入台车下方的风箱，再经主烟道进入后续烟尘处理系统，沿台车行进方向将烧结机依次分为点火段、机头段、烟气快速升温段和机尾段4个区域，来自所述机尾段和烟气快速升温段区域的烧结烟尘在风箱内与喷入的液氨、以及液氨在高温下汽化形成的氨气混合，在烧结烟尘中颗粒物富含的铁系氧化物催化作用下发生脱硝还原反应，然后再进入主烟道。