一種節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣凈化系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于燒結(jié)煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣凈化系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量煙氣，煙氣中含有的S0x、N0x、顆粒物、重金屬和二嗯英 等物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成污染。隨著國(guó)家環(huán)保要求日益嚴(yán)格，多重污染物綜合治理的技術(shù)是煙氣 治理發(fā)展的必然趨勢(shì)。活性焦煙氣凈化工藝能夠在脫硫的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)低溫脫硝，同時(shí)對(duì)粉 塵、重金屬及二嗯英等污染物有一定的脫除效果。此外，脫硫副產(chǎn)物為高品質(zhì)硫酸，可W回 收硫資源，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，是當(dāng)前世界公認(rèn)的最具前途的多種污染物綜合治理技術(shù)。 但活性焦煙氣凈化工藝應(yīng)用于燒結(jié)煙氣治理時(shí)，還存在W下問(wèn)題：
[0003] (1)燒結(jié)煙氣溫度控制
[0004] 燒結(jié)煙氣溫度波動(dòng)較大，正常運(yùn)行時(shí)溫度為120~180°C;而活性焦煙氣凈化工藝 要求入口煙氣溫度不超過(guò)150°C，如入口煙氣溫度高于150°C，容易造成活性焦床層出現(xiàn)超 溫現(xiàn)象，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。中國(guó)專利化2013102748101公布了一種煙氣降溫的方法:通過(guò) 向系統(tǒng)中兌入冷空氣及噴入冷卻水對(duì)煙氣進(jìn)行降溫。但兌入冷空氣會(huì)增加下游風(fēng)機(jī)和吸附 塔的負(fù)荷，增加系統(tǒng)能耗和投資;煙氣量增加會(huì)降低煙氣與活性焦床層的接觸時(shí)間，影響凈 化效果;噴入冷卻水降溫存在腐蝕性問(wèn)題，下游煙氣管道、風(fēng)機(jī)、吸附塔等設(shè)施需提高防腐 等級(jí)，同時(shí)煙氣中水含量增加會(huì)降低氮氧化物去除效果。
[0005] (2)活性焦再生過(guò)程中熱煙氣外排
[0006] 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用類似于殼管式換熱器的再生塔進(jìn)行活性焦的再生，活 性焦從現(xiàn)有技術(shù)再生塔404的頂部進(jìn)入，先經(jīng)加熱段加熱至360~420°C，再經(jīng)冷卻段冷卻至 80~120°C，最后到達(dá)再生塔404底部。在加熱段:400~470°C的高溫?zé)犸L(fēng)經(jīng)換熱后溫度變?yōu)?300~350°C經(jīng)風(fēng)機(jī)401排出，一部分熱風(fēng)返回煤氣燃燒器402循環(huán)利用，另一部分熱風(fēng)外排； 在冷卻段：常溫空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)403進(jìn)入再生塔404換熱后外排，外排冷卻空氣溫度為80~120 °C。綜上，再生塔中加熱段和冷卻段均存在含熱廢氣外排現(xiàn)象，造成能源浪費(fèi)。中國(guó)專利申 請(qǐng)CN201410427293公布了一種活性焦再生過(guò)程中余熱利用的方法:部分熱風(fēng)用于煤氣預(yù)熱 后外排;外排冷卻空氣部分用于煤氣燃燒的助燃空氣，另一部分直接排放。但該工藝方法仍 然存在含熱廢氣外排現(xiàn)象，能源未能完全回收利用。
[0007] (3)活性焦煙氣凈化工藝投資大
[000引同等煙氣量條件下，活性焦煙氣凈化工藝的初期投資一般為濕法、半干法脫硫工 藝初期投資的2~3倍，運(yùn)也限制了活性焦煙氣凈化工藝的推廣應(yīng)用。因此降低活性焦煙氣 凈化裝置的規(guī)模，W減少投資和運(yùn)行費(fèi)用是活性焦煙氣凈化工藝推廣應(yīng)用必須解決的問(wèn) 題。
[0009] (4)活性焦煙氣凈化工藝中的二次污染
[0010] 活性焦煙氣凈化工藝中存在二次污染問(wèn)題：如活性焦再生過(guò)程中產(chǎn)生的高S〇2濃 度氣體用于生產(chǎn)濃硫酸時(shí)，會(huì)有廢氣產(chǎn)生，該廢氣中含有SOx、硫酸酸霧等;活性焦循環(huán)過(guò)程 中會(huì)有破損，破損的活性焦經(jīng)振動(dòng)篩篩分后產(chǎn)生的固體廢物(焦粉）。
[0011] 綜上，現(xiàn)有的活性焦煙氣凈化工藝存在煙氣溫度控制方式不合理、含熱廢氣外排、 能源浪費(fèi)、初期投資大、產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，需要開(kāi)發(fā)適合燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的活性焦煙氣凈化 工藝和方法，在有效控制煙氣溫度、充分利用含熱廢氣、降低活性焦煙氣凈化裝置規(guī)模和避 免二次污染的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是針對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣凈 化系統(tǒng)及方法，在有效控制煙氣溫度、充分利用含熱廢氣、降低活性焦煙氣凈化裝置規(guī)模和 避免二次污染的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。
[0013] -種節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣凈化系統(tǒng)，包括燒結(jié)機(jī)、煙氣分配器、燒結(jié)機(jī)底部風(fēng)箱、 燒結(jié)機(jī)大煙道、電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、1#風(fēng)機(jī)、2#風(fēng)機(jī)、吸附塔、煙畫、物料輸送設(shè)備和再 生塔；
[0014] 該系統(tǒng)在燒結(jié)機(jī)大煙道內(nèi)還設(shè)有換熱器，燒結(jié)機(jī)、燒結(jié)機(jī)底部風(fēng)箱、燒結(jié)機(jī)大煙 道、電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、1#風(fēng)機(jī)、吸附塔和煙畫通過(guò)管道依次連接，而且燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī) 的出口通過(guò)支路引出的循環(huán)煙氣管道與2#風(fēng)機(jī)入口連接;其中，上述系統(tǒng)中，所述煙氣分配 器位于燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，2#風(fēng)機(jī)的出口與煙氣分配器通過(guò)管道連接;所述吸附塔設(shè)有進(jìn)氣口 和出氣口，吸附塔和再生塔均設(shè)有進(jìn)料口和出料口，吸附塔出料口通過(guò)物料輸送設(shè)備與再 生塔進(jìn)料口連接，吸附塔進(jìn)料口通過(guò)物料輸送設(shè)備與再生塔出料口相連接；
[0015] 所述再生塔為現(xiàn)有技術(shù)中的再生塔，再生塔由上至下設(shè)有加熱段、抽氣段和冷卻 段，活性焦從再生塔頂部進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)加熱段、抽氣段、冷卻段，最后到達(dá)再生塔底部出料 口；加熱段設(shè)有高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)口和出口，外部設(shè)有3#風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐，高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)口通過(guò)管道與 熱風(fēng)爐出口相連，高溫?zé)犸L(fēng)出口通過(guò)管道連接至3#風(fēng)機(jī)入口，3#風(fēng)機(jī)出口通過(guò)管道與熱風(fēng) 爐進(jìn)口相連;再生塔抽氣段設(shè)有出氣口，外部設(shè)有接觸法制酸系統(tǒng)，出氣口與制酸系統(tǒng)的氣 體入口通過(guò)管道相連;再生塔冷卻段設(shè)有冷卻空氣進(jìn)口和出口，外部設(shè)有4#風(fēng)機(jī)，4#風(fēng)機(jī)出 口與冷卻空氣進(jìn)口連接；
[0016] 或者，另一種結(jié)構(gòu)的節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣凈化系統(tǒng)，包括燒結(jié)機(jī)、煙氣分配器、燒 結(jié)機(jī)底部風(fēng)箱、燒結(jié)機(jī)大煙道、電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、1#風(fēng)機(jī)、2#風(fēng)機(jī)、吸附塔、煙畫、物 料輸送設(shè)備和再生塔；
[0017] 該系統(tǒng)還設(shè)有一個(gè)除塵器，燒結(jié)機(jī)與燒結(jié)機(jī)底部風(fēng)箱通過(guò)管道連接，燒結(jié)機(jī)底部 風(fēng)箱中的頭部數(shù)個(gè)風(fēng)箱和尾部數(shù)個(gè)風(fēng)箱通過(guò)管道與除塵器連接，剩余的燒結(jié)機(jī)底部風(fēng)箱、 燒結(jié)機(jī)大煙道、電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、1#風(fēng)機(jī)、吸附塔和煙畫通過(guò)管道依次連接，除塵器 通過(guò)管道與2#風(fēng)機(jī)入口連接；
[0018] 其中，上述系統(tǒng)中，所述煙氣分配器位于燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，2#風(fēng)機(jī)的出口與煙氣分配 器通過(guò)管道連接;所述吸附塔設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，吸附塔和再生塔均設(shè)有進(jìn)料口和出料 口，吸附塔出料口通過(guò)物料輸送設(shè)備與再生塔進(jìn)料口連接，吸附塔進(jìn)料口通過(guò)物料輸送設(shè) 備與再生塔出料口相連接；
[0019] 所述再生塔為現(xiàn)有技術(shù)中的再生塔，再生塔由上至下設(shè)有加熱段、抽氣段和冷卻 段，活性焦從再生塔頂部進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)加熱段、抽氣段、冷卻段，最后到達(dá)再生塔底部出料 口；加熱段設(shè)有高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)口和出口，外部設(shè)有3#風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐，高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)口通過(guò)管道與 熱風(fēng)爐出口相連，高溫?zé)犸L(fēng)出口通過(guò)管道連接至3#風(fēng)機(jī)入口，3#風(fēng)機(jī)出口通過(guò)管道與熱風(fēng) 爐進(jìn)口相連;再生塔抽氣段設(shè)有出氣口，外部設(shè)有接觸法制酸系統(tǒng)，出氣口與制酸系統(tǒng)的氣 體入口通過(guò)管道相連;再生塔冷卻段設(shè)有冷卻空氣進(jìn)口和出口，外部設(shè)有4#風(fēng)機(jī)，4#風(fēng)機(jī)出 口與冷卻空氣進(jìn)口連接；
[0020] 較好的，上述兩種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，再生塔加熱段和再生塔冷卻段均為管殼換熱形 式；
[0021] 當(dāng)熱風(fēng)爐為煤氣燃燒爐時(shí)，可充分利用鋼鐵廠富余的煤氣作為燃料，在整體上節(jié) 約燃料成本；
[0022] 更進(jìn)一步的，上述兩種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，3#風(fēng)機(jī)出口設(shè)置支路管道與2#風(fēng)機(jī)入口相 連，并且再生塔冷卻段的冷卻空氣出口與2#風(fēng)機(jī)入口通過(guò)管道相連；
[0023] 再進(jìn)一步的，上述兩種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，再生塔底部還設(shè)有振動(dòng)篩，振動(dòng)篩設(shè)有進(jìn)料 口，大顆粒物料出口和小顆粒物料出口；再生塔的出料口與振動(dòng)篩進(jìn)料口連接，振動(dòng)篩的大 顆粒物料出口通過(guò)物料輸送設(shè)備與吸附塔進(jìn)料口連接，振動(dòng)篩的小顆粒物料出口連接至系 統(tǒng)外的燒結(jié)機(jī)配料系統(tǒng)；
[0024] 更好的，上述兩種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，接觸法制酸系統(tǒng)設(shè)有出氣口，并將出氣口通過(guò)管 道連接至1#風(fēng)機(jī)的入口；
[0025] 最佳的，上述兩種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，在循環(huán)煙氣管道上設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)閥;在循環(huán)煙氣 管道引出點(diǎn)與接觸法制酸系統(tǒng)出氣口和1#風(fēng)機(jī)入口管道連接點(diǎn)之間的管道上設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào) 節(jié)閥；在與吸附塔進(jìn)出氣口連接的管道上分別設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)閥；在3#風(fēng)機(jī)出口與2#風(fēng)機(jī)入 口連接的管道上設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)閥和節(jié)流閥；在再生塔冷卻段的冷卻空氣出口與2#風(fēng)機(jī)入口 連接的管道上設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)閥和節(jié)流閥；在接觸法制酸系統(tǒng)出氣口與1#風(fēng)機(jī)入口連接的管 道上設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)閥；在2#風(fēng)機(jī)入口端設(shè)置與空氣聯(lián)通的空氣支路管道，并在該管道上設(shè) 置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)閥和節(jié)流閥。
[0026] -種節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣凈化方法，利用了上述兩種結(jié)構(gòu)的節(jié)能減排的燒結(jié)煙氣 凈化系統(tǒng)，包括如下步驟：
[0027] 1)燒結(jié)機(jī)煙氣熱利用 [002引采用如下方法a或b:
[0029] 方法a:燒結(jié)機(jī)燒結(jié)產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)燒結(jié)機(jī)底部風(fēng)箱進(jìn)入燒結(jié)大煙道，煙氣經(jīng)換 熱器換熱，再經(jīng)電除塵器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的除塵和加壓后，一部分煙氣經(jīng)1#風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入 吸附塔，其余煙氣作為循環(huán)煙氣通過(guò)循環(huán)煙氣管道進(jìn)入2#風(fēng)機(jī)前端的管道內(nèi)；
[0030] 方法b:將燒結(jié)機(jī)頭部部分風(fēng)箱的低溫?zé)煔夂蜔Y(jié)機(jī)尾部部分風(fēng)箱的高溫?zé)煔馔?入管道中混合作為循環(huán)煙氣，經(jīng)過(guò)除塵器除塵進(jìn)入2#風(fēng)機(jī)前端的管道內(nèi)，其余風(fēng)箱的煙氣 進(jìn)入燒結(jié)大煙道，經(jīng)電除塵器除塵、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)和1#風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入吸附塔；
[0031] 2)吸附塔吸附
[0032] 輸送到吸附塔中的燒結(jié)煙氣，與吸附塔內(nèi)部的活性焦進(jìn)行接觸，煙氣內(nèi)的S〇2、 NOx、顆粒物、二嗯英等污染物被活性焦吸附，凈化后的煙氣經(jīng)煙畫排放；
[00削 3)活性焦再生
[0034] 吸附了污染物的活性焦從吸附塔轉(zhuǎn)移到再生塔，活性焦由再生塔的頂部進(jìn)入，經(jīng) 加熱段、抽氣段和冷卻段處理后得到再生，最后到達(dá)再生塔底部；
[0035] 在加熱段:經(jīng)熱風(fēng)爐加熱至400~470°C的高溫?zé)犸L(fēng)從再生塔加熱段一側(cè)進(jìn)入，與 流經(jīng)加熱段的活性焦進(jìn)行不接觸換熱將活性焦加熱，高溫?zé)犸L(fēng)溫度變?yōu)?00~35(TC，然后 從加熱段的另一側(cè)輸出；一部分換熱后的高溫?zé)犸L(fēng)作為外排熱風(fēng)經(jīng)3#風(fēng)機(jī)加壓后