一種節能減排的燒結煙氣凈化系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于燒結煙氣凈化技術領域，具體設及一種節能減排的燒結煙氣凈化系統 及方法。
【背景技術】
[0002] 燒結生產過程中產生大量煙氣，煙氣中含有的S0x、N0x、顆粒物、重金屬和二嗯英 等物質對環境造成污染。隨著國家環保要求日益嚴格，多重污染物綜合治理的技術是煙氣 治理發展的必然趨勢。活性焦煙氣凈化工藝能夠在脫硫的基礎上實現低溫脫硝，同時對粉 塵、重金屬及二嗯英等污染物有一定的脫除效果。此外，脫硫副產物為高品質硫酸，可W回 收硫資源，符合循環經濟的理念，是當前世界公認的最具前途的多種污染物綜合治理技術。 但活性焦煙氣凈化工藝應用于燒結煙氣治理時，還存在W下問題：
[0003] (1)燒結煙氣溫度控制
[0004] 燒結煙氣溫度波動較大，正常運行時溫度為120~180°C;而活性焦煙氣凈化工藝 要求入口煙氣溫度不超過150°C，如入口煙氣溫度高于150°C，容易造成活性焦床層出現超 溫現象，影響系統正常運行。中國專利化2013102748101公布了一種煙氣降溫的方法:通過 向系統中兌入冷空氣及噴入冷卻水對煙氣進行降溫。但兌入冷空氣會增加下游風機和吸附 塔的負荷，增加系統能耗和投資;煙氣量增加會降低煙氣與活性焦床層的接觸時間，影響凈 化效果;噴入冷卻水降溫存在腐蝕性問題，下游煙氣管道、風機、吸附塔等設施需提高防腐 等級，同時煙氣中水含量增加會降低氮氧化物去除效果。
[0005] (2)活性焦再生過程中熱煙氣外排
[0006] 如圖1所示，現有技術中采用類似于殼管式換熱器的再生塔進行活性焦的再生，活 性焦從現有技術再生塔404的頂部進入，先經加熱段加熱至360~420°C，再經冷卻段冷卻至 80~120°C，最后到達再生塔404底部。在加熱段:400~470°C的高溫熱風經換熱后溫度變為 300~350°C經風機401排出，一部分熱風返回煤氣燃燒器402循環利用，另一部分熱風外排； 在冷卻段：常溫空氣經風機403進入再生塔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象，造成能源浪費。中國專利申 請CN201410427293公布了一種活性焦再生過程中余熱利用的方法:部分熱風用于煤氣預熱 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，運也限制了活性焦煙氣凈化工藝的推廣應用。因此降低活性焦煙氣 凈化裝置的規模，W減少投資和運行費用是活性焦煙氣凈化工藝推廣應用必須解決的問 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題：如活性焦再生過程中產生的高S〇2濃 度氣體用于生產濃硫酸時，會有廢氣產生，該廢氣中含有SOx、硫酸酸霧等;活性焦循環過程 中會有破損，破損的活性焦經振動篩篩分后產生的固體廢物(焦粉）。
[0011] 綜上，現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、初期投資大、產生二次污染等缺點，需要開發適合燒結機生產的活性焦煙氣凈化 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模和避 免二次污染的基礎上，實現減少投資和運行費用。
【發明內容】
[0012] 本發明的目的是針對于現有技術中存在的問題，提供一種節能減排的燒結煙氣凈 化系統及方法，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模和 避免二次污染的基礎上，實現減少投資和運行費用。
[0013] -種節能減排的燒結煙氣凈化系統，包括燒結機、煙氣分配器、燒結機底部風箱、 燒結機大煙道、電除塵器、燒結主抽風機、1#風機、2#風機、吸附塔、煙畫、物料輸送設備和再 生塔；
[0014] 該系統在燒結機大煙道內還設有換熱器，燒結機、燒結機底部風箱、燒結機大煙 道、電除塵器、燒結主抽風機、1#風機、吸附塔和煙畫通過管道依次連接，而且燒結主抽風機 的出口通過支路引出的循環煙氣管道與2#風機入口連接;其中，上述系統中，所述煙氣分配 器位于燒結機臺車上，2#風機的出口與煙氣分配器通過管道連接;所述吸附塔設有進氣口 和出氣口，吸附塔和再生塔均設有進料口和出料口，吸附塔出料口通過物料輸送設備與再 生塔進料口連接，吸附塔進料口通過物料輸送設備與再生塔出料口相連接；
[0015] 所述再生塔為現有技術中的再生塔，再生塔由上至下設有加熱段、抽氣段和冷卻 段，活性焦從再生塔頂部進料口進入，經加熱段、抽氣段、冷卻段，最后到達再生塔底部出料 口；加熱段設有高溫熱風進口和出口，外部設有3#風機和熱風爐，高溫熱風進口通過管道與 熱風爐出口相連，高溫熱風出口通過管道連接至3#風機入口，3#風機出口通過管道與熱風 爐進口相連;再生塔抽氣段設有出氣口，外部設有接觸法制酸系統，出氣口與制酸系統的氣 體入口通過管道相連;再生塔冷卻段設有冷卻空氣進口和出口，外部設有4#風機，4#風機出 口與冷卻空氣進口連接；
[0016] 或者，另一種結構的節能減排的燒結煙氣凈化系統，包括燒結機、煙氣分配器、燒 結機底部風箱、燒結機大煙道、電除塵器、燒結主抽風機、1#風機、2#風機、吸附塔、煙畫、物 料輸送設備和再生塔；
[0017] 該系統還設有一個除塵器，燒結機與燒結機底部風箱通過管道連接，燒結機底部 風箱中的頭部數個風箱和尾部數個風箱通過管道與除塵器連接，剩余的燒結機底部風箱、 燒結機大煙道、電除塵器、燒結主抽風機、1#風機、吸附塔和煙畫通過管道依次連接，除塵器 通過管道與2#風機入口連接；
[0018] 其中，上述系統中，所述煙氣分配器位于燒結機臺車上，2#風機的出口與煙氣分配 器通過管道連接;所述吸附塔設有進氣口和出氣口，吸附塔和再生塔均設有進料口和出料 口，吸附塔出料口通過物料輸送設備與再生塔進料口連接，吸附塔進料口通過物料輸送設 備與再生塔出料口相連接；
[0019] 所述再生塔為現有技術中的再生塔，再生塔由上至下設有加熱段、抽氣段和冷卻 段，活性焦從再生塔頂部進料口進入，經加熱段、抽氣段、冷卻段，最后到達再生塔底部出料 口；加熱段設有高溫熱風進口和出口，外部設有3#風機和熱風爐，高溫熱風進口通過管道與 熱風爐出口相連，高溫熱風出口通過管道連接至3#風機入口，3#風機出口通過管道與熱風 爐進口相連;再生塔抽氣段設有出氣口，外部設有接觸法制酸系統，出氣口與制酸系統的氣 體入口通過管道相連;再生塔冷卻段設有冷卻空氣進口和出口，外部設有4#風機，4#風機出 口與冷卻空氣進口連接；
[0020] 較好的，上述兩種結構的系統中，再生塔加熱段和再生塔冷卻段均為管殼換熱形 式；
[0021] 當熱風爐為煤氣燃燒爐時，可充分利用鋼鐵廠富余的煤氣作為燃料，在整體上節 約燃料成本；
[0022] 更進一步的，上述兩種結構的系統中，3#風機出口設置支路管道與2#風機入口相 連，并且再生塔冷卻段的冷卻空氣出口與2#風機入口通過管道相連；
[0023] 再進一步的，上述兩種結構的系統中，再生塔底部還設有振動篩，振動篩設有進料 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篩進料口連接，振動篩的大 顆粒物料出口通過物料輸送設備與吸附塔進料口連接，振動篩的小顆粒物料出口連接至系 統外的燒結機配料系統；
[0024] 更好的，上述兩種結構的系統中，接觸法制酸系統設有出氣口，并將出氣口通過管 道連接至1#風機的入口；
[0025] 最佳的，上述兩種結構的系統中，在循環煙氣管道上設置無級調節閥;在循環煙氣 管道引出點與接觸法制酸系統出氣口和1#風機入口管道連接點之間的管道上設置無級調 節閥；在與吸附塔進出氣口連接的管道上分別設置無級調節閥；在3#風機出口與2#風機入 口連接的管道上設置無級調節閥和節流閥；在再生塔冷卻段的冷卻空氣出口與2#風機入口 連接的管道上設置無級調節閥和節流閥；在接觸法制酸系統出氣口與1#風機入口連接的管 道上設置無級調節閥；在2#風機入口端設置與空氣聯通的空氣支路管道，并在該管道上設 置無級調節閥和節流閥。
[0026] -種節能減排的燒結煙氣凈化方法，利用了上述兩種結構的節能減排的燒結煙氣 凈化系統，包括如下步驟：
[0027] 1)燒結機煙氣熱利用 [002引采用如下方法a或b:
[0029] 方法a:燒結機燒結產生的高溫煙氣經燒結機底部風箱進入燒結大煙道，煙氣經換 熱器換熱，再經電除塵器、燒結主抽風機的除塵和加壓后，一部分煙氣經1#風機加壓后進入 吸附塔，其余煙氣作為循環煙氣通過循環煙氣管道進入2#風機前端的管道內；
[0030] 方法b:將燒結機頭部部分風箱的低溫煙氣和燒結機尾部部分風箱的高溫煙氣通 入管道中混合作為循環煙氣，經過除塵器除塵進入2#風機前端的管道內，其余風箱的煙氣 進入燒結大煙道，經電除塵器除塵、燒結主抽風機和1#風機加壓后進入吸附塔；
[0031] 2)吸附塔吸附
[0032] 輸送到吸附塔中的燒結煙氣，與吸附塔內部的活性焦進行接觸，煙氣內的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移到再生塔，活性焦由再生塔的頂部進入，經 加熱段、抽氣段和冷卻段處理后得到再生，最后到達再生塔底部；
[0035] 在加熱段:經熱風爐加熱至400~470°C的高溫熱風從再生塔加熱段一側進入，與 流經加熱段的活性焦進行不接觸換熱將活性焦加熱，高溫熱風溫度變為300~35(TC，然后 從加熱段的另一側輸出；一部分換熱后的高溫熱風作為外排熱風經3#風機加壓后