專利名稱：提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法
技術領域：
本發明涉及燒結煙氣循環氮氧化合物(NOx)減排，符合國家環境保護政策和節能減排及低碳經濟要求，屬鋼鐵冶金領域的燒結煙氣氮氧化合物減排技術，是一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法。
背景技術：
燒結是鋼鐵生產的重要工藝單元。燒結生產過程中產生多種大氣污染物，如顆粒物、NOx、SO2, CO、HCl、HF、堿金屬、多種重金屬和包括P⑶D/F在內的多種有機物等。燒結是鋼鐵聯合企業最大的NOx排放源，該單元NOx排放量占全廠排放總量的50% 60% (不含自備電廠)，濃度范圍一般為150 700mg/Nm3，平均濃度大致為250 350mg/Nm3。隨著國民經濟的發展和人們對環境保護要求的日益提高，國家對氮氧化物的排放要求將會更加嚴格；國家環保部已將NOx列入“十二五”總量控制指標，火電行業NOx減排將首當其沖，預計 “十二五”中后期會將鋼鐵行業的NOx減排提上議事日程。目前，國內燃燒煙氣脫硝技術已經在電廠開始應用，技術上也相對成熟，以氨作還原劑的SCR催化還原減排技術應用最為廣泛。但燒結不同于電廠，燒結機煙氣與電廠燃煤鍋爐煙氣有很大的不同，將電廠SCR脫硝工藝直接搬到鋼鐵行業的燒結機上是行不通的， 而且運行成本大得驚人，這是由于以下原因
燒結機煙氣成份復雜、波動性大，具有如下特點一是煙氣量大，每噸燒結礦產生的煙氣量在；3500 5000m3 (工況);二是NOx濃度波動大，濃度范圍一般在150 700mg/Nm3 ；三是各風箱煙氣溫度變化大，一般為50°C 400°C ；四是煙氣流量變化大，變化幅度可達40% 左右；五是煙氣中水分含量大且不穩定，一般為10% 13%;六是含氧量高，一般為13% 19% ；七是煙氣中含有多種污染物，除顆粒物、S02、NOx外，還含有堿金屬、重金屬、P⑶D/F以及其它多種有機物；八是總煙氣中的NOx平均濃度偏低，一般為250 400mg/Nm3，遠低于電廠烯煤鍋爐煙氣，不利于提高脫除效率；九是將電廠SCR工藝照搬用到燒結機上，由于催化劑和氨還原劑的消耗將會使得單位NOx的脫除成本高得驚人。燒結機煙氣循環脫NOx可以做到負能耗運行，但只能脫除循環煙氣中60% 70% 的 NOx。燒結機煙氣循環在上個世紀中葉就被提出來了，直至上個世紀80年代的后期才開始研發實施；這一技術是在熱風燒結的基礎上發展起來的，也屬熱風燒結的一種。國外實施燒結機煙氣循環的有荷蘭Hoogovens Ijmuiden廠132m2燒結機(煙氣循環率40% 45%)、 德國克魯斯廠三臺燒結機(煙氣循環率40% 50%)、新日鐵480m2燒結機(煙氣循環率2890、 VAI鋼鐵冶煉公司190m2燒結機(1/3的風箱數參與循環)等，中國臺灣的中鋼(改造后的XX 燒結機)和中鋼控股的龍鋼也實施了該技術。該技術在中國大陸尚屬空白，處在研發階段。有鑒于此，尋求一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法成為該領域技術人員的追求目標。
發明內容
本發明的任務是提供一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法， 它克服了現有技術的困難，是一種實現低成本、低能耗提高燒結機煙氣循環脫NOx的技術方法，在燒結機煙氣循環的基礎上將一種鐵礦均勻地加入燒結料中，從而提高NOx的脫除效率。本發明的技術解決方案如下
一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟
(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環，尤其是從機頭至機尾20%至70% 之間的區域抽取煙氣進行煙氣循環；在燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于 18% ；
(2)在燒結輔料中均勻配入一種鐵礦作為催化劑。所述步驟(1)中的最大循環量為50%。本發明由于采用了以上技術方案，使之與現有技術相比，本發明具有以下優點
1、在燒結機煙氣循環的基礎上，用于提高NOx催化減排效率的上述鐵礦可以混入燒結輔料一并加工后配入燒結料，不需要增加任何設備、設施和建設投資。2、在不增加任何設備和建設投資的情況下，可以使循環煙氣中NOx的減排效率提高20%左右(由原來的60% 70%提高至80% 90%)，進一步強化了煙氣循環的NOx減排效果。3、這種鐵礦來源比較廣泛，而且價格低廉，不需要如常規SCR催化劑那樣復雜的生產及加工過程，只需要簡易的機械加工即可以直接使用。4、這種起催化作用的鐵礦的主要成份屬燒結配料有用成份，對一般鋼鐵產品的生產沒有不利影響。5、在燒結機煙氣循環的基礎上，購進這種鐵礦后隨時都可以施行，不需要建設周期。由于現有燒結機煙氣循環脫NOx可以做到負能耗運行，但只能脫除循環煙氣中 60% 70%的NOx。本發明的技術實施是在燒結機煙氣循環的基礎上進行的，可以在不增加設備和建設投資、不增加能耗和運行成本的情況下將循環煙氣的脫NOx效率提高至80% 90%。
圖1為本發明的第一實施例的設備結構圖。圖2為本發明的第二實施例的設備結構圖。附圖標記
1為上部煙罩，2為循環風機，3為循環除塵器，4為混風調節閥，5為混風調節管道，6為循環管道，7為擋板閥，8為主除塵器，9為脫硫裝置，10為風機，11為煙囪，12為粗除塵器。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。實施例1參看圖1，本發明提供了一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟
(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環；
(2)在燒結輔料中均勻配入此種鐵礦催化劑。燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于18%，最大循環量為50%。本實施例的實施方式如下
如圖1所示，圖中標號1為上部煙罩，2為循環風機，4為混風調節閥，5為混風調節管道，6為循環管道，7為擋板閥，8為主除塵器，9為脫硫裝置，10為風機，11為煙囪，12為粗除塵器。由于燒結機煙氣量比較大，NOx平均濃度要比電廠燃煤鍋爐低得多，可以從主煙道抽取總煙氣中的一部分煙氣進行煙氣循環(最大循環量可以達到50%左右)，然后在燒結輔料中配入這種鐵礦即可。實施的關鍵是其一，這種鐵礦應均勻地混入配入量比較小的燒結輔料中使用，這樣可以使這種鐵礦在燒結配料中的分布更加均勻；其二，燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于18%，主煙道循環煙氣中的含氧量不夠可采用環冷機熱風補充。實施例2
參看圖2，本發明提供了一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟
(1)從機頭至機尾20%至70%之間的區域抽取煙氣進行煙氣循環；
(2)在燒結輔料中均勻配入此種鐵礦作為催化劑。燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于18%，最大循環量為50%。本實施例的實施方式如下
如圖2所示，圖中標號1為上部煙罩，2為循環風機，3為循環除塵器，4為混風調節閥， 5為混風調節管道，6為循環管道，7為擋板閥，8為主除塵器，9為脫硫裝置，10為風機，11為煙囪。由于燒結機各風箱排出煙氣中NOx的濃度峰值大致出現沿燒結機機頭至機尾水平方向的1/3處，此處的NOx濃度峰值可達全煙氣NOx平均濃度的3 4倍，據此，可以將燒結機機頭至機尾劃分成高濃度區域(從機頭至機尾20%至70%之間的區域)和低濃度區域 (其余部分)，高濃度區域NOx的產生量占NOx總產生量的70% 80%，部分煙氣循環脫硝可以只取這部分高濃度煙氣用于循環，這樣可以進一步提高NOx的減排效率。實施的關鍵是其一，這種鐵礦應均勻地混入配入量比較小的燒結輔料中使用，這樣可以使這種鐵礦在燒結配料中的分布更加均勻；其二，燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于18%，主煙道循環煙氣中的含氧量不夠可采用環冷機熱風補充。由于從燒結機機頭至機尾方向大約20% 70%之間的區域為氮氧化物高濃度區域，此區域的煙氣量大約占整臺燒結機總煙氣量的40% 50%，而NOx總量則要占到整個燒結機產生總量的65% 80%，此區間NOx的濃度峰值可達全煙氣NOx平均濃度的3 4倍。 取這部分煙氣循環可以達到較好的負能耗減排效果，一般情況下循環煙氣中的NOx減排效率可以達到60% 70%。或者是取全煙氣中的部分煙氣進行循環，NOx減排效率也可達到 60% 70%ο
通過研究發現含NOx的循環煙氣通過燒結床1300°C以上高溫料層時能被CO還原，化學反應方程式為“2N0+2C0 = N2+2C02”，是燒結配料中的某些物質起到了催化作用， 但直至目前人們對這種催化還原的機理仍不清楚。將這種鐵礦均勻地加入燒結料中，這種 “催化”作用將會被強化，脫NOx效率可以提高20%左右，即將煙氣循環的脫硝效率由原來的 60% 70%提高至80% 90%，NOx減排效果比較明顯。這種鐵礦來源比較廣泛且含有燒結配料有用成份，對于一般鋼鐵產品的生產沒有不利影響。本發明的目的就是要根據上述研究結果提供一種低成本、低能耗的提高燒結機煙氣循環脫NOx的技術方法；其技術關鍵在于，在燒結機煙氣循環的基礎上將一種鐵礦均勻地加入燒結料中，從而提高NOx的脫除效率。當然，本技術領域內的一般技術人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本發明，而并非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對上述實施例的變化、 變型等都將落在本發明權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法，其特征在于，包括以下步驟(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環，尤其是從機頭至機尾20%至70% 之間的區域抽取煙氣進行煙氣循環；在燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于 18% ；(2)在燒結輔料中均勻配入一種鐵礦作為催化劑。
2.如權利要求1所述的提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法，其特征在于所述步驟(1)中的最大循環量為50%。
全文摘要
本發明涉及一種提高燒結機煙氣循環氮氧化合物減排效率的低碳方法，包括以下步驟(1)從主煙道抽取總煙氣中部的煙氣進行煙氣循環，尤其是從機頭至機尾20%至70%之間的區域抽取煙氣進行煙氣循環；在燒結臺車上部循環罩內煙氣中的含氧量應不低于18%；(2)在燒結輔料中均勻配入一種鐵礦作為催化劑。本發明提供一種低成本、低能耗的提高燒結機煙氣循環脫NOx的技術方法；其技術關鍵在于，在燒結機煙氣循環的基礎上將一種鐵礦均勻地加入燒結料中，從而提高NOx的脫除效率。本發明的技術實施是在燒結機煙氣循環的基礎上進行的，可以在不增加設備和建設投資、不增加能耗和運行成本的情況下將循環煙氣的脫NOx效率提高至80%～90%。
文檔編號B01D53/86GK102188905SQ201110121310
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者吳偉, 張傳秀 申請人:寶鋼工程技術集團有限公司