一种烧结提效、增产、节能和减排系统的制作方法

1.本发明涉及钢铁冶金行业烧结工序节能减排和烟气净化技术领域，具体涉及一种烧结提效、增产、节能和减排系统。


背景技术：

2.2019年4月29日，生态环境部等五部委联合发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》。《意见》针对京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等大气污染防治重点区域未来5年钢铁产能超低排放的改造进度提出具体目标：预计2020年底前，对上述重点区域完成60％产能改造；2025年底前，对上述重点区域钢铁企业超低排放改造全部完成，全国范围内完成80％的产能改造。
3.烧结是钢铁冶金行业炼铁中的重要工序，烧结工序的能耗约占钢铁生产整个能耗的13％左右，因此烧结的节能降耗已经成为钢铁企业的节能减排的一个重要环节。此外，烧结工序排放了大量的污染物，钢铁冶炼过程中约有51％～62％的so2和48％的nox来自于烧结工序。烧结工序产生的烟气量占钢铁企业废气的一半，并含有多种污染物，需要对烧结工序进行深度减排处理。
4.常规烧结工序中，有多个废气排放口，排放废气的温度为70℃～250℃，废气中的显热没有得到利用而直接排放。例如环冷三段、四段排出的热风温度为70℃～250℃，直接排放到大气中；机尾罩废气温度为80～150℃，经过布袋除尘器收尘后直接排放到大气中，造成能源的浪费。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供了一种烧结提效、增产、节能和减排系统。
6.一种烧结提效、增产、节能和减排系统，包括台车、环冷机、烟气处理装置和热量回收装置；所述台车上部自机头向机尾方向依次设置点火罩、烟气罩和热风罩；所述台车机尾落料处设有机尾罩；所述环冷机包括环冷一段、环冷二段、环冷三段和环冷四段；
7.所述环冷四段和所述环冷三段的热风出口通过第一管道依次连通环冷二段风机和环冷一段风机的入口，所述第一管道上设有第一热量回收装置和第一风机；
8.所述环冷一段和所述环冷二段的热风出口通过第二管道依次连通所述点火罩和热风罩，所述第二管道上设有第二热量回收装置和第二风机；
9.所述热风罩底部风箱汇总烟气通过第三管道连通烟气罩，所述第三管道上自烟气流向依次设有第一除尘装置、补燃升温装置、第三热量回收装置和第三风机；
10.所述机尾罩通过第四管道连通环冷三段风机和环冷四段风机的入口，所述第四管道上自烟气流向依次设有第二除尘装置和第四风机，所述环冷四段风机入口通过第一风管连接空气；
11.所述点火罩和所述烟气罩底部风箱汇总烟气通过第五管道连通烟囱入口，所述第
五管道上设有烟气处理装置。
12.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述点火罩、烟气罩与热风罩均是非完全密封罩，且均设有温度检测仪、压力检测仪、热风进口装置和自动充氧混风装置；
13.所述机尾罩是完全密封罩，通过第一管道提供的抽吸力带走机尾烟气。
14.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述自动充氧混风装置包括空气进风阀组和氧气进风阀组；
15.所述空气进风阀组与所述氧气进风阀组根据温度检测仪和压力检测仪的结果，自动调节开度。
16.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：第一热量回收装置、第二热量回收装置和第三热量回收装置用于发电或者产生蒸汽、热水。所述第一热量回收装置入口温度200～300℃，所述第二热量回收装置入口温度350～450℃，所述第三热量回收装置入口温度300～400℃。
17.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述烟气处理装置包括依次串联的第三除尘装置、第五风机、脱硫装置、第四除尘装置、脱硝装置和第六风机。
18.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述第三除尘装置为静电除尘器、布袋除尘器、多管除尘器或旋风除尘器。
19.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述脱硫装置为湿法脱硫装置或干法脱硫装置或半干法脱硫装置；
20.当所述脱硫装置为湿法脱硫装置时，所述第四除尘装置为管束除雾或湿式电除尘器；所述第四除尘装置后设置冷凝装置与收水装置，所述收水装置收集的冷凝水经过处理后，全部用作脱硫系统工艺水，湿法脱硫产生的脱硫废水，经过废水处理装置后，90％以上的废水回用至脱硫系统或者生产系统，其余废水外排；
21.当所述脱硫装置为干法脱硫装置或半干法脱硫装置时，所述第四除尘装置为布袋除尘器或电袋复合除尘器；
22.所述第五风机和第六风机的耐温区间为100℃～200℃。
23.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述脱硝装置为冷凝装置、收水装置、升温装置、ggh换热器、热风炉升温配套的scr脱硝或设置在脱硫装置前的氧化法脱硝装置。
24.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：
25.所述第一除尘装置为耐温300℃～500℃的干式除尘器，为多管除尘器或旋风除尘器；
26.所述第二除尘装置为耐温100℃～200℃的干式除尘器，为多管除尘器或旋风除尘器或静电除尘器或布袋除尘器。
27.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述第一风机、第二风机、第三风机和第四风机耐温100℃～200℃。
28.本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
29.1、本发明将高温烟气和热风循环至烧结矿层，提高了烧结矿层的温度，降低了混
合料冷却速度，增加了混合料的液相层，提高了烧结矿强度，提高了烧结的整体成品率。
30.2、本发明由于焙烧过程进风温度的提高，提高了烧结矿焙烧的速度，减少了焙烧的时间，因此可以通过提高烧结机台车行走的速度、增加烧结料层的厚度等措施，增加烧结产量。
31.3、本发明通过第一热量回收装置，回收了环冷三段和环冷四段中低温热风的热量，并将取热后的热风循环至环冷一段风机和环冷二段风机的入口，充分回收了环冷三段和环冷四段热风的热量；通过第二热量回收装置，回收了环冷一段和环冷二段中高温热风的热量，并将取热后的热风循环至烧结机点火罩和热风罩，充分回收了环冷一段和环冷二段热风的热量；通过第三热量回收装置，回收了热风罩底部中温烟气的热量，并将取热后的热风回用至烟气罩，充分回用了生产过程中的热量；将机尾罩的热风回用至环冷三段风机和环冷四段风机的入口，充分回用了机尾的热量，降低了生产能耗和环保运行能耗。
32.4、本发明烧结生产过程，取消了环冷三段、环冷四段、机尾等生产环节环境除尘排放口，减少了颗粒物的排放总量；外排烟气只设置有一个排放口，通过对烟气的合理循环利用，减少了外排烟气总量，在外排烟道上通过烟气处理装置进行深度治理，减少了颗粒物、硫氧化物、氮氧化物等污染物的排放总量。
33.5、本发明减少了外排烟气总量，降低了烟气含氧量，降低了烟气处理装置的投资费用，节约投资成本。
附图说明
34.结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：
35.图1为本发明实施例提供的一种烧结提效、增产、节能和减排系统的结构示意图。
36.图中：1.环冷机；2.第二热量回收装置；3.第二风机；4.机尾罩；5.台车；6.热风罩；7.烟气罩；8.点火罩；9.第三风机；10.补燃升温装置；11.第三热量回收装置；12.第一除尘装置；13.第四风机；14.第二除尘装置；15.第一热量回收装置；16.第一风机；17.第三除尘装置；18.第五风机；19.一级脱硫塔；20.二级脱硫塔；21.第四除尘装置；22.冷凝装置；23.收水装置；24.升温装置；25.ggh换热器；26.脱硝装置；27.第五风机；28.烟囱；101.环冷一段；102.环冷二段；103.环冷三段；104.环冷四段；105.环冷一段风机；106.环冷四段风机；107.环冷二段风机；108.环冷三段风机；201.第一风管；301.第一管道；302.第二管道；303.第三管道；304.第四管道；305.第五管道。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于
附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.参见图1所示，一种烧结提效、增产、节能和减排系统，包括台车5、环冷机1、烟气处理装置和第二热量回收装置2；台车5上部自机头向机尾方向依次设置点火罩8、烟气罩7和热风罩6；台车5机尾落料处设有机尾罩4；环冷机1包括环冷一段101、环冷二段102、环冷三段103和环冷四段104；环冷四段104和环冷三段103的热风出口通过第一管道301依次连通环冷二段风机107和环冷一段风机105的入口，第一管道301上设有第一热量回收装置15和第一风机16；环冷一段101和环冷二段102的热风出口通过第二管道302依次连通点火罩8和热风罩6，第二管道302上设有第二热量回收装置2和第二风机3；热风罩6底部风箱汇总烟气通过第三管道303连通烟气罩7，第三管道303上自烟气流向依次设有第一除尘装置12、第二热量回收装置11、补燃升温装置10和第三风机9；机尾罩4通过第四管道304连通环冷三段风机108和环冷四段风机106的入口，第四管道304上自烟气流向依次设有第二除尘装置14和第四风机13，环冷四段风机106入口通过第一风管201连接空气；点火罩8和烟气罩7底部风箱汇总烟气通过第五管道305连通烟囱28入口，第五管道305上设有烟气处理装置。需要说明的是，本技术的一种示例中，第一风机16、第二风机3、第三风机9、第四风机13均耐温100℃～200℃。
40.本发明通过第一热量回收装置15，回收了环冷三段103和环冷四段104中低温热风的热量，并将取热后的热风循环至环冷一段风机105和环冷二段风机107的入口，充分回收了环冷三段103和环冷四段104热风的热量；通过第二热量回收装置2，回收了环冷一段101和环冷二段102中高温热风的热量，并将取热后的热风循环至烧结机点火罩8和热风罩6，充分回收了环冷一段101和环冷二段102热风的热量；通过第三热量回收装置11，回收了热风罩6底部中温烟气的热量，并将取热后的热风回用至烟气罩7，充分回用了生产过程中的热量；将机尾罩4的热风回用至环冷三段风机108和环冷四段风机106的入口，充分回用了机尾的热量，降低了生产能耗和环保运行能耗。
41.本技术的一种具体示例，点火罩8、烟气罩7与热风罩6均是非完全密封罩，且均设有温度检测仪、压力检测仪、热风进口装置和自动充氧混风装置；机尾罩4是完全密封罩，通过第三管道303提供的抽吸力带走机尾烟气。具体地，自动充氧混风装置包括空气进风阀组和氧气进风阀组；空气进风阀组与氧气进风阀组根据温度检测仪和压力检测仪的结果，自动调节开度。
42.本技术中，第一热量回收装置15、第二热量回收装置2和第三热量回收装置11在实际使用中用于发电或者产生蒸汽、热水。第一热量回收装置15入口温度200～300℃，第二热量回收装置2入口温度350～400℃，第三热量回收装置11入口温度300～400℃。其中第三热量回收装置11前设置补燃升温装置10，将入口温度从250～300℃增加到350～400℃，提高
热量利用效率。
43.参见图1所示，本技术的一种具体示例，烟气处理装置包括依次串联的第三除尘装置17、第五风机18、脱硫装置、第四除尘装置21、脱硝装置26和第六风机27。需要说明的是，本技术的一种示例中，第五风机18和第六风机27的耐温区间为100℃～200℃。
44.本技术的一种具体示例，第一除尘装置12为耐温300℃～500℃的干式除尘器，为多管除尘器或旋风除尘器；第二除尘装置14为耐温100℃～200℃的干式除尘器，为多管除尘器或旋风除尘器或静电除尘器或布袋除尘器；第三除尘装置17为耐温100℃～200℃的静电除尘器、布袋除尘器、多管除尘器或旋风除尘器。需要说明的是，上述示例为第一除尘装置12、第二除尘装置14与第三除尘装置17的一种具体示例，本技术不限制第一除尘装置12、第二除尘装置14与第三除尘装置17的具体结构，其他除尘器也在本技术的保护范围之内。
45.本技术的一种具体示例，脱硫装置为湿法脱硫装置或干法脱硫装置或半干法脱硫装置；
46.当脱硫装置为湿法脱硫装置时，第四除尘装置21为管束除雾或湿式电除尘器；第四除尘装置21后设置冷凝装置22与收水装置23，收水装置23收集的冷凝水经过处理后，全部用作脱硫系统工艺水，湿法脱硫产生的脱硫废水，经过废水处理装置后，90％以上的废水回用至脱硫系统或者生产系统，其余废水外排；具体地，脱当脱硫装置为湿法脱硫装置时，脱硫装置包括一级脱硫塔19和二级脱硫塔20，二级脱硫塔20顶部设置湿电除尘器，针对高浓度so2烟气时，可将烟气中so2浓度4000～20000mg/nm3时，处理后降至20mg/nm3，脱硫效率可达99.99％；当烟气中so2浓度≤4000mg/nm3时，可采用一级脱硫塔19或者干法脱硫装置或半干法脱硫装置达到超低排放要求。
47.本技术的一种具体示例，采用石灰石膏湿法脱硫工艺，脱硫剂为石灰，烟气中的so2与脱硫剂发生如下反应：
48.ca(oh)2+so2→
caso349.caso3+so2+h2o
→
ca(hso3)250.ca(oh)2+ca(hso3)2→
2caso3+h2o
51.caso3+1/2o2→
caso452.本实施例中湿法脱硫工艺脱硫剂可以为mgo、cao、naoh、na2co3、氨水、电石渣等碱性物质；湿法脱硫后配套第四除尘装置21可以是湿式电除尘、管束除尘或水洗除尘装置。
53.本技术的另一实施例中，当脱硫装置为干法脱硫装置或半干法脱硫装置时，第四除尘装置21为布袋除尘器或电袋复合除尘器；需要说明的是，上述示例为第四除尘装置21的一种具体示例，本技术不限制第四除尘装置21的具体结构，其他除尘器也在本技术的保护范围之内。
54.本实施例中冷凝装置22、收水装置23、升温装置24可进行调整；实际配套设置时，可不设升温装置24，仅保留冷凝装置22和收水装置23；或脱硫工艺为干法脱硫工艺或半干法脱硫工艺，则第四除尘装置21改为布袋除尘器，冷凝装置22、收水装置23、升温装置24均不再设置。
55.收水装置23收集的冷凝水经过处理后，全部用作脱硫系统工艺水，湿法脱硫产生的脱硫废水，经过废水处理装置后，90％以上的废水回用至脱硫系统或者生产系统，其余废水外排。
56.本技术的一种具体示例，脱硝装置26包括热风炉升温装置、氨水蒸发混合装置、喷氨装置、反应器整流装置和催化剂清灰装置，脱硝催化剂反应温度在240℃～300℃。需要说说明的是，本技术中，脱硝装置26为冷凝装置22、收水装置23、升温装置24、ggh换热器25、热风炉升温配套的scr脱硝或设置在脱硫装置前的氧化法脱硝装置。本实施例中，冷凝装置为冷凝器，收水装置为收水精除尘器，升温装置为升温器。
57.在脱硝反应器中发生如下反应：
58.4no+4nh3+o2→
4n2+6h2o
59.6no+4nh3→
5n2+6h2o
60.6no2+8nh3→
7n2+12h2o
61.2no2+4nh3+o2→
3n2+6h2o
62.脱硝装置26中所用脱硝剂为氨水、尿素、有机高分子脱硝剂或其它氨基物质，氨基物质分解成氨气，作为还原剂发生scr反应，将nox转变为无污染的n2排放。
63.本发明相对于现有技术的有益效果如下：
64.本发明烧结生产过程，取消了环冷三段103、环冷四段104、机尾等生产环节环境除尘排放口，减少了颗粒物的排放总量；外排烟气只设置有一个排放口，通过对烟气的合理循环利用，减少了外排烟气总量，在外排烟道上通过烟气处理装置进行深度治理，减少了颗粒物、硫氧化物、氮氧化物等污染物的排放总量。本发明减少了外排烟气总量，降低了烟气含氧量，降低了烟气处理装置的投资费用，节约投资成本。
65.本发明将高温烟气和热风循环至烧结矿层，提高了烧结矿层的温度，降低了混合料冷却速度，增加了混合料的液相层，提高了烧结矿强度，提高了烧结的整体成品率。
66.本发明由于焙烧过程进风温度的提高，提高了烧结矿焙烧的速度，减少了焙烧的时间，因此可以通过提高烧结机台车5行走的速度、增加烧结料层的厚度等措施，增加烧结产量。
67.本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

技术特征：
1.一种烧结提效、增产、节能和减排系统，包括台车、环冷机、烟气处理装置和热量回收装置；所述台车上部自机头向机尾方向依次设置点火罩、烟气罩和热风罩；所述台车机尾落料处设有机尾罩；所述环冷机包括环冷一段、环冷二段、环冷三段和环冷四段；其特征在于，所述环冷四段和所述环冷三段的热风出口通过第一管道依次连通环冷二段风机和环冷一段风机的入口，所述第一管道上设有第一热量回收装置和第一风机；所述环冷一段和所述环冷二段的热风出口通过第二管道依次连通所述点火罩和热风罩，所述第二管道上设有第二热量回收装置和第二风机；所述热风罩底部风箱汇总烟气通过第三管道连通烟气罩，所述第三管道上自烟气流向依次设有第一除尘装置、补燃升温装置、第三热量回收装置和第三风机；所述机尾罩通过第四管道连通环冷三段风机和环冷四段风机的入口，所述第四管道上自烟气流向依次设有第二除尘装置和第四风机，所述环冷四段风机入口通过第一风管连接空气；所述点火罩和所述烟气罩底部风箱汇总烟气通过第五管道连通烟囱入口，所述第五管道上设有烟气处理装置。2.根据权利要求1所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述点火罩、烟气罩与热风罩均是非完全密封罩，且均设有温度检测仪、压力检测仪、热风进口装置和自动充氧混风装置；所述机尾罩是完全密封罩，通过第一管道提供的抽吸力带走机尾烟气。3.根据权利要求2所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述自动充氧混风装置包括空气进风阀组和氧气进风阀组；所述空气进风阀组与所述氧气进风阀组根据温度检测仪和压力检测仪的结果，自动调节开度。4.根据权利要求1所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述第一热量回收装置、第二热量回收装置和第三热量回收装置用于发电或者产生蒸汽、热水；所述第一热量回收装置入口温度200～300℃，所述第二热量回收装置入口温度350～450℃，所述第三热量回收装置入口温度300～400℃。5.根据权利要求1所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述烟气处理装置包括依次串联的第三除尘装置、第五风机、脱硫装置、第四除尘装置、脱硝装置和第六风机。6.根据权利要求5所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述第三除尘装置为静电除尘器、布袋除尘器、多管除尘器或旋风除尘器。7.根据权利要求5所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述脱硫装置为湿法脱硫装置或干法脱硫装置或半干法脱硫装置；当所述脱硫装置为湿法脱硫装置时，所述第四除尘装置为管束除雾或湿式电除尘器；所述第四除尘装置后设置冷凝装置与收水装置，所述收水装置收集的冷凝水经过处理后，全部用作脱硫系统工艺水，湿法脱硫产生的脱硫废水，经过废水处理装置后，90％以上的废水回用至脱硫系统或者生产系统，其余废水外排；当所述脱硫装置为干法脱硫装置或半干法脱硫装置时，所述第四除尘装置为布袋除尘器或电袋复合除尘器；
所述第五风机和第六风机的耐温区间为100℃～200℃。8.根据权利要求5所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于，所述脱硝装置为冷凝装置、收水装置、升温装置、ggh换热器、热风炉升温配套的scr脱硝或设置在脱硫装置前的氧化法脱硝装置。9.根据权利要求1所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于：所述第一除尘装置为耐温300℃～500℃的干式除尘器，为多管除尘器或旋风除尘器；所述第二除尘装置为耐温100℃～200℃的干式除尘器，为多管除尘器或旋风除尘器或静电除尘器或布袋除尘器。10.根据权利要求1所述的一种烧结提效、增产、节能和减排系统，其特征在于：所述第一风机、第二风机、第三风机和第四风机耐温100℃～200℃。

技术总结
本发明公开了一种烧结提效、增产、节能和减排系统，包括台车、环冷机、烟气处理装置和热量回收装置；环冷四段和环冷三段的热风出口通过热量回收装置和风机连通环冷二段风机和环冷一段风机的入口；环冷一段和环冷二段的热风出口通过热量回收装置和风机连通点火罩和热风罩；热风罩底部风箱汇总烟气通过除尘装置、补燃升温装置、热量回收装置和风机连通烟气罩；机尾罩通过除尘装置和风机连通环冷三段风机和环冷四段风机的入口；点火罩和烟气罩底部风箱汇总烟气通过烟气处理装置连通烟囱入口。本发明充分利用各工段热风和烟气的特性，提高烧结成品率、增加烧结产量、降低运行能耗、减少污染物排放总量、节约投资成本。节约投资成本。节约投资成本。


技术研发人员：宗林
受保护的技术使用者：江苏盐环实业有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/10/7