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烟气循环技术在广西盛隆烧结机上的应用

点击次数:643 发布时间:2017-07-28

  0前言

  烧结烟气循环工艺是将部分风箱支管的烧结烟气或大烟道总管上一部分烧结烟气循环到烧结机台车上部密封罩中,在主抽风机的作用下,循环废气重新参与烧结。其目的是回收烧结烟气中的显热和潜热,降低燃料消耗;烟气循环到烧结料层时,其中的粉尘部分会被吸附并滞留于烧结料层中,NOx被部分降解,二噁英在高温下会被热解;CO和CH化合物等在烧结过程中会发生二次燃烧,可降低固体燃耗,进一步降低NOx和SO2等的排放。因此,烧结烟气循环具有显著地节能减排效果并提高烧结工艺的竞争力。

  1烧结烟气循环工艺节能减排原理

  1.1节能

  1)烧结大烟道烟气温度约为150℃,烧结机后部风箱烟气温度可达到350~400℃,循环烟气中的显热可以得到利用。

  2)烧结烟气中CO体积浓度约为0.4%~1.0%,此外还有一定数量的其它可燃有机物,这些物质的潜热可以得到利用。

  3)由于烧结烟气循环,使得终排放到大气的烟气量可减少20%~35%,脱硫设施的投资和运行能耗可显著降低。

  4)烟气循环使用的风机电机将消耗部分电能,这部分烟气如果不循环就要通过脱硫设施烟囱排放,将消耗更多的电能。

  1.2减排

  1)SO2。由于排放烟气量的减少和SO2浓度的富集,脱硫效率将有所高,达到进一步减排的效果。

  2)NOx。循环烟气在重新通过烧结料层时,烟气中NOx被部分裂解。

  3)二噁英:循环烟气中二噁英在烧结料床燃烧层约1300℃高温下可大部分降解,减排数量明显。在我国烧结烟气循环减排二噁英的效果是其他减排技术所无法比拟的。

  4)CO。循环烟气中的CO绝大部分可以在烧结机料床上被烧掉,终排放烟气中的CO可大幅度减少。

  5)颗粒物。由于烟气排放量的减少,颗粒物排放量可减少约20%~35%。

  6)HCl和HF。烧结工序是钢铁企业大的排放源,由于烟气排放量的减少,HCl和HF排放量必然减少;同时,污染物浓度富集,脱硫设施对HCl和HF脱除效果也将明显提高。

  2烧结烟气循环设计方案

  2.1设计方案的提出

  广西盛隆钢铁公司3#和4#烧结机是2009年建设的2×90m2带式烧结机,生产特种烧结矿。由于采用低硫原料,烧结烟气SO2排放浓度满足当时标准要求,故没有配套建设脱硫设施。随着《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012颁布,于2015年1月1日起执行,该公司3#和4#烧结烟气不能达到SO2排放浓度要求,必须新上脱硫设施。宁波钢铁公司在2013年成功投产了烧结烟气循环系统,因此体会到烧结烟气循环既可节能减排,又可减少后续脱硫工序的投资和运行费用,具有巨大的社会效益和经济效益。故确定3#和4#烧结机新上脱硫设施,同时建设烟气循环,形成变末端治理为源头消减的烧结烟气污染控制策略。

  2.2设计方案选择

  3#和4#烧结机各配置一台8500m3/min主抽风机,即2台烧结机共有102×104m3/h烧结烟气需要处理。循环烟气罩拟覆盖烧结面积的60%,根据计算并结合实际情况确定每台烧结机循环烟气量为10×104~12×104m3/h、脱硫设施烧结烟气处理量为80×104m3/h。考虑到本烟气循环系统在已有烧结机上改造,故确定采用外循环工艺,即在主抽风机后烟道总管上取一部分烧结烟气进行循环。

  2.3设计方案

  3#和4#烧结机循环烟气取自各自主抽风机后烟道总管,烟气量为10×104~12×104m3/h,其含氧量较低约为15%,若直接循环烧结,将造成烧结矿的产质量的降低。故本设计将环冷机部分高温废气兑入循环烟气中,使得进入烧结料床的循环烟气温度提高、含氧量达到要求(约18%)。本设计在国内*取消烟气循环风机,利用主抽风机出口余压,实现无动力烟气循环。通过合理设置阀门和阻力平衡板、烟气罩采用特殊设计结构,使烧结烟气在脱硫系统和烟气循环系统按设定比例合理分配,并使得烟气罩内为微负压状态,满足烧结工艺的要求。

  3烟气循环实施效果

  广西盛隆钢铁公司3#和4#烧结机烟气循环系统自2015年10月投产以来,经过部分整改,目前烧结矿产质量指标达到烟气循环实施前水平,实测固体燃耗降低6kg/t,按每台烧结机烟气循环量10×104m3/t,每年减少烟气排放量为15.8×108m3/t。

  4结语

  实施烧结烟气循环技术后,由于利用烧结烟气的潜热和显热,同时减少烟囱的外排烟气量,具有明显的节能减排效果,取得显著地经济和社会效益。而且,由于烟气排放总量的降低,对应的末端治理(如脱硫设施等)烟气量相应地减少,其投资、运行费用都可减少。烧结烟气循环技术具有显著地节能减排效果,是我国烧结未来升级改造的主要方向。

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