本发明是涉及冶金工业领域，特别涉及一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化系统及实现方法。
背景技术：
在钢铁工艺生产过程中会产生大量的大气污染物，烧结生产是现代钢铁生产中的最重要的工艺单元之一，其烧结过程中产生的NOX排放量约占钢铁厂NOX总排放量的48％，因此烧结烟气脱硝脱硫已成为钢铁企业环境治理的重中之重。目前，国外的烧结烟气脱硝技术主要有活性炭(焦)吸附法、循环流化床法、高能辐射-化学法、半干喷雾法和MWROS烟气净化技术。上述方法的投资和运行成本均很高。现在燃煤电厂中普遍采用技术非常成熟的选择性催化还原脱硝技术,即SCR脱硝技术，其初始投资和运行成本均很低，但其要求反应温度为260～400℃，而烧结烟气的温度较低(<200℃)，很难应用此成熟的选择性催化还原(SCR)脱硝技术。
同时，中国钢铁行业是仅次于电力行业的第二大高耗能、高污染的产业，其中烧结工序能耗占钢铁产业总能耗的10％～20％，据统计，生产1t烧结矿产生的余热资源量为1000～1300MJ/t，主要来自于冷却烧结矿和烧结烟气，余热资源丰富，但传统烧结机余热回收系统，仅少量余热资源得到回收利用，余热资源浪费严重。
针对上述情况，需要一种针对烧结机的烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化系统及其实现方法。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化系统及实现方法，使用本发明可利用冷却烧结矿的显热来加热含有氮氧化物的烧结烟气，以满足选择性催化还原(SCR)脱硝技术中烟气反应温度要求，而且还回收了环冷机中冷却烧结矿显热和烧结机中烧结过程中产生的烧结烟气余热，同时还降低烧结烟气脱硫脱硝的投资成本和运行成本，具有很好的经济效益和社会效益。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
本发明一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化系统，该系统包括烧结机、环冷机、鼓风机、除尘单元、选择性催化还原脱硝单元、余热锅炉、脱硫单元、主抽风机、烟囱、烧结生产线前部风箱、烧结生产线中部风箱、烧结生产线后部风箱；所述烧结机分别与按前后顺序依次排列在烧结机的烧结生产线下方的烧结生产线前部风箱、烧结生产线中部风箱、烧结生产线后部风箱相连通；所述烧结生产线中部风箱、鼓风机、环冷机、除尘单元、选择性催化还原脱硝单元、余热锅炉、脱硫单元、主抽风机、烟囱通过管道依次连接；所述烧结生产线前部风箱的出气口与所述脱硫单元进气口连接；所述烧结生产线后部风箱的出气口与所述余热锅炉进气口连接。
进一步地，所述烧结生产线前部风箱占烧结机的烧结生产线下方所有风箱的百分比为10％～20％。
进一步地，所述的烧结生产线中部风箱占烧结机的烧结生产线下方所有风箱的百分比为50％～60％。
进一步地，所述的烧结生产线后部风箱占烧结机的烧结生产线下方所有风箱的百分比为10％～30％。
进一步地，所述除尘单元为电除尘器。
本发明还提供另一种解决技术问题的技术方案：
本发明一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化的实现方法，其特征在于：将烧结机整条烧结生产线下方的风箱按前后顺序分成三个部分，使烧结烟气分成前、中、后三路，将中路烧结烟气经鼓风机后依次送入环冷机、除尘单元、选择性催化还原脱硝单元分别进行升温、除尘和脱硝，经脱硝后的烧结烟气再与后路烧结烟气混合送入余热锅炉进行余热回收再利用，混合后的烧结烟气经余热锅炉换热降温后再与前路烧结烟气混合送入脱硫单元进行脱硫，经过脱硝脱硫后的烧结烟气再经抽风机送入烟囱排放。
进一步地，所述烧结机整条烧结生产线下方按前后顺序分成三部分的风箱分别占全部风箱百分比的10％～20％、50％～60％和10％～30％。
进一步地，所述环冷机中放有冷却烧结矿，该冷却烧结矿来自烧结机。
进一步地，所述前、中、后三路烧结烟气的温度分别为50℃～100℃、50℃～150℃和300℃～500℃。
进一步地，所述经余热锅炉换热降温后的混合烟气温度为100℃～200℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)利用冷却烧结矿显热提高烧结烟气的温度，使其达到选择性催化还原脱硝单元(SCR)脱硝的反应温度；(2)将吸收冷却烧结矿显热后的烧结烟气与烧结生产线后部风箱送来的高温烧结烟气混合与余热锅炉换热，余热锅炉吸收烟气中的热量产生的蒸汽可供蒸汽用户使用，如发电等；(3)无需额外耗费资源就能完成烧结烟气脱硝脱硫，同时也完成余热资源的回收再利用；(4)选择性催化还原脱硝单元(SCR)投资和运行成本都很低，具有很高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图中：1.烧结机，2.环冷机，3.鼓风机，4.除尘单元，5.选择性催化还原脱硝单元，6.余热锅炉，7.脱硫单元，8.主抽风机，9.烟囱，10.烧结生产线前部风箱，11.烧结生产线中部风箱，12.烧结生产线后部风箱。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，下面结合附图和具体实施例来进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。
如图1所示，本发明一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化系统，该系统包括烧结机1、环冷机2、鼓风机3、除尘单元4、选择性催化还原脱硝单元5、余热锅炉6、脱硫单元7、主抽风机8、烟囱9、烧结生产线前部风箱10、烧结生产线中部风箱11、烧结生产线后部风箱12；所述的烧结机1分别与烧结生产线前部风箱10、烧结生产线中部风箱11、烧结生产线后部风箱12相连通；所述烧结生产线前部风箱10、烧结生产线中部风箱11、烧结生产线后部风箱12按前后顺序依次排列在烧结机1的烧结生产线的下方；所述烧结生产线中部风箱11出口与所述鼓风机3进气口连接，所述鼓风机3出气口与所述环冷机2进气口连接，所述环冷机2出气口与所述除尘单元4进气口连接，所述除尘单元4的出气口与所述选择性催化还原脱硝单元5进气口连接，所述选择性催化还原脱硝单元5出气口与所述余热锅炉6进气口连接，所述余热锅炉6的出气口与所述脱硫单元7的进气口连接，所述脱硫单元7的出气口与所述主抽风机8进气口连接，所述主抽风机8出气口与所述烟囱9连接；所述的烧结生产线前部风箱10出气口与所述的脱硫单元7进气口连接；所述烧结生产线后部风箱12出气口与所述余热锅炉6进气口连接。本实施例将烧结机1的整条烧结生产线下方的所有风箱分为三个部分：烧结生产线前部风箱10、烧结生产线中部风箱11、烧结生产线后部风箱12，该三部分中每一部分可以由有多个风箱组成。在正常的烧结工艺生产过程中，烧结生产线前部风箱10占整个烧结生产线下部所有风箱的百分比为10％～20％，其内部的烧结烟气温度为50℃～100℃，氮氧化物含量非常低；烧结生产线中部风箱11占整个烧结生产线下部所有风箱的百分比为50％～60％，其内部的烧结烟气温度为50℃～150℃，氮氧化物含量很高；烧结生产线后部风箱12占整个烧结生产线下部所有风箱的百分比为10％～30％，其中的烧结烟气温度为300℃～500℃，氮氧化物含量很低。本实施例中，烧结生产线中部风箱11中的烧结烟气经过鼓风机3先进入环冷机2中吸收冷却烧结矿中的显热，这里的冷却烧结矿来自于烧结机1，吸收显热后的烧结烟气温度提高至300℃～450℃，然后送入除尘单元4除尘，这里的除尘单元4可选用电除尘器，以满足高温烧结烟气除尘的需求，使得高温烧结烟气在脱硝时避免因烟尘过多而影响或损坏选择性催化还原脱硝单元5，经过除尘之后的烧结烟气温度可以满足选择性催化还原脱硝单元5的要求，烧结烟气送入选择性催化还原脱硝单元5并经过进行脱硝后，烧结烟气温度为300℃～450℃，此时烧结烟气再和烧结生产线后部风箱12中的300℃～500℃烧结烟气混合后共同进入余热锅炉6中，余热锅炉6吸收混合烧结烟气中的热量并产生蒸汽供蒸汽用户使用，如发电等，混合烧结烟气经过余热锅炉6之后温度降至100℃～200℃后，再和烧结生产线前部风箱10中的50℃～100℃的烧结烟气混合，再次混合后的烧结烟气送入脱硫单元7中进行脱硫，然后经过主抽风机8送入烟囱9中，释放出符合环保要求的烟气。
本实施例还提供一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化的实现方法，将烧结机整条烧结生产线下方的所有风箱按前后顺序分成三个部分，使烧结烟气分成前、中、后三路，将中路烧结烟气经鼓风机后依次送入环冷机、除尘单元、选择性催化还原脱硝单元分别进行升温、除尘和脱硝，经脱硝后的烧结烟气再与后路烧结烟气混合送入余热锅炉进行余热回收再利用，混合后的烧结烟气经余热锅炉换热降温后再与前路烧结烟气混合送入脱硫单元进行脱硫，经过脱硝脱硫后的烧结烟气再经抽风机送入烟囱排放。本实现方法中烧结机整条烧结生产线下方按前后顺序分成三部分的风箱分别占全部风箱百分比的10％～20％、50％～60％和10％～30％；所述环冷机中放有冷却烧结矿，该冷却烧结矿来自烧结机；所述前、中、后三路烧结烟气的温度分别为50℃～100℃、50℃～150℃和300℃～500℃；所述经余热锅炉换热降温后的混合烟气温度为100℃～200℃。
本发明利用在烧结工艺生产过程中，整条烧结生产线不同位置处的风箱中烟气氮氧化物含量和温度的不同，同时利用冷却烧结矿的显热来加热含氮氧化物的烧结烟气，以满足选择性催化还原(SCR)技术烟气进气温度要求；而且还回收了环冷机中烧结矿显热和烧结机中烧结过程中产生的烧结烟气余热。因此，本发明不仅可以降低烧结烟气脱硫脱硝的投资成本，同时能回收烧结工艺生产过程中的余热，是一种非常创新的烧结烟气脱硫脱硝及余热回收工艺。