一种球团烟气超低NOx排放的生产工艺及系统的制作方法

本发明涉及一种球团生产技术，具体涉及一种球团烟气超低nox排放的生产工艺及生产系统，属于球团生产、环境保护技术领域。

背景技术：

球团矿是我国高炉炼铁的主要含铁炉料，2015年我国球团矿产量为12800万吨。相比烧结矿，由于球团生产过程能耗低、环境相对友好，且产品具有强度好、品位高、冶金性能好的优点，应用到高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用，因此球团矿在我国最近几年得到大力发展。

我国球团生产以链篦机-回转窑工艺为主，其产量占球团总产量的60％以上。近年来，随着铁矿原料和燃料的日趋复杂，赤铁矿比例的提高(导致焙烧温度升高)、低品质燃料的规模利用、气基回转窑含氮焦炉煤气的应用等，使得不少企业球团生产过程nox排放浓度呈上升趋势；加之我国环保要求的日益严苛，nox排放被纳入排放的考核体系。nox是形成光化学烟雾、酸雨、灰霾天气，加剧臭氧层破坏和促进温室效应的主要原因，对生态环境危害巨大。从2015年起，球团生产nox(以no2计)排放限值300mg/m³，使得部分企业需要增设脱硝设施才能满足国家的排放标准。2017年6月国家环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》的修订公告，将nox(以no2计)排放限值从300mg/nm³下调至100mg/nm³，烧结和球团焙烧烟气基准含氧量为16％。

虽然球团企业在环保方面做了大量的工作，除尘和脱硫得到了有效控制，能够满足排放要求，但是目前nox脱除成本高、工艺复杂，在钢铁形式低迷的环境下，这给球团产业带来了新的挑战，部分企业因nox超标不得不大量减产，甚至面临关停。从目前大多数的球团生产情况来看，nox一般排放浓度在200～400mg/m³，如果能从源头和过程出发，减少nox产生，从而能够满足排放要求，则可以省去末端脱硝净化设备，对链篦机-回转窑球团生产意义重大，有利于进一步提高球团企业的生命力和竞争力。

现有脱除烟气中氮氧化物的方法主要有选择性催化还原技术(scr)和非选择性催化还原技术(sncr)。其中，温度对sncr脱硝技术起主导作用。一般认为温度范围为800℃～1100℃较为适宜，当温度过高时，nh3氧化生成no，可能造成no的浓度升高，导致nox的脱除率降低；当温度过低时，nh3的反应速率下降，nox脱除率也会下降，同时nh3的逃逸量也会增加。通常预热二段(ph)的温度范围为850℃～1000℃，满足sncr脱硝方法的条件，但需要优化控制才能达到最佳的减排效果。

scr脱硝技术的选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，nh3优先和nox发生还原脱除反应，生成n2和h2o，而不和烟气中的氧进行氧化反应。

nox的产生主要源于燃料型和热力型两种形式，虽然可以通过减少煤气或煤粉喷入量，降低回转窑温度，以及采用较低nox的原料和燃料等措施来减少链篦机-回转窑球团生产过程nox的生成量，但是对原燃料的采购、工艺制度的优化和装备系统的选择要求显得过于苛刻，一旦生产过程不稳定，则会造成nox的超标，如何从工艺流程和nox的分解机理着手降低链篦机-回转窑球团生产过程nox的排放是本专利要解决的技术问题。

为了满足链篦机-回转窑球团生产过程nox排放要求，响应国家的节能减排号召，必须从工艺流程本身出发，发明出更加先进的风流系统，同时利用系统自身的特点，实现低nox球团生产。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，为了解决球团生产过程nox排放不达标以及在末端增设脱硝装置费用昂贵等企业难以接受的问题，本专利提出增设一套烟气循环系统，将从抽风干燥段排出的烟气作为冷却风进一步被输送至：环冷二段的进风口；同时：在位于环冷二段的顶部喷入还原剂，还原剂与经过环冷二段后的烟气中的nox反应，实现sncr脱硝；或者，从环冷二段出风口排出的气体经过sncr处理系统后再输送至链篦机的预热一段。利用从抽风干燥段排出烟气的高温特点，同时利用环冷二段内高温烧结矿的条件，采用sncr处理该部分烟气。采用上述技术手段，可以一定程度的减少企业大气污染物排放限值对球团焙烧设备要求的生产压力，具有“投资省、运行成本低、nox减排效果显著”的特点。

根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种球团烟气超低nox排放的生产工艺。

一种球团烟气超低nox排放的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：

1)生球在链篦机上依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段及预热二段进行干燥、预热，然后进入回转窑内经过焙烧，再在环冷机上依次经过环冷一段、环冷二段、环冷三段及环冷四段进行冷却，得到氧化球团；

2)经过环冷一段的冷却风温度升高，将环冷一段排出的风输送至回转窑内参与球团焙烧，从回转窑排放的热风输送至链篦机的预热二段；该热风在预热二段内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段；

3)经过环冷二段的冷却风温度升高，将环冷二段排出的风输送至链篦机的预热一段，并在预热一段内与生球进行热交换，预热生球；

4)经过环冷三段的冷却风温度升高，将环冷三段排出的风输送至链篦机的鼓风干燥段，并在鼓风干燥段内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段的排风口排出；

其中：从抽风干燥段排出的烟气作为冷却风进一步被输送至：环冷二段的进风口；同时：

在位于环冷二段的顶部喷入还原剂，还原剂与经过环冷二段后的烟气中的nox反应，实现sncr脱硝；或者，从环冷二段出风口排出的气体经过sncr处理系统后再输送至链篦机的预热一段。

作为优选，该工艺还包括：步骤5)从抽风干燥段排出的烟气分出一部分作为冷却风进一步被输送至：环冷三段的进风口；同时：

在位于环冷三段底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段排出的烟气中的nox反应，实现scr脱硝；或者，从环冷三段出风口排出的气体经过scr处理系统后再输送至链篦机的鼓风干燥段。

作为优选，该工艺还包括：步骤6)从预热一段排出的气体作为冷却风进一步被输送至：环冷一段的进风口。

作为优选，在预热二段内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与进入预热二段内的热风中所含的nox反应，实现sncr脱硝。

作为优选，热风在预热二段内与生球进行热交换后，排出的气体经过scr处理后再输送至抽风干燥段。

作为优选，热风在预热二段内与生球进行热交换后，排出的气体经过除尘处理之后，再进行scr处理。

作为优选，热风在预热二段内与生球进行热交换后，排出的气体经过除尘处理之后，通过余热利用装置，然后再进行scr处理。

作为优选，从环冷二段出风口排出的气体通过余热利用装置，然后再经过sncr处理系统，实现sncr脱硝。

作为优选，从环冷三段出风口排出的气体通过余热利用装置，然后再经过scr处理系统，实现scr脱硝。

作为优选，经过环冷四段换热后的气体用于气力输送、脱白或者排放。

作为优选，经过鼓风干燥段换热后的气体用于气力输送、脱白或者排放。

作为优选，抽风干燥段和预热一段的部分气体用于气力输送、脱白或者排放。

作为优选，从抽风干燥段排出的烟气经过脱硫处理和/或除尘工艺后再输送至环冷二段和/或环冷三段。

作为优选，从预热一段排出的烟气经过脱硫处理和/或除尘工艺后再输送至环冷一段。

根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种球团烟气超低nox排放的生产系统。

一种球团烟气超低nox排放的生产系统或用于第一种实施方案中任一项所述生产工艺的球团生产系统，该系统包括：链篦机、回转窑、环冷机。其中：按照工艺走向，所述链篦机依次设置有鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段及预热二段。环冷机依次设置有环冷一段、环冷二段、环冷三段及环冷四段。回转窑的尾端连接链篦机的预热二段和另一端连接环冷机的环冷一段。

其中：环冷一段的出风口经由第一管道连接至回转窑的进风口，回转窑的出风口经由第二管道连接至预热二段的进风口，预热二段的出风口经过第三管道连接至抽风干燥段的进风口。

环冷二段的出风口经由第四管道连接至预热一段的进风口；环冷三段的出风口经由第五管道连接至鼓风干燥段的进风口。

其中：抽风干燥段的出风口经由第六管道连接至环冷二段的进风口；同时：

位于环冷二段的顶部设有第一还原剂喷入装置，或者，第四管道上设有sncr处理系统。

作为优选，第六管道分出一条支路为第七管道。第七管道连接至环冷三段的进风口；同时：

位于环冷三段底部风箱的位置设有第二还原剂喷入装置，或者，第五管道上设有第一scr处理系统。

作为优选，预热一段的出风口经由第八管道连接至环冷一段的进风口。

作为优选，预热二段内，位于生球料面的上方设有第三还原剂喷入装置。

作为优选，第三管道上设有第二scr处理系统。

作为优选，第三管道上还设有第一除尘装置，并且第一除尘装置位于第二scr处理系统的上游。

作为优选，第六管道上设有第二除尘装置和第一脱硫装置，并且第二除尘装置和第一脱硫装置设置在分出第七管道位置的上游。

作为优选，第八管道上设有第三除尘装置和第二脱硫装置。

作为优选，第三管道上设有第一余热利用装置，并且第一余热利用装置设置在第一除尘装置和第二scr处理系统之间。

作为优选，第四管道上设有第二余热利用装置，并且第二余热利用装置设置在sncr处理系统的上游。

作为优选，第五管道上设有第三余热利用装置，并且第三余热利用装置设置在第一scr处理系统的上游。

在本发明中，第一余热利用装置、第二余热利用装置、第三余热利用装置各自独独立地为换热器或废水处理装置。

作为优选，换热器为管式换热器。废水处理装置包括气体入口、气体出口、废水入口、雾化器。

在本发明中，环冷一段、环冷二段、环冷三段及环冷四段底部的进风口均与风机连接。

在本发明中，环冷四段的出风口与第九管道连接。第九管道连接至烟囱。

在本发明中，鼓风干燥段的出风口与第十管道连接。第十管道连接至烟囱。

作为优选，第六管道分出的第二条支路为第十一管道。第八管道分出的一条支路为第十二管道。第十一管道和第十二管道连接至烟囱。

作为优选，第十一管道、第十二管道、第九管道、第十管道中的部分或全部合并之后连接至烟囱。

球团工艺中，nox(氮氧化物)主要在回转窑中产生，回转窑内的气体经过预热二段后输送至抽风干燥段，现有技术中将抽风干燥段出风口排出的气体直接排放，因此，烟囱排放的气体中的nox主要来源于抽风干燥段排出的气体。本工艺中，输入新鲜气体的位置均集中在环冷机。输入环冷一段的气体，经过与环冷一段内的烧结矿换热后进入回转窑，进行点火燃烧，消耗输入气体中的氧气。输入环冷二段的气体，经过与环冷二段内的烧结矿换热后输送至预热一段，现有技术中，预热一段出风口排出的气体直接与抽风干燥段排出的气体合并之后通过烟囱排放；从抽风干燥段排出的气体中氮氧化物的含量较高，从预热一段排出的气体中氧含量较高，混合之后为氧含量超过16％的高氮氧化物含量的气体。输入环冷三段和环冷四段的气体，分别经过与环冷三段和环冷四段内的烧结矿换热后，由于该部分的烧结矿温度相对较低，氮氧化物的含量极少，换热后高氧含量的气体也完全能够达到氮氧化物的排放标准。

2017年6月国家环保部发布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》的修订公告，将nox(以no2计)排放限值从300mg/nm³下调至100mg/nm³，烧结和球团焙烧烟气基准含氧量为16％。由于新的排放标准中，计算氮氧化物的排放含量是基于该排放气体中的含氧量进行计算的，因此，控制气体中氮氧化物的含量的同时，适当降低该气体中的含氧量，经过换算，也降低了该排放气体中氮氧化物的含量。

在本发明中，将抽风干燥段排出的烟气输送至环冷机的环冷二段的进风口，由于环冷机中环冷二段内氧化球团的温度达到800～1000℃，在环冷二段的顶部喷入还原剂，从抽风干燥段排出的烟气经过环冷二段后，通过换热，温度升高至800℃以上，在环冷二段的顶部喷入还原剂，此时，还原剂与烟气混合后，利用环冷二段内氧化球团作为反应基床，还原剂与烟气中的氮氧化物(nox)发生sncr脱硝反应，生成氮气，从而处理掉烟气中的nox。现有技术中，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过脱硫处理和除尘处理后直接排放，本发明改变这一技术，将这部分烟气输送至环冷二段，同时在环冷二段的顶部喷入还原剂，利用环冷二段内氧化球团的高温环境，实现sncr脱硝，减少烟气中氮氧化物的含量，在环冷二段经过sncr处理的烟气再循环至预热一段，然后与抽风干燥段排出的烟气混合后，将其中的一部分又输送至环冷二段，即作为环冷二段的冷却风，又利用环冷二段内氧化球团的高温处理烟气中的氮氧化物。该工艺不断循环，最终从烟囱中排放的抽风干燥段的烟气中，氮氧化物的含量可以控制在100mg/nm³以下。

也可以将抽风干燥段排出的烟气输送至环冷二段，利用环冷二段内高温烧结矿，加热该部分烟气，使得从环冷二段排出的气体温度达到800℃以上，然后将加热后的该部分气体经过sncr处理系统处理，发生sncr脱硝反应，将烟气中的氮氧化物还原为氮气，减少氮氧化物的排放。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷二段c2内的烧结矿。

在本发明中，将抽风干燥段排出的烟气(或其中的一部分，例如体积比为10-90％，优选为20-80％，更优选为30-70％)输送至环冷机的环冷三段的进风口，由于环冷机中环冷三段内氧化球团的温度达到300～400℃，在环冷三段底部的风箱内喷入还原剂，还原剂与烟气混合后，利用环冷三段内氧化球团作为反应基床，还原剂与烟气中的氮氧化物(nox)发生scr脱硝反应，生成氮气，从而处理掉烟气中的nox。现有技术中，从抽风干燥段和预热一段排出的烟气经过脱硫处理和除尘处理后直接排放，本发明改变这一技术，将这部分烟气中的一部分输送至环冷三段，同时喷入还原剂，利用环冷三段内氧化球团的高温环境，实现scr脱硝，减少烟气中氮氧化物的含量。在环冷三段经过scr处理后的烟气再循环至鼓风干燥段，处理后的烟气既作为环冷三段的冷却风，又利用环冷三段内氧化球团的高温处理烟气中的氮氧化物。该工艺不断循环，进一步减少了从抽风干燥段排放的烟气中氮氧化物的含量，同时，由于输送至环冷三段的烟气在环冷三段内经过了scr处理，经过鼓风干燥段后，排放的烟气中氮氧化物的含量低于50mg/nm³以下。

也可以将从抽风干燥段排出的烟气(或其中的一部分，例如体积比为10-90％，优选为20-80％，更优选为30-70％)作为冷却风进一步被输送至：环冷三段的进风口；利用环冷三段内的高温烧结矿加热该部分气体，通过环冷三段c3加热后的气体再经过scr脱硝系统处理，实现scr脱硝。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷三段c3内的烧结矿。

在本发明中，将从预热一段排出的气体作为冷却风进一步被输送至：环冷一段的进风口。循环的烟气量通过自动控制阀实时调节，调节的原则：通过在线检测环冷一段进入回转窑热风中的氧气含量，当氧气含量在16-21％的范围时(优选为17-20％，进一步优选为18-19％)(不影响产质量指标的前提下)，则循环烟气量调节范围在10～30％(由生产所需风量确定)；当烟气中氧气含量为16-21％时(优选为16-20％，进一步优选为16-19％，更优选为16-18％)，则在前述基础上减少烟气循环量，直到环冷一段进入回转窑热风中的氧气含量达到16-21％(优选为17-21％，进一步优选为18-21％，更优选为19-21％)。在工艺的作用为：1、利用烟气的余热，可以提高环冷一段热风的温度，减少燃料消耗的同时火焰温度可以降低，焙烧过程产生的nox减少；2、采用较低氧含量的烟气循环回至环冷一段作为回转窑中央烧嘴的助燃风，由于氧气含量的下降，降低火焰温度的同时热力型nox显著减少，这一技术措施可以较大程度的抑制nox的产生，也可以适当的降低烟气中的氧气含量。

在本发明中，该工艺通过将氧含量高的气体(现有技术中将该部分气体与含有氮氧化物的气体混合后直接排放)循环至环冷一段，再输送至回转窑，通过点火燃烧，从而消耗了该部分气体中的氧气，减少排放气体中的氧含量，从而进一步减少了排放气体中氮氧化物的含量。

作为优选方案，本发明可以实现将从抽风干燥段ddd排出的合并烟气w作为冷却风被全部分配到环冷二段c2和环冷三段c3作为冷却风，预热一段tph排放的烟气输送至环冷一段c1作为冷却风。循环至环冷一段c1的烟气再输送至回转窑2中，作为助燃气体；循环至环冷二段c2和环冷三段c3的烟气，与还原剂反应，分别经过sncr脱硝和scr脱硝反应，脱除烟气中的氮氧化物。采用本工艺，实现抽风干燥段ddd和预热一段tph零排放。只有环冷三段经过处理后的干净烟气经过鼓风干燥段后排放，鼓风干燥段排放的烟气中，氮氧化物的含量与干净的空气接近，本工艺可以实现超低排放，产生的烟气中的氮氧化物可以实现99％脱除。环冷四段排出的气体中的氮氧化物含量更低，完全可以忽略不计。烟气的循环过程中，如果回转窑内氧气不足以正常焙烧，只需在回转窑内不同富氧气体或者液氧即可，环境极其友好的生产工艺。

在本发明中，从回转窑排放的热风输送至链篦机的预热二段，在预热二段内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与进入预热二段的热风中的nox反应，实现sncr脱硝。本技术方案利用预热二段内生球作为反应基床，将回转窑中焙烧产生的烟气在预热二段与生球进行热交换，预热生球的同时，喷入还原剂，使得还原剂与烟气中的氮氧化物进行sncr脱硝反应，由于从回转窑排放的烟气直接进入预热二段，此烟气温度较高，一般为800-1100℃，现有技术中利用该烟气预热链篦机内的生球，本发明在预热二段喷入还原剂，利用该烟气与生球进行热交换的同时，处理烟气中的氮氧化物，从而减少了烟气中氮氧化物的含量。

在本发明的优选方案中，在预热二段内与生球进行热交换后的热风再经过scr处理系统，还原剂与从预热二段进入抽风干燥段的热风中的nox反应，实现scr脱硝。本技术方案经过预热二段后的烟气温度依然较高的特点，将该部分烟气进行scr脱硝反应，使得scr处理系统中的还原剂与烟气中的氮氧化物进行scr脱硝反应，由于经过预热二段后的烟气温度依然有300-450℃左右，该温度适合氮氧化物的scr脱硝反应。现有技术中将输入抽风干燥段内烟气与生球进行热交换后直接排放，导致排放的烟气中氮氧化物按量较高，不合符新的排放标准。

在本发明中，在预热二段排放气体的输送管道上也设置scr脱硝反应装置，采用本申请的工艺和系统，即使从预热二段逃逸出部分还原活化剂，逃逸的该部分还原活化剂随着烟气进入scr处理系统，该部分还原活化剂在scr处理系统内继续催化和还原的作用，在scr处理系统内进行scr反应，消耗掉逃逸的还原活化剂，进一步提高了还原活化剂的利用率，也保证了生产安全。

本发明在预热二段设置还原剂喷入装置和输送管道上设置scr处理系统，目的一是通过两道工序对回转窑排放的烟气进行脱硝处理，最大限度的脱除烟气中的氮氧化物，减低烟气排放出氮氧化物的含量；目的二是由于采用的还原剂容易挥发，如果仅仅在预热二段喷入还原活化剂，其中的还原剂都存在一部分的挥发，挥发逃逸的还原剂随着烟气进入抽风干燥段，如果不经过进一步处理，挥发逃逸出的还原剂就将直接排向大气，极大的污染环境。本发明在输送管道上增设scr脱硝反应工序和装置，使得逃逸出的还原剂在scr处理系统内消耗掉，并产生脱硝的效果，充分利用该还原剂，同时避免还原剂的外排。

在本发明中，设有余热利用装置，充分利用在预热二段内与生球进行热交换排放气体、从环冷二段出风口排出的气体、从环冷三段出风口排出的气体的温度较高的特点，充分利用余热资源，同时调节各段排放气体的温度，使其达到最适宜sncr脱硝反应或scr脱硝反应温度，提高脱硝效率。

从预热二段ph排出的气体依然具有500℃左右的温度，利用该部分气体的热量，收集和利用余热；例如：喷入制酸工艺(或其他工艺)产生的废水，将废水通过雾化器后与该部分气体混合；第一，废水可以降低将部分气体的温度，使其温度达到200-400℃的范围内，此温度范围为最适宜scr脱硝温度，提高脱硝效率；第二，此处理方式可以解决废水难于处理的问题，将废水喷入烟气中，然后经过经过scr处理，将废水一并处理。从环冷二段c2出风口排出的气体的温度为1200℃以上，将该部分气体通过与换热器进行换热后，降低该部分气体的温度至800-1000℃左右，该温度为最适宜sncr脱硝反应的温度，提高脱硝效率；同时，通过换热器收集该部分气体的热量，可以用于气力输送、脱白等其他用途。从环冷三段c3出风口排出的气体的温度为350℃左右，将该部分气体通过与换热器进行换热后，降低该部分气体的温度至250℃左右，该温度为适宜sncr脱硝反应的温度，提高脱硝效率；同时，通过换热器收集该部分气体的热量，可以用于气力输送、脱白等其他用途。

在本发明中，经过环冷四段换热后排放的气体、经过鼓风干燥段换热后排放的气体、抽风干燥段和预热一段排放的部分气体用于气力输送或脱白。现有技术中，将上述位置排放的气体直接排向大气。本工艺利用上述位置排放的气体中的余热，利用该部分余热用于气力输送或脱白等用途，充分发挥余热利用的价值，节省能源，减少对环境的污染。

在本发明中，还原剂主要由氨剂(如氨水、尿素等还原剂)和助剂(如nacl、含钒溶液、介孔/微孔纳米材料等)组成，还原活化剂用量根据烟气中nox的浓度调节。

在本发明中，sncr脱硝反应温度均为600-1100℃，优选为700-1000℃，更优选为800-950℃。scr脱硝反应温度均为200-500℃，优选为250-450℃，更优选为300-400℃。

本发明的技术方案中，通过多个技术手段实现排放烟气中的氧含量大大减小，同时氮氧化物的排放总量和浓度均大大减小。其中，将预热一段排出的烟气输送至环冷一段，然后再进入回转窑中燃烧，该部分烟气相对于现有技术中冷空气空环冷一段输送至回转窑内的气体温度较高，便于回转窑内的升温，减少燃料的使用，同时降低了回转窑中焙烧火焰的温度，从而从源头减少了nox的产生。再者，将抽风干燥段排放的烟气输送至环冷二段经过sncr脱硝处理，利用环冷二段的高温环境，同时利用环冷二段内的氧化球团作为反应基床，脱除已经产生的烟气中的氮氧化物。同样，将抽风干燥段排放的烟气输送至环冷三段经过scr脱硝处理，利用环冷三段的高温环境，同时利用环冷三段内的氧化球团作为反应基床，脱除已经产生的烟气中的氮氧化物。

本专利技术同样适用于球团带式焙烧机和其它具有该技术特点的球团焙烧工艺。

在本申请中，链篦机的长度为10-150米，优选为20-80米，优选是30-70米，更优选为40-60米。回转窑的长度一般是20-60米，优选是25-50米，更优选为30-45米，例如35或40米。

与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：

1、利用环冷二段内高温烧结矿，使从抽风干燥段排出的烟气直接在环冷二段内进行sncr脱硝反应；或者利用环冷二段内高温烧结矿加热从抽风干燥段排出的烟气，然后将加热后的该部分气体经过sncr处理系统处理，发生sncr脱硝反应，减少氮氧化物的浓度和含量；

2、利用环冷三段内高温烧结矿，使从抽风干燥段排出的烟气直接在环冷三段内进行scr脱硝反应；或者利用环冷三段内高温烧结矿加热从抽风干燥段排出的烟气，然后将加热后的该部分气体经过scr处理系统处理，发生scr脱硝反应，减少氮氧化物的浓度和含量；

3、将从预热一段排出的气体作为冷却风进一步被输送至环冷一段，利用烟气的余热，可以提高环冷一段热风的温度，减少燃料消耗的同时火焰温度可以降低，焙烧过程产生的nox减少。

4、设有余热利用装置，充分利用在预热二段内与生球进行热交换排放气体、从环冷二段出风口排出的气体、从环冷三段出风口排出的气体的温度较高的特点，充分利用余热资源，同时调节各段排放气体的温度，使其达到最适宜sncr脱硝反应或scr脱硝反应温度，提高脱硝效率。

附图说明

图1为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产工艺的流程图；

图2为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产工艺中抽风干燥段烟气输送至环冷二段和环冷三段的工艺流程图；

图3为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产工艺中环冷二段进行sncr、环冷三段进行scr的工艺流程图；

图4为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产工艺中预热一段气体输送字环冷一段的工艺流程图；

图5为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产工艺的工艺全流程图；

图6为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产系统的结构示意图；

图7为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产系统的另一种设计结构示意图；

图8为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产系统中设有scr处理系统的结构示意图；

图9为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产系统中设有余热利用装置的结构示意图；

图10为本发明一种球团烟气超低nox排放的生产系统中各装置部件排放气体导向图。

附图标记：

1：链篦机；udd：鼓风干燥段；ddd：抽风干燥段；tph：预热一段；ph：预热二段；2：回转窑；201：回转窑的进风口；202：回转窑的出风口；c：环冷机；c1：环冷一段；c1a：环冷一段的进风口；c1b：环冷一段的出风口；c2：环冷二段；c2a：环冷二段的进风口；c2b：环冷二段的出风口；c3：环冷三段；c3a：环冷三段的进风口；c3b：环冷三段的出风口；c4：环冷四段；c4b：环冷四段的出风口；301：预热二段的进风口；302：预热二段的出风口；303：预热一段的进风口；304：预热一段的出风口；305：抽风干燥段的进风口；306：抽风干燥段的出风口；307：鼓风干燥段的进风口；308：鼓风干燥段的出风口；401：第一还原剂喷入装置；402：第二还原剂喷入装置；403：第三还原剂喷入装置；5：sncr处理系统；601：第一scr处理系统；602：第二scr处理系统；701：第一除尘装置；702：第二除尘装置；703：第三除尘装置；801：第一脱硫装置；802：第二脱硫装置；901：第一余热利用装置；902：第二余热利用装置；903：第三余热利用装置；10：风机；11：烟囱；l1：第一管道；l2：第二管道；l3：第三管道；l4：第四管道；l5：第五管道；l6：第六管道；l7：第七管道；l8：第八管道；l9：第九管道；l10：第十管道；l11：第十一管道；l12：第十二管道。

具体实施方式

根据本发明提供的实施方案，提供一种球团烟气超低nox排放的生产系统。

一种球团烟气超低nox排放的生产系统，该系统包括：链篦机1、回转窑2、环冷机c。其中：按照工艺走向，所述链篦机1依次设置有鼓风干燥段udd、抽风干燥段ddd、预热一段tph及预热二段ph。环冷机c依次设置有环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4。回转窑2的尾端连接链篦机1的预热二段ph和另一端连接环冷机c的环冷一段c1。

其中：环冷一段c1的出风口c1b经由第一管道l1连接至回转窑2的进风口201，回转窑2的出风口202经由第二管道l2连接至预热二段ph的进风口301，预热二段ph的出风口302经过第三管道l3连接至抽风干燥段ddd的进风口305。

环冷二段c2的出风口c2b经由第四管道l4连接至预热一段tph的进风口303；环冷三段c3的出风口c3b经由第五管道l5连接至鼓风干燥段udd的进风口307。

其中：抽风干燥段ddd的出风口306经由第六管道l6连接至环冷二段c2的进风口c2a；同时：

位于环冷二段c2的顶部设有第一还原剂喷入装置401，或者，第四管道l4上设有sncr处理系统5。

作为优选，第六管道l6分出一条支路为第七管道l7。第七管道l7连接至环冷三段c3的进风口c3a；同时：

位于环冷三段c3底部风箱的位置设有第二还原剂喷入装置402，或者，第五管道l5上设有第一scr处理系统601。

作为优选，预热一段tph的出风口304经由第八管道l8连接至环冷一段c1的进风口c1a。

作为优选，预热二段ph内，位于生球料面的上方设有第三还原剂喷入装置403。

作为优选，第三管道l3上设有第二scr处理系统602。

作为优选，第三管道l3上还设有第一除尘装置701，并且第一除尘装置701位于第二scr处理系统602的上游。

作为优选，第六管道l6上设有第二除尘装置702和第一脱硫装置801，并且第二除尘装置702和第一脱硫装置801设置在分出第七管道l7位置的上游。

作为优选，第八管道l8上设有第三除尘装置703和第二脱硫装置802。

作为优选，第三管道l3上设有第一余热利用装置901，并且第一余热利用装置901设置在第一除尘装置701和第二scr处理系统602之间。

作为优选，第四管道l4上设有第二余热利用装置902，并且第二余热利用装置902设置在sncr处理系统5的上游。

作为优选，第五管道l5上设有第三余热利用装置903，并且第三余热利用装置903设置在第一scr处理系统601的上游。

在本发明中，第一余热利用装置901、第二余热利用装置902、第三余热利用装置903各自独独立地为换热器或废水处理装置。

作为优选，换热器为管式换热器。废水处理装置包括气体入口、气体出口、废水入口、雾化器。

在本发明中，环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4底部的进风口均与风机10连接。

在本发明中，环冷四段c4的出风口c4b与第九管道l9连接。第九管道l9连接至烟囱10。

在本发明中，鼓风干燥段udd的出风口308与第十管道l10连接。第十管道l10连接至烟囱11。

作为优选，第六管道l6分出的第二条支路为第十一管道l11。第八管道l8分出的一条支路为第十二管道l12。第十一管道l11和第十二管道l12连接至烟囱11。

作为优选，第十一管道l11、第十二管道l12、第九管道l9、第十管道l10中的部分或全部合并之后连接至烟囱11。

实施例1

如图6所示，一种球团烟气超低nox排放的生产系统，该系统包括：链篦机1、回转窑2、环冷机c。其中：按照工艺走向，所述链篦机1依次设置有鼓风干燥段udd、抽风干燥段ddd、预热一段tph及预热二段ph。环冷机c依次设置有环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4。回转窑2的尾端连接链篦机1的预热二段ph和另一端连接环冷机c的环冷一段c1。

其中：环冷一段c1的出风口c1b经由第一管道l1连接至回转窑2的进风口201，回转窑2的出风口202经由第二管道l2连接至预热二段ph的进风口301，预热二段ph的出风口302经过第三管道l3连接至抽风干燥段ddd的进风口305。

环冷二段c2的出风口c2b经由第四管道l4连接至预热一段tph的进风口303；环冷三段c3的出风口c3b经由第五管道l5连接至鼓风干燥段udd的进风口307。

其中：抽风干燥段ddd的出风口306经由第六管道l6连接至环冷二段c2的进风口c2a；同时：位于环冷二段c2的顶部设有第一还原剂喷入装置401。

实施例2

一种球团烟气超低nox排放的生产系统，该系统包括：链篦机1、回转窑2、环冷机c。其中：按照工艺走向，所述链篦机1依次设置有鼓风干燥段udd、抽风干燥段ddd、预热一段tph及预热二段ph。环冷机c依次设置有环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4。回转窑2的尾端连接链篦机1的预热二段ph和另一端连接环冷机c的环冷一段c1。

其中：环冷一段c1的出风口c1b经由第一管道l1连接至回转窑2的进风口201，回转窑2的出风口202经由第二管道l2连接至预热二段ph的进风口301，预热二段ph的出风口302经过第三管道l3连接至抽风干燥段ddd的进风口305。

环冷二段c2的出风口c2b经由第四管道l4连接至预热一段tph的进风口303；环冷三段c3的出风口c3b经由第五管道l5连接至鼓风干燥段udd的进风口307。

其中：抽风干燥段ddd的出风口306经由第六管道l6连接至环冷二段c2的进风口c2a；同时：第四管道l4上设有sncr处理系统5。

实施例3

如图7所示，重复实施例1，只是第六管道l6分出一条支路为第七管道l7。第七管道l7连接至环冷三段c3的进风口c3a；同时：位于环冷三段c3底部风箱的位置设有第二还原剂喷入装置402。

实施例4

如图7所示，重复实施例2，只是第六管道l6分出一条支路为第七管道l7。第七管道l7连接至环冷三段c3的进风口c3a；同时：第五管道l5上设有第一scr处理系统601。

实施例5

如图8所示，重复实施例3，只是预热一段tph的出风口304经由第八管道l8连接至环冷一段c1的进风口c1a。

实施例6

重复实施例5，只是预热二段ph内，位于生球料面的上方设有第三还原剂喷入装置403。第三管道l3上设有第二scr处理系统602。第三管道l3上还设有第一除尘装置701，并且第一除尘装置701位于第二scr处理系统602的上游。

实施例7

重复实施例6，只是第六管道l6上设有第二除尘装置702和第一脱硫装置801，并且第二除尘装置702和第一脱硫装置801设置在分出第七管道l7位置的上游。第八管道l8上设有第三除尘装置703和第二脱硫装置802。

实施例8

如图9所示，重复实施例7，只是第三管道l3上设有第一余热利用装置901，并且第一余热利用装置901设置在第一除尘装置701和第二scr处理系统602之间。第四管道l4上设有第二余热利用装置902，并且第二余热利用装置902设置在sncr处理系统5的上游。第五管道l5上设有第三余热利用装置903，并且第三余热利用装置903设置在第一scr处理系统601的上游。第一余热利用装置901为废水处理装置，废水处理装置包括气体入口、气体出口、废水入口、雾化器。第二余热利用装置902和第三余热利用装置903管式换热器。

实施例9

如图10所示，重复实施例8，只是环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4底部的进风口均与风机10连接。环冷四段c4的出风口c4b与第九管道l9连接，鼓风干燥段udd的出风口308与第十管道l10连接，第六管道l6分出的第二条支路为第十一管道l11，第八管道l8分出的一条支路为第十二管道l12；第十一管道l11与第九管道l9合并之后连接至烟囱11；第十二管道l12与第十管道l10合并之后连接至烟囱11。

实施例10

如图1所示，一种球团烟气超低nox排放的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：

1)生球在链篦机1上依次经过鼓风干燥段udd、抽风干燥段ddd、预热一段tph及预热二段ph进行干燥、预热，然后进入回转窑2内经过焙烧，再在环冷机c上依次经过环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4进行冷却，得到氧化球团；

2)经过环冷一段c1的冷却风温度升高，将环冷一段c1排出的风输送至回转窑2内参与球团焙烧，从回转窑2排放的热风输送至链篦机1的预热二段ph；该热风在预热二段ph内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段ddd；

3)经过环冷二段c2的冷却风温度升高，将环冷二段c2排出的风输送至链篦机1的预热一段tph，并在预热一段tph内与生球进行热交换，预热生球；

4)经过环冷三段c3的冷却风温度升高，将环冷三段c3排出的风输送至链篦机1的鼓风干燥段udd，并在鼓风干燥段udd内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段udd的排风口排出；

其中：从抽风干燥段ddd排出的烟气作为冷却风进一步被输送至：环冷二段c2的进风口；同时：在位于环冷二段c2的顶部喷入还原剂，还原剂与经过环冷二段c2后的烟气中的nox反应，实现sncr脱硝。

采用本工艺，将抽风干燥段ddd排出的烟气输送至环冷二段c2，喷入还原剂，利用环冷二段c2内高温烧结矿，以高温烧结矿作为反应基床，使得烟气中的氮氧化物和喷入的还原剂在环冷二段c2内发生sncr脱硝反应，将烟气中的氮氧化物还原为氮气，减少氮氧化物的排放。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷二段c2内的烧结矿。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，nox含量为79.3mg/nm³。

实施例11

如图3所示，一种球团烟气超低nox排放的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：

1)生球在链篦机1上依次经过鼓风干燥段udd、抽风干燥段ddd、预热一段tph及预热二段ph进行干燥、预热，然后进入回转窑2内经过焙烧，再在环冷机c上依次经过环冷一段c1、环冷二段c2、环冷三段c3及环冷四段c4进行冷却，得到氧化球团；

2)经过环冷一段c1的冷却风温度升高，将环冷一段c1排出的风输送至回转窑2内参与球团焙烧，从回转窑2排放的热风输送至链篦机1的预热二段ph；该热风在预热二段ph内与生球进行热交换后输送至抽风干燥段ddd；

3)经过环冷二段c2的冷却风温度升高，将环冷二段c2排出的风输送至链篦机1的预热一段tph，并在预热一段tph内与生球进行热交换，预热生球；

4)经过环冷三段c3的冷却风温度升高，将环冷三段c3排出的风输送至链篦机1的鼓风干燥段udd，并在鼓风干燥段udd内与生球进行热交换，然后从鼓风干燥段udd的排风口排出；

其中：从抽风干燥段ddd排出的烟气作为冷却风进一步被输送至：环冷二段c2的进风口；同时：从环冷二段c2出风口排出的气体经过sncr处理系统后再输送至链篦机1的预热一段tph。

采用本工艺，将抽风干燥段ddd排出的烟气输送至环冷二段c2，利用环冷二段c2内高温烧结矿，加热该部分烟气，使得从环冷二段c2排出的气体温度达到800℃以上，然后将加热后的该部分气体经过sncr处理系统处理，发生sncr脱硝反应，将烟气中的氮氧化物还原为氮气，减少氮氧化物的排放。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷二段c2内的烧结矿。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，nox含量为76.1mg/nm³。

实施例12

如图2所示，重复实施例10，只是将抽风干燥段ddd排出的烟气中的70％(体积比)输送至环冷二段c2，喷入还原剂，利用环冷二段c2内高温烧结矿，以高温烧结矿作为反应基床，使得烟气中的氮氧化物和喷入的还原剂在环冷二段c2内发生sncr脱硝反应，将烟气中的氮氧化物还原为氮气，减少氮氧化物的排放。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷二段c2内的烧结矿。

从抽风干燥段ddd排出的烟气的30％(体积比)作为冷却风进一步被输送至：环冷三段c3的进风口；同时：在位于环冷三段c3底部风箱的位置喷入还原剂，还原剂与从抽风干燥段ddd排出的烟气中的nox反应，实现scr脱硝。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷三段c3内的烧结矿。

本工艺将抽风干燥段ddd排出的烟气分为两部分，分别在环冷二段c2经过sncr脱硝反应，在环冷三段c3内经过scr脱硝反应；提高脱销效率。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，nox含量为78.5mg/nm³。

实施例13

重复实施例11，只是将抽风干燥段ddd排出的烟气中的70％(体积比)输送至环冷二段c2，利用环冷二段c2内高温烧结矿，加热该部分烟气，使得从环冷二段c2排出的气体温度达到800℃以上，然后将加热后的该部分气体经过sncr处理系统处理，发生sncr脱硝反应，将烟气中的氮氧化物还原为氮气，减少氮氧化物的排放。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷二段c2内的烧结矿。

从抽风干燥段ddd排出的烟气的30％(体积比)作为冷却风进一步被输送至：环冷三段c3的进风口；同时：环冷三段c3出风口排出的气体经过scr处理系统后再输送至链篦机1的鼓风干燥段udd。同时，该部分烟气作为冷却气体，冷却环冷三段c3内的烧结矿。

本工艺将抽风干燥段ddd排出的烟气分为两部分，分别在通过环冷二段c2加热后经过sncr脱硝系统处理、在通过环冷三段c3加热后经过scr脱硝系统处理，提高脱销效率。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，nox含量为73.4mg/nm³。

实施例14

如图4所示，重复实施例12，只是该工艺还包括：步骤6)从预热一段tph排出的气体作为冷却风进一步被输送至：环冷一段c1的进风口。

该工艺将氧含量高的气体(现有技术中将该部分气体与含有氮氧化物的气体混合后直接排放)循环至环冷一段c1，再输送至回转窑，通过点火燃烧，从而消耗了该部分气体中的氧气，减少排放气体中的氧含量，从而进一步减少了排放气体中氮氧化物的含量。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，nox含量为53.2mg/nm³。

实施例15

如图4所示，重复实施例13，只是工艺还包括：步骤6)从预热一段tph排出的气体作为冷却风进一步被输送至：环冷一段c1的进风口。

该工艺将氧含量高的气体(现有技术中将该部分气体与含有氮氧化物的气体混合后直接排放)循环至环冷一段c1，再输送至回转窑，通过点火燃烧，从而消耗了该部分气体中的氧气，减少排放气体中的氧含量，从而进一步减少了排放气体中氮氧化物的含量。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，nox含量为50.7mg/nm³。

实施例16

重复实施例14，只是在预热二段ph内，位于生球上方的位置喷入还原剂，还原剂与进入预热二段ph内的热风中所含的nox反应，实现sncr脱硝。热风在预热二段ph内与生球进行热交换后，排出的气体经过除尘处理之后，再进行scr处理，然后再输送至抽风干燥段ddd。

现有技术中，该工艺产生nox的主要位置为回转窑，回转窑内的烟气输送至预热二段ph。本发明的工艺利用输送预热二段ph的烟气的高温特点，一般温度均为1000℃左右，适合进行sncr脱硝反应。在预热二段ph内喷入还原剂，利用预热二段ph内的生球矿料为反应基床，还原剂与进入预热二段ph内的热风中所含的nox反应，实现sncr脱硝。然后从预热二段ph排出的气体依然具有500℃左右的温度，再将预热二段ph排放的气体进行scr脱硝反应，进一步减少烟气中氮氧化物的含量和浓度。经过该工艺处理后，从烟囱排放的烟气中，基于基准含氧量为16％计算，nox含量为48.7mg/nm³。

实施例17

重复实施例16，只是热风在预热二段ph内与生球进行热交换后，排出的气体经过除尘处理之后，通过废水处理装置，然后再进行scr处理。从环冷二段c2出风口排出的气体通过管式换热器，然后再经过sncr处理系统，实现sncr脱硝。从环冷三段c3出风口排出的气体通过管式换热器，然后再经过scr处理系统，实现scr脱硝。

本工艺中，利用烟气的热量进行余热利用。从预热二段ph排出的气体依然具有500℃左右的温度，利用该部分气体的热量，喷入制酸工艺(或其他工艺)产生的废水，将废水通过雾化器后与该部分气体混合；第一，废水可以降低将部分气体的温度，使其温度达到200-400℃的范围内，此温度范围为最适宜scr脱硝温度，提高脱硝效率；第二，此处理方式可以解决废水难于处理的问题，将废水喷入烟气中，然后经过经过scr处理，将废水一并处理。从环冷二段c2出风口排出的气体的温度为1200℃以上，将该部分气体通过与换热器进行换热后，降低该部分气体的温度至1000℃左右，该温度为最适宜sncr脱硝反应的温度，提高脱硝效率；同时，通过换热器收集该部分气体的热量，可以用于气力输送、脱白等其他用途。从环冷三段c3出风口排出的气体的温度为350℃左右，将该部分气体通过与换热器进行换热后，降低该部分气体的温度至250℃左右，该温度为适宜sncr脱硝反应的温度，提高脱硝效率；同时，通过换热器收集该部分气体的热量，可以用于气力输送、脱白等其他用途。

实施例18

如图5所示，重复实施例17，经过环冷四段c4换热后排放的气体、经过鼓风干燥段udd换热后排放的气体、抽风干燥段ddd和预热一段tph排放的部分气体用于气力输送或脱白。

现有技术中，将上述位置排放的气体直接排向大气。本工艺利用上述位置排放的气体中的余热，利用该部分余热用于气力输送或脱白等用途，充分发挥余热利用的价值，节省能源，减少对环境的污染。