一种节能低碳烧结烟气双循环系统的制作方法

1.本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种节能低碳烧结烟气双循环系统。


背景技术：

2.2019年发布的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中，要求钢铁行业各主要生产工序污染物排放要达到超低排放水平，其中烧结工序要求烧结机头烟气颗粒物二氧化硫和氮氧化物排放浓度，在16％基准氧含量下分别要降低到10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。
3.烧结机烟气循环主要为了降低烧结机的燃料消耗及污染物的排放量，常规的烧结机烟气循环系统采用整体外循环方式，主要通过循环风机从主抽烟道引一部分烟气进入循环烟道，在通过循环烟气罩分布到料面，实现烟气循环。但外循环烟气温度低、氧含量低，对烧结过程节能及污染物减排效果不佳，甚至影响烧结矿的质量。
4.除此之外，烧结过程中系统的负压必将导致料面缝隙及台车侧壁间发生一定程度上的漏风，造成烧结烟气氧含量上升。其中，仅台车侧壁、滑道等部位的漏风占到20％以上，系统漏风增加了烟气排放量和氧含量。在排放标准设定16％基准氧含量的情况下，烟气中氧含量的提高会造成环保治理设施负担增加。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供一种节能低碳烧结烟气双循环系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
6.本发明采用如下技术方案：
7.在一些可选的实施例中，提供一种节能低碳烧结烟气双循环系统，包括：料面循环单元以及台车侧壁循环单元；
8.所述料面循环单元包括：顶侧烟气循环罩及料面烟气循环风机；
9.所述顶侧烟气循环罩覆盖于烧结料面，所述料面烟气循环风机抽取烧结机的烧结段尾段风箱中的烟气作为循环烟气，并将循环烟气输送至所述顶侧烟气循环罩内返回烧结料面上部用于热风烧结；
10.所述台车侧壁循环单元包括：侧壁烟气循环罩及侧壁烟气循环风机；
11.所述侧壁烟气循环罩设置在烧结机的台车侧壁，所述侧壁烟气循环风机抽取烧结机的烧结段中段风箱中的烟气并输送至所述侧壁烟气循环罩内。
12.进一步的，所述台车侧壁循环单元还包括：第一除尘器；所述第一除尘器设置在烧结机的烧结段中段风箱与所述侧壁烟气循环风机相连接的管道上。
13.进一步的，所述台车侧壁循环单元还包括：若干均匀分布在所述侧壁烟气循环罩上的分配管路，且各个所述分配管路上设置管路阀门。
14.进一步的，所述侧壁烟气循环罩上设置检修门及检修观察孔。
15.进一步的，所述侧壁烟气循环罩包括：上循环罩及下循环罩；所述上循环罩的一侧与台车地面固定连接，另一侧设置动态连接机构，且所述动态连接机构与烧结机的台车相接触；所述下循环罩的一侧与台车地面连接，另一侧与烧结机的风箱连接。
16.进一步的，所述动态连接机构包括：橡胶板、紧固连接件、压缩弹簧、压紧架以及弹簧固定件；所述橡胶板的一端通过所述紧固连接件与所述上循环罩连接，另一端与台车壁板接触；所述压紧架设置在所述上循环罩上，所述压缩弹簧的一端通过所述弹簧固定件与所述压紧架连接，另一端与所述橡胶板连接。
17.进一步的，所述侧壁烟气循环罩在烧结机的两端设有滚轮进出口，且所述滚轮进出口的顶部设有密封风帘。
18.进一步的，所述料面循环单元还包括：第二除尘器；所述第二除尘器设置在烧结机的烧结段尾段风箱与所述料面烟气循环风机相连接的管道上。
19.本发明所带来的有益效果：本发明基于烟气内循环及烧结机侧壁烟气循环的烟气双循环组合模式下，实现降低烧结系统总烟气量、含氧量及一氧化碳等污染物排放，具有节能、减排、增效的优点。
附图说明
20.图1是本发明一种节能低碳烧结烟气双循环系统的结构示意图；
21.图2是本发明侧壁烟气循环罩的结构示意图；
22.图3是本发明分配管路的布置示意图；
23.图4是本发明动态连接机构的结构示意图；
24.图5是本发明滚轮进出口位置处的示意图。
具体实施方式
25.以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
26.如图1-5所示，在一些说明性的实施例中，本发明提供一种节能低碳烧结烟气双循环系统，实现钢铁行业烧结机烟气及污染物减排，同时实现节能低碳、低成本运行。
27.烧结机的台车1下方设置有用于收集烟气的风箱2。其中，本发明将烧结机的烧结段按照台车运行方向依次划分为烧结段前段、烧结段中段及烧结段尾段，三段的长度由具体的烧结环境和烧结参数决定，本发明不进行具体限制。本发明将位于烧结段前段下方的风箱2定义为烧结段前段风箱，位于烧结段中段下方的风箱2定义为烧结段中段风箱，位于烧结段尾段下方的风箱2定义为烧结段尾段风箱。
28.本发明的节能低碳烧结烟气双循环系统，具体包括：料面循环单元以及台车侧壁循环单元。
29.料面循环单元包括：顶侧烟气循环罩6、料面烟气循环风机7以及第二除尘器8。
30.顶侧烟气循环罩6与台车1内部连通，且顶侧烟气循环罩6覆盖于烧结机整体的烧结料面。第二除尘器8设置在烧结机的烧结段尾段风箱与料面烟气循环风机7相连接的管道
上，自烧结段尾段风箱中排出的烟气先由第二除尘器8进行除尘处理。料面烟气循环风机7抽取烧结机的烧结段尾段风箱中的烟气作为循环烟气，并将循环烟气输送至顶侧烟气循环罩6内返回烧结料面上部用于热风烧结。
31.烧结机生产过程中，烧结段烟气随着烧结的进程氧含量的趋势为从低到高分布，越靠近烧结终点氧含量越高，烟气中二氧化硫含量的趋势与氧含量相同。各风箱的烟气温度也随烧结进程而升高，越靠近烧结终点烟气温度越高。
32.本发明基于料面循环单元实现烟气内循环，即将靠近烧结终点，烧结机机尾氧含量和烟气温度较高的烟气，具体是温度为200℃以上、氧含量为18％以上的烟气，作为循环烟气用于热风烧结，循环烟气量占总烟气量的20-30％。循环烟气经过除尘后，通过料面烟气循环风机7返回到烧结料面上部，通过管路和顶侧烟气循环罩6多点位的分配均匀分布到烧结料面，实现热风烧结，顶侧烟气循环罩6内维持微负压状态，保证循环烟气不泄露。热风烧结大幅降低烧结燃料配比，同时降低一氧化碳的产生和排放，由于选用高氧烟气循环，烧结矿质量得到了保证。
33.台车侧壁循环单元包括：侧壁烟气循环罩9、侧壁烟气循环风机10以及第一除尘器11。
34.侧壁烟气循环罩9设置在烧结机的台车侧壁，且侧壁烟气循环罩9将台车侧壁及滑道等漏风部分密封在自身内部。第一除尘器11设置在烧结段中段风箱与侧壁烟气循环风机10相连接的管道上，烧结段中段风箱排出的烟气先进入第一除尘器11进行除尘处理。侧壁烟气循环风机10抽取烧结机的烧结段中段风箱中的烟气并输送至侧壁烟气循环罩9内，即本发明选取氧含量低且二氧化硫浓度低的烧结中段烟气，代替原泄漏空气，因采用自身烟气循环利用，既降低了系统总风量，又降低了烟气的含氧量。
35.本发明基于台车侧壁循环单元实现烧结机侧壁烟气循环，用于台车侧壁循环的烟气占总烟气量的15-20％，因氧含量低代替空气后可降低总烟气的氧含量，降幅可达到3-5％，同时选用的烟气中二氧化硫浓度低，不会对烧结设备造成腐蚀。
36.烧结机台车侧壁漏风率可达20％以上，因漏风进入系统的空气既增加了总烟气量又提高了烟气的氧含量，同时污染治理成本也相应增加。本发明充分利用烧结机自身漏风的特性，在烧结机的台车侧壁设置了烟气循环，选取烧结段中段氧含量低、污染物浓度低的烟气，特别是二氧化硫，通过装置漏风点进入烧结系统，将原来漏入烧结系统的空气替换为循环烟气，即通过台车侧壁循环单元的烟气循环降低了烟气的总体氧含量，同时降低了脱硫脱硝的烟气处理量。
37.烧结机的除循环外的烟气可依然使用现有的尾气处理系统进行除尘脱硫脱硝处理。
38.本发明利用风箱和烟道的重新分配组合重新优化构建了烧结机的烟气系统，通过本发明的优化，烧结机排放烟气量减排40-50％，烟气氧含量相对于无烟气循环降低5-8％，可降低烧结烟气治理装置运行负荷，减少系统能耗，更容易稳定运行达标排放，绿色运行。
39.如图3所示，台车侧壁循环单元还包括：若干均匀分布在侧壁烟气循环罩9上的分配管路14，且各个分配管路14上设置管路阀门15，侧壁烟气循环罩9上设置检修门16及检修观察孔17。
40.通过侧壁烟气循环风机10将低氧、低二氧化硫烟气，经过除尘后，循环至侧壁烟气
循环罩9处，利用分配管路14及管路阀门15，根据循环罩长度，分多点将烟气分配布置到侧壁烟气循环罩9内，利用烧结机漏风产生的负压吸入总烟道，代替优化前吸入的空气，通过漏风负压及循环气量的匹配，使侧壁烟气循环罩9内维持不高于-10pa的微负压状态，循环的烟气不会外泄。侧壁烟气循环罩9设置了检修观察孔17和检修门16，方便日常巡检及维护。
41.侧壁烟气循环罩9在台车1两侧均有设置，每侧由台车平台以上部分和台车平台以下部分组成，即侧壁烟气循环罩9包括：上循环罩91及下循环罩92，两者与动态的台车1和静态的风箱2组成台车侧壁密封风罩，将台车侧壁、滑道等侧壁漏风点全部置于罩内。
42.下循环罩92与风箱2之间属于静态密封，即下循环罩92的一侧与台车地面18固定连接，另一侧与烧结机的风箱2固定连接，固定连接方式可选为螺栓连接，可高效保持罩内负压。
43.上循环罩91与台车1的密封属于动态密封，即上循环罩91的一侧与台车地面18固定连接，连接方式可选为螺栓连接，上循环罩91的另一侧设置动态连接机构，且动态连接机构与烧结机的台车相接触，具体是与台车壁板19相接触，实现动态密封。
44.如图4所示，动态连接机构包括：橡胶板20、紧固连接件21、压缩弹簧22、压紧架23以及弹簧固定件24。
45.橡胶板20的一端通过紧固连接件21与上循环罩91连接，另一端与台车壁板19接触，使得橡胶板20一直处于搭在台车壁板19上的状态，既不影响台车的移动，还可保证台车1与上循环罩91之间的密封。紧固连接件21具体可选用螺栓，利用柔性的橡胶板20密封，在上循环罩91的前端，利用螺栓固定的方式，加装与上循环罩91等长的橡胶板20，橡胶板20的一端与台车壁板19顶端紧密接触，形成动态密封。
46.压紧架23设置在上循环罩91上，压缩弹簧22的一端通过弹簧固定件21与压紧架23连接，另一端与橡胶板20连接。弹簧固定件21具体可选用螺栓，压缩弹簧22根据上循环罩91的长度均匀分布。压缩弹簧22施加推力于橡胶板20，确保柔性的橡胶板20与台车壁板19的顶端紧密结合。
47.侧壁烟气循环罩9在对应烧结机的两端位置处均开设有滚轮进出口25，且滚轮进出口25的顶部设有密封风帘26。滚轮进出口25的设计可方便台车1正常生产运行，还可保证侧壁烟气循环罩9内负压及烟气不外溢，在两端滚轮进出口25的顶部设有密封风帘26，通过密封风帘26分开外界空气和罩内烟气，风帘的气体为车间内的空气。
48.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。