一种烧结过程NOx减排方法和设备与流程

本发明属于烧结减排领域，特别涉及一种烧结过程nox减排方法和设备。

背景技术：

在钢铁行业中烧结是污染物排放大户，其中烧结排放nox占据钢铁行业总排放量的50％水平。近几年随着国家对烧结环保的逐步重视，环保标准逐步加严，尤其对于nox，从2012年国标的<300mg/nm3，逐步加严到2018年超低排放征集稿的<50mg/nm3。这给烧结厂带来很大的挑战。众多企业开始投建scr、活性炭或者氧化法来脱硝工艺，这均属于末端治理，投入成本均较高。烧结过程的nox排放90％由焦粉所带来，即属于燃料型nox；如果能围绕焦粉开展研究降低nox则对减排有较大意义。为了减少末端处理成本，从过程治理角度，日本学者在上世纪即已论证了焦粉表层包裹铁酸钙降低烧结nox的有效性。国内外也提过燃料分加、熔剂分加工艺，也有燃料和熔剂共同分加的报道，比如传统烧结工艺(见图1)，然而，这些技术均未关注焦粉和熔剂二者的存在形态，没有专门工艺去处理，即没有针对nox减排进行相关改造。本发明提出了对焦粉包裹状态进行处理以便烧结过程减排nox的思路，即让焦粉形成被包裹状态，在烧结高温过程中减少nox的释放；如何在烧结大工业中通过较少的工艺和设备改动来实现这种操作，是本发明的重点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种烧结过程nox减排方法和设备，通过改造当前烧结工艺流程，实现焦粉被包裹燃烧的状态，最终可减少nox排放。

为解决上述技术问题，本发明提供一种烧结过程nox减排方法和设备，具体方案如下：

一种烧结过程nox减排设备，包括第一输送装置和并联设置在第一输送装置并与第一输送装置连接的焦粉仓、白灰仓、石灰石仓、白云石仓、混匀矿仓和返矿仓，还包括通过输送设备依次连接设置的一次圆筒混合机、二次圆筒混合机及烧结机，其中一次圆筒混合机与第一输送装置出料口连接。还包括第二输送装置、并联设置在第二输送装置并与第二输送装置连接的新焦粉仓和新白灰仓，还包括通过输送设备依次连接设置的强混合机和圆盘造球机，所述强混合机与第二输送装置连接，所述圆盘造球机与二次圆筒混合机连接。其中输送设备为本领域常用设备，比如皮带输送机或螺旋输送设备。

为了各原料比例可便捷地调整，实现烧结不同工况下nox减排的最大化，进一步优化的，还包括用于向焦粉仓和新焦粉仓投放焦粉的焦粉分料器，所述焦粉仓、白灰仓、石灰石仓、白云石仓、混匀矿仓、返矿仓、新焦粉仓和新白灰仓均设有计量装置。

一种基于上述烧结过程nox减排装置的烧结过程nox减排方法，包括如下步骤：

(1)将焦粉1、白灰1、石灰石、白云石、混匀矿及反矿送入一次圆筒混合机一混，使物料混匀并润湿，制得共混料。

(2)将焦粉2和白灰2送入强混合机混匀，然后送入圆盘造球机，在喷洒雾化水的条件下制得白灰粘结在焦粉表层的球形混合物。

(3)将步骤(1)制得的共混料和步骤(2)制得的球形混合物送入二次圆筒混合机二混制粒，制得预烧结料。

(4)将步骤(3)制得的预烧结料送入烧结机烧结。

为了进一步保证烧结质量并有效降低烧结过程nox的排放量，进一步优化的，步骤(3)制得的预烧结料中焦粉1和焦粉2的总质量：白灰1和白灰2的总量：石灰石质量：白云石质量：混匀矿质量：返矿质量＝3-6％：1.5-6％：0-10％：0-10％：50-80％：10-30％。

为了进一步保证烧结质量并有效降低烧结过程nox的排放量，进一步优化的，焦粉2占焦粉1和焦粉2总质量的5-100％。

为了保证白灰在焦粉表面的有效粘附，进一步优化的，焦粉2与白灰2的质量比为2-20:1。

为了保证焦粉表层的粘附结构不被破坏从而更加有效减少烧结过程中nox的排放量，进一步优化的，焦粉2与白灰2在二混的停留时间为10-50s。

本发明提供的一种烧结过程nox减排方法和设备，其优点在于：1、基于方法本身，通过调整改变焦粉的包裹状态，有效降低生产过程中nox排放量；2、实施本发明的烧结过程nox减排方法所需的设备系统，仅需在传统工艺烧结流程中改造部分焦粉和白灰参与混匀和制粒的工艺流向，不改动烧结主工艺流程，也即通过在烧结大工业中通过较少的工艺和设备改动，实现烧结过程nox的减排；3、部分焦粉和白灰的量和比例可便捷地调整，实现烧结不同工况下nox减排的最大化。4、本发明可便捷实施，适用于老旧烧结厂的改造。

附图说明

图1为传统烧结工艺的流程示意图。

图2为本发明用于实施实施例1和实施例2的烧结过程nox减排方法的设备示意图。

图3为本发明实施例1和实施例2中的烧结过程nox减排方法流程示意图。

图中：1.焦粉仓，2.白灰仓，3.石灰石仓，4.白云石仓，5.混匀矿仓，6.返矿仓，7.一次圆筒混合机，8.二次圆筒混合机，9.烧结机，10.新焦粉仓11.新白灰仓，12.强混机，13.圆盘造球机14.分料器。

具体实施方式

本发明下面结合实施例作进一步详述：

见图2，以下实施例中烧结过程nox减排方法的步骤包括配料，混匀制粒，烧结三大过程。nox减排方案包括建一个新的焦粉仓和一个新的白灰仓，部分焦粉和部分白灰不经过传统的配料室的焦粉仓和白灰仓，分别进入新的焦粉仓和新的白灰仓，二者按一定比例进入强混合机内混匀，然后在造球盘上造球形成混合物，然后该混合物通过皮带转运进入二次圆筒混合机。见图3，是以下实施例中用于实施烧结过程nox减排方法的设备，包括第一输送装置和并联设置在输送装置并与输送装置连接的焦粉仓、白灰仓、石灰石仓、白云石仓、混匀矿仓和返矿仓，还包括与第一输送装置的出料口连接的一混设备(一次圆筒混合机)，与一混设备连接的二混制粒设备(二次圆筒混合机)，与二混制粒设备连接的烧结机(在二混制粒设备和烧结机之间还可设置用于将预烧结料均匀布料到烧结机台车上的布料矿槽)。还包括第二输送装置、并联设置在第二输送装置并与第二输送装置连接的新焦粉仓和新白灰仓、与第二输送管道出料口连接的强混合机、以及与强混合机连接的圆盘造球机，所述圆盘造球机与二混制粒装置连接。其中的第一输送装置和第二输送装置可以为螺旋输送机也可以为皮带输送机，本实施例选用皮带输送机。

更具体的，还包括用于向焦粉仓和新焦粉仓投放焦粉的焦粉分料器，所述焦粉仓、白灰仓、石灰石仓、白云石仓、混匀矿仓、返矿仓、新焦粉仓和新白灰仓均设有计量装置。

以下实施例中所述烧结过程nox减排方法包括如下步骤：

(1)使用分料器将经破碎筛分出的焦粉计量分配并投入焦粉仓和新焦粉仓，投入焦粉仓的焦粉为焦粉1，投入新焦粉仓的焦粉为焦粉2，然后用罐车分别向白灰仓和新白灰仓打入白灰，打入白灰仓的白灰为白灰1，打入新白灰仓的白灰为白灰2。将焦粉1、白灰1、石灰石、白云石、混匀矿及反矿分别经由焦粉仓、白灰仓、石灰石仓、白云石仓、混矿仓及反矿仓计量投放至第一输送装置，然后经由第一输送装置送入一次圆筒混合机一混，使得物料均匀混合并润湿，制得共混料。

(2)将焦粉2和白灰2分别经由新焦粉仓和新白灰仓计量投放至第二输送装置，然后经由第二输送装置送入强混合机，经强混混匀后送入圆盘造球机，然后在喷洒雾化水的条件下制得白灰粘结在焦粉表层的球形混合物。

(3)将步骤(1)制得的共混料和步骤(2)制得的球形混合物经由皮带输送机送入二次圆筒混合机二混，制得预烧结料。

(4)将步骤(3)制得的预烧结料送入烧结机烧结。

实施例1：

本实施例中焦粉1与焦粉2的质量比为1:1，白灰1与白灰2的质量比为1:9，焦粉2与白灰2的质量比为4:1，焦粉1和焦粉2的总质量：白灰1和白灰2的总量：石灰石质量：白云石质量：混匀矿质量：返矿质量＝4:5:2:6:60:23。步骤(1)制得的共混料在二混内的停留时间为180s，也即二混制粒时间为240s，步骤(2)制得的球形混合物在二次圆筒混合机内的停留时间为30s。最终与其余物料一起去烧结，烧结过程中的nox的排放量为180mg/m³。

实施例2：本实施例中焦粉1与焦粉2的质量比为0:1，白灰1与白灰2的质量比为1:9，焦粉2与白灰2的质量比为8:1，焦粉1和焦粉2的总质量：白灰1和白灰2的总量：石灰石质量：白云石质量：混匀矿质量：返矿质量＝4:5:2:6:60:23。二混制粒时间为20s。最终与其余物料一起去烧结，烧结过程中的nox的排放量为160mg/m³。

对比实施1：

见图1，采用传统烧结工艺，其中焦粉质量：白灰质量：石灰石质量：白云石质量：混匀矿质量：返矿质量＝4:5:2:6:60:23，一混、二混及烧结工艺均与实施例1相同，二混制粒时间为3分钟，最终烧结过程中的nox的排放量为200mg/m³。

上述实施例在烧结nox过程减排新工艺中，与传统烧结工艺相比的优势在于，打破了传统上焦粉和白灰均通过一混和二混的工艺，也不同于燃料和熔剂分加工艺中二者没有区分的加入混合机的状态。在该新工艺中，一是保证白灰粘结在焦粉表层，由本发明提供的强混+圆盘造球+雾化喷水来保证；二是控制二者混合物在二混内的停留时间，保证焦粉表层的粘附结构不被破坏，从而在烧结过程中起到降低nox的作用。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。