燒結機節能環保新技術應用研究

作者: 伊人影院科技集團 / 時間: 2019-06-28 22:31:00
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北極星大氣網訊:摘要:燒結是鋼鐵聯合企業最重要的生產工藝環節之一,不僅能耗高,且產生大量高溫有害煙氣。近年來燒結工藝通過不斷的技術創新,電能、燃氣、固體燃料等消耗不斷下降,加之環冷機餘熱回收技術的發展,進一步降低了工序能耗,機頭煙氣的脫硫脫硝以及二惡英治理技術也取得了突破性發展。 文章以國內某鋼廠一台燒結機改造為例,匯總分析了主要節能技術和汙染治理措施,並從環保角度提出了一些建議。

關鍵詞:燒結;節能;環保

一、前言

隨著鋼鐵工業的快速發展, 燒結機規模也在不斷擴大,2005 年 7 月國家發改委發布了 《 鋼鐵產業發展政策》 , 要求燒結機使用麵積達到 180 m2 及以上,目前國內實際最大的燒結機已達 600 m2。 設備朝著大型化發展的同時,生產技術也逐步得到提高,這不僅體現在工藝的先進性, 還表現在將節能技術貫穿於整個生產過程。國家環保部於 2012 年發布了《鋼鐵燒結 、 球團工業大氣汙染物排放標準》(GB28662- 2012), 對燒結機頭煙氣中多種有害物質以及機尾等設施顆粒物排放, 均嚴格進行了濃度限值, 這意味著鋼鐵企業必須在這幾年完成對現有燒結係統的環保設施改造, 新建的燒結機在設計時就需考慮選用高效的治理設施,確保達標排放。

二、工藝技術和設備方麵的節能措施

1、混合製粒技術

設計采用三段式混合技術, 一次混合為強力混合機,主要目的是混勻;二、三段混合均為圓筒混合機,主要目的是製粒。 總混合時間超過 8 min,使造球性能得到進一步提高, 明顯改善了燒結料層的透氣性,並且燃料在圓筒混合機的作用下,均勻地粘在混合料表麵,有助於強化燒結和降低固體燃耗。

2、厚料層燒結技術

設計料層厚度 1000 mm,其中鋪底料厚度控製在 20~40 mm,有利於保護台車篦條,增加燒結透氣性。

燒結過程是從料層表麵開始逐慚往下進行,因而沿料層高度方向就有明顯的分層性, 抽入燒結料層的空氣經過熱燒結礦層被預熱, 參與燃燒層的燃燒,燃燒後的廢氣又將下層的燒結料預熱,因而料層越是向下, 熱量積蓄得越多, 以至於達到更高的溫度,這種積蓄熱量的過程稱為自動蓄熱作用[1]。 采用厚料層燒結強化了自動蓄熱作用, 使燒結溫度隨料層的提高而提高, 因而燒結礦強度增加, 成品率提高,返礦率下降,從而減少了固體燃耗。

3、多輥布料技術

采用圓輥給料機和九輥布料裝置, 將混合料均勻布在燒結機台車上,使料層均勻,降低燃料配比。通過調節布料輥的轉速, 可控製混合料粒度的偏析度,使燒結料層上下溫度趨於均勻,提高垂直燒結速度,從而降低燒結能耗。

4、采用雙斜帶式節能型點火爐及保溫爐點火爐爐頂設三排燒嘴, 采用雙斜交叉燒嘴氣氛點火技術,其高溫火焰帶寬度適中,溫度均勻,高溫點火時間可與機速良好匹配, 特別是保溫段設有燒嘴,可以提高料麵質量。

三、主要環保措施

1、無組織粉塵減排

環冷機高溫段廢氣經熱回收和除塵後返回環冷機風箱, 中溫段廢氣經熱回收後與低溫段煙氣一並返回燒結機進行熱風燒結。通過這些循環方式,以及環冷機自身漏風率的降低, 可以大大減少環冷區域無組織粉塵排放量。

2、顆粒物的治理

塑燒板除塵器是以獨特的波浪式塑燒板過濾芯取代傳統布袋,塑燒板表麵經過深度處理,孔徑細小均勻,具有疏水性,特別適用於治理含水率較高的粉塵,因此選用該除塵器治理一、二次混合工序粉塵,根據實踐經驗,顆粒物排放濃度可控製在 10 mg/m3以下。

3、燒結機頭煙氣治理

燒結機頭煙氣是燒結混合料點火後, 隨台車運行,在高溫燒結成型過程中產生的煙氣,含煙粉塵、SO2、NOX、HCl、HF、二惡英等多種汙染物。 燒結機頭煙氣是燒結工序乃至整個全流程鋼鐵企業環境治理的重中之重。

(1)脫硫脫硝

燒結煙氣脫硫工藝多數是借鑒火電燃煤鍋爐煙氣脫硫工藝發展而來,種類較多,可簡單分為濕法、半幹法和幹法,大多屬於鈣基法,脫硫率一般可達到70%以上。 由於煙氣中 NOX 與脫硫劑也會發生酸堿反應,從而具有一定的脫硝效率。寶鋼某燒結機采用氣噴旋衝塔石灰石 - 石膏濕法脫硫工藝, 實測的脫硝率為 10%左右。

(2)二惡英減排措施

二惡英產生於燒結機台車料層中,在 250~450℃的溫度區間和氧化氣氛條件下, 大分子碳與有機氯在銅等重金屬離子的催化作用下生成。

減排方法一是從源頭控製,即減少氯源,對燒結工藝進行優化, 改善混合料的透氣性; 二是末端治理, 由於二惡英絕大部分都以固態形式吸附在微細顆粒上,采用高效除塵技術可減少排放量,靜電除塵器淨化效率 50%左右,袋式除塵器 80%~90%;TiO2加紫外光催化分解技術,二惡英去除率可達 95%以上,同時還能分解煙氣中 55%左右的 NOX,但該技術投資大,比特幣知乎6000,運行成本也高,尚未工業應用;三是協同淨化, 利用脫硫脫硝技術, 可同時脫除一定量的二惡英,如采用半幹法脫硫,二惡英減排 70%左右;SCR脫硝工藝可以同時催化氧化二惡英 , 效 率 達 到80%; 活性炭淨化工藝, 二惡英在解析塔內催化裂解,可減排 80%以上。

(3)燒結煙氣協同淨化

經綜合比選後, 該燒結機機頭煙氣治理設計采用能綜合處理煙粉塵、SO2、NOX 及二惡英等有害物質的協同淨化工藝——活性炭吸附。

a工藝原理

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