CN111569623A - 烧结烟气内外循环系统与循环方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烧结烟气内外循环系统，包括：内循环装置、外循环装置和脱硫脱硝装置；所述内循环装置与烧结机主烟道的中前段烟道连接，得到第一净化烟气，然后所述第一净化烟气循环至所述烧结机内；所述外循环装置与所述烧结机主烟道的机头烟道和中后段烟道连接，得到第二净化烟气，所述第二净化烟气一部分循环至所述烧结机内，另一部分进入所述脱硫脱硝装置；来自所述中后段烟道的烟气与来自所述中前段烟道的烟气换热后进入所述外循环装置；本发明还提供了一种烧结烟气内外循环方法。本发明将烧结烟气循环率由20％提高到60％以上，提高余热利用率，降低烟气中NOx浓度，实现两级脱CO反应，节省了大量的投资及运行成本。

Description

烧结烟气内外循环系统与循环方法

技术领域

本发明属于钢铁行业烟气超低排放技术领域，具体涉及一种烧结烟气内外循环系统与循环方法。

背景技术

钢铁行业中烧结工序的污染物排放量很大，烧结烟气循环技术作为减少污染物排放的一个重要方式，国内外都曾提出过多种循环工艺，其中国外有LEEP，Eposint，EOS和新日铁等工艺；国内有宁钢，沙钢，首钢股份，宝钢，永钢，迁钢，长钢等企业均已分别实施。

目前烧结机烟气循环技术大致分为两种技术方式：烟气内循环技术和烟气外循环技术。

烟气内循环技术特点：1.考虑烧结机各风箱烟气污染物及温度分布特征，使污染物在烧结料层中发生一系列复杂化学反应过程，包括CO的二次燃烧放热、二噁英的高温分解等，理论上会降低SO₂、NOx等其他一些污染物的排放浓度。但根据已投运的情况来看，由于烧结过程伴随着众多物理、化学反应，过程非常复杂，因此内循环并未达到预期效果，并且还带来了一些其他问题。2.在风箱支管取风，操作灵活，可以随意切换不同风箱进入烟气循环系统。但是，也同时造成设备、钢结构、土建、阀门仪表等工程量大，导致投资很高，检修工作量很大。3.内循环工艺相对于外循环工艺，循环烟气温度高、含氧量高，烟气循环率较高(30％左右)、烟气余热利用效果好。

烟气外循环技术特点：1.在烧结主抽风机后烟道取烟气，工程改动量小，固定投资低；在业内推广程度上，比烟气内循环系统更好；2.工艺流程简单、阀门、仪表数量少，检修工作量小；3.由于烧结主抽风机后烟气温度低(一般在130-150℃之间)，热量利用效果一般；烟气含氧量相对较低，使烧结烟气减排率较低(30％左右)。

综上，烟气内循环技术和烟气外循环技术都有各自的优缺点，还没有一种既能提高烟气循环率，又能提高烟气余热利用率的工艺技术。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烧结烟气内外循环系统与循环方法，以至少解决目前烧结烟气单独进行内循环或者外循环时余热利用率低，循环率不足的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种烧结烟气内外循环系统，所述内外循环系统包括：内循环装置、外循环装置和脱硫脱硝装置；

所述内循环装置与烧结机主烟道的中前段烟道连接，所述内循环装置用于对所述烧结机主烟道的中前段烟气脱除CO，得到第一净化烟气，然后所述第一净化烟气循环至所述烧结机内；

所述外循环装置与所述烧结机主烟道的机头烟道和中后段烟道连接，所述外循环装置用于对所述烧结机主烟道的机头烟气和中后段烟气净化处理，得到第二净化烟气，所述第二净化烟气一部分循环至所述烧结机内，另一部分进入所述脱硫脱硝装置；来自所述中后段烟道的烟气与来自所述中前段烟道的烟气换热后进入所述外循环装置；

所述脱硫脱硝装置用于对所述第二净化烟气脱硫脱硝处理。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，所述第一净化烟气和所述第二净化烟气经过烟气混合器混合后再循环至所述烧结机内；所述烟气混合器通过共循环烟道与所述烧结机连接，所述烟气混合器通过所述共循环烟道将混合的烟气输送至所述烧结机内。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，所述内循环装置包括设置在内循环烟道上的气体换热器和内置式燃烧炉；所述内循环烟道一端与所述烧结机的中前段烟道连接，另一端与所述烟气混合器连接，来自所述烧结机中前段烟道的烟气通过所述内循环烟道和所述共循环烟道形成烟气的内循环；

优选地，来自所述中前段烟道的烟气与来自所述中后段烟道的烟气通过气体换热器换热，在所述气体换热器前方的所述内循环烟道上设置有第一阀门；

优选地，所述内置式燃烧炉后方的所述内循环烟道上设置有助燃烟道，所述助燃烟道从所述内循环烟道连接至所述内置式燃烧炉的入口；

再优选地，所述助燃烟道上设置有第一风机，所述内置式燃烧炉和所述烟气混合器之间设置有第二风机；

进一步优选，所述内置式燃烧炉的前方和后方的内循环烟道上均设置有CO浓度分析仪。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，来自所述烧结机机头烟道和所述烧结机中后段烟道的烟气在外排烟道内混合后净化处理，得到第二净化烟气，所述第二净化烟气经过外循环烟道进入所述烟气混合器，烟气依次经过所述外排烟道、所述外循环烟道和所述共循环烟道进入烧结机内，完成烟气的外循环；

所述外循环装置包括设置在外排烟道上的机头电除尘器，用于将外排烟道内混合后的烟气进行净化处理，所述机头电除尘器后方的所述外排烟道上设置有第三风机，经过所述第三风机后得到的所述第二净化烟气一部分经由外循环烟道进入所述烟气混合器；

优选地，所述中前段烟道与所述外循环装置之间还设置有检修烟道，用于所述内循环装置检修时中前段烟气的流通和循环利用，所述检修烟道上设置有第二阀门。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，所述内外循环系统还包括环冷装置，所述环冷装置包括环冷机，所述环冷机通过环冷烟道连接至所述烟气混合器的入口。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，所述内外循环系统还包括沿烟气循环方向依次设置在所述共循环烟道上的氨气喷射系统和氧气补给装置；

优选地，所述氧气补给装置包括连接在氧气缓冲罐出口的氧气均布器，从所述氧气均布器喷射出的氧气进入共循环烟道；

优选地，所述氧气为纯氧气，氧气纯度达到98％以上。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，所述内外循环系统还包括多个密封罩，经过氧气补给后的烟气通过多个分支管道分别进入多个所述密封罩，所述密封罩的内腔与所述烧结机的料面连通，多个所述分支管道上均设有烟气调节阀，用于调节进入所述密封罩内的烟气；

优选地，所述密封罩固定于所述烧结机中段料面上方，所述机头烟道、所述中前段烟道和所述中后段烟道的一端分别与所述烧结机的不同风箱连接，所述烧结机循环烟道内的烟气从所述密封罩进入所述烧结机中段，所述烧结机内的烟气由不同风箱分别进入所述机头烟道、所述中前段烟道和所述中后段烟道内；

优选地，所述密封罩上设有压力检测装置和氧气浓度分析仪，所述氧气浓度分析仪连接所述氧气补给装置，根据所述密封罩内氧气浓度自动控制氧气补给过程。

在如上所述的烧结烟气内外循环系统，优选，所述脱硫脱硝装置包括沿烟气传输方向依次设置且连通的脱硫反应器、脱硝反应器和烟囱，所述第二净化烟气经过所述脱硫反应器和所述脱硝反应器处理后经过烟囱排出；

优选地，所述烟囱之前还设置有CEMS分析仪和第四风机，分别用于测试排放之前烟气中的污染物组分和引风。

一种烧结烟气内外循环方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，烟气换热，包括：

烧结机的中前段烟道中的烟气和中后段烟道中的烟气换热；

步骤二，烟气内循环、外循环和排放，包括：

换热后，所述中前段烟道中的烟气进入内循环装置，进行脱除燃烧CO，得到第一净化烟气，所述第一净化烟气经过内循环进入所述烧结机内；所述中后段烟道中的烟气和机头烟道中的烟气混合后进入外循环装置，进行烟气净化，得到第二净化烟气，然后所述第二净化烟气一部分经由外循环进入所述烧结机内，另一部分所述第二净化烟气经过脱硫脱硝后，从烟囱排放。

在如上所述的烧结烟气内外循环方法，优选，所述方法还包括烧结烟气的氨气补给和氧气补给步骤：

进入内循环的所述第一净化烟气和进入外循环的所述第二净化烟气经过额外补给的氨气和氧气混合后进入所述烧结机中；

优选地，所述第一净化烟气和所述第二净化烟气在补给氨气和氧气之前还混合有环冷装置产生的烟气，所述环冷装置的烟气用于对内外循环系统的烟气补氧以实现再利用；

优选地，该方法所述系统完成。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明烧结烟气内外循环系统和循环方法相比于传统的烧结烟气单独进行内循环或者外循环时具有如下优异效果：

1.相比传统烟气循环技术，本发明采用纯氧气补充烟气氧含量，将烧结烟气循环率由20％提高到60％以上；

2.将环冷烟气引入烟气循环系统，充分利用环冷烟气清洁、温度高的特点，提高循环烟气温度，提高余热利用率；

3.利用烧结机料层温度窗口，发生SNCR脱硝反应，降低烟气中NOx浓度；

4.分别利用内置式燃烧炉、烧结机料层温度窗口，实现两级脱CO反应。将高浓度CO变废为宝，资源化利用，既降低了CO浓度，又充分释放CO的燃烧潜热，提高烟气温度，从而提高烟气余热利用率。

5.利用烧结料层高温和内置式燃烧炉的高温，除去一部分二噁英；

6.将烧结烟气过程控制与末端治理相结合，综合治理，节省了大量的投资及运行成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例的烧结烟气内外循环系统的工艺流程图。

图中：1、烧结机；101、机头烟道；102、中前段烟道；103、中后段烟道；2、密封罩；3、压力检测装置；4、氧气浓度分析仪；5、调节阀；6、氧气均布器；7、氧气缓冲罐；8、氨气喷射系统；9、烟气混合器；10、第一阀门；11、第二阀门；12、气体换热器；13、CO浓度分析仪；14、内置式燃烧炉；15、第一风机；16、第二风机；17、环冷机；18、机头电除尘器；19、第三风机；20、第三阀门；21、脱硫反应器；22、脱硝反应器；23、第四风机；24、CEMS分析仪；25、烟囱；26、内循环烟道；27、外排烟道；28、外循环烟道；29、环冷烟道；30、助燃烟道；31、循环烟道(也称为共循环烟道)。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

烧结料在烧结机烧结过程中，烧结机烟气热量分布不均，其中烧结机机头风箱(即机头)烟气温度偏低，一般在150℃以下，烧结机风箱中段和后段的温度逐渐升高，但烧结机各风箱烟气总热量是守恒的。同时烧结机烟气污染物SO₂、NOx、CO等污染物的浓度呈现出不同风箱的烟气存在不同排放特征的情况。根据风箱内污染物和温度的不同将其分成不同的烟气，可以提高烧结烟气循环利用率。

本发明将烧结机的风箱分为三路，机头的多个风箱(比如1#-3#风箱)的烟气对应输送至烧结机主烟道的机头烟道，通常机头烟道具有如下特点：温度较低，烟气温度不超过150℃；中前段多个风箱(比如4#-13#风箱)的烟气对应输送至烧结机主烟道的中前段烟道，通常中前段烟道中的烟气具有如下特点：属于高CO、NOx浓度烟气，即中前段烟道中的烟气中CO、NOx浓度均高于机头烟道和中后段烟道中的CO、NOx浓度；中后段多个风箱(比如14#-22#风箱)的烟气对应输送至烧结机主烟道的中后段烟道，通常中后段烟道中的烟气具有如下特点：属于高温烟气，烟气温度不低于270℃；中前段烟道内的低温烟气和中后段的高温烟气经过气气换热可以提高预热利用率。烧结机的机头烟道、中前段烟道和中后段烟道形成烧结机的主烟道。

本发明中的“前”和“后”为基于烟气传输的方向所示的位置关系。

如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种烧结烟气内外循环系统，内外循环系统包括：内循环装置、外循环装置和脱硫脱硝装置；

内循环装置与烧结机1主烟道的中前段烟道102连接，内循环装置用于对烧结机1主烟道的中前段烟气脱除CO，得到第一净化烟气，然后第一净化烟气循环至烧结机1内。

外循环装置与烧结机1主烟道的机头烟道101和中后段烟道103连接，外循环装置与内循环装置交叉换热，外循环装置用于对烧结机1主烟道的机头烟气和中后段烟气净化处理，得到第二净化烟气，第二净化烟气一部分循环至烧结机1内，另一部分进入脱硫脱硝装置，经过脱硫脱硝处理后排出至大气中。第二净化烟气一部分循环利用另一部分排出大气是因为烟气循环利用率不能达到100％，需要不断向外排放，避免烧结机1进入过多无法有效利用的烟气。内循环装置和外循环装置均包括循环烟道31，通过循环烟道31完成烟气的内外循环。循环烟道31为内循环装置和外循环装置共用的烟道，也成为共循环烟道。

脱硫脱硝装置用于对第二净化烟气脱硫脱硝处理。

第一净化烟气和第二净化烟气经过烟气混合器9混合后再循环至烧结机1内。经过烟气混合器9混合后的烟气成分更均匀，便于循环再利用，提高烟气循环率。烟气混合器9通过循环烟道31将混合的烟气输送至烧结机1内。

本发明的具体实施例中，内循环烟道26一端与烧结机1的中前段烟道102连接，另一端与烟气混合器9连接，来自烧结机1中前段烟道102的烟气通过内循环烟道26和循环烟道31形成烟气的内循环。

内循环装置包括设置在内循环烟道26上的气体换热器12和内置式燃烧炉14；中前段烟道102与中后段烟道103通过气体换热器12换热，气体换热器12为气气换热器，经过换热后，中前段烟道102中的烟气温度由100℃升高至180℃，中后段烟道103中的烟气温度由280℃降低至200℃左右，实现高温烟气热量的有效利用，经过换热后的中前段烟气进入内置式燃烧炉14内燃烧，第一次脱除烟气中的CO；在气体换热器12前方的内循环烟道26上设置有第一阀门10，用于控制中前段烟道102中的烟气的启闭。

优选地，内置式燃烧炉14后方的内循环烟道26上设置有助燃烟道30，助燃烟道30从内循环烟道26连接至内置式燃烧炉14的入口，中前段烟气CO含量高，经过燃烧可以一方面脱除CO，另一方面经过燃烧后释放热量，提高烟气温度；经过燃烧后的烟气中依然含有较高的氧含量，在此设置助燃烟道30可对内置式燃烧炉14助燃；再优选地，助燃烟道30上设置有第一风机15，内置式燃烧炉14和烟气混合器9之间设置有第二风机16，第一风机15和第二风机16均用于引风。进一步优选，内置式燃烧炉14的前方和后方的内循环烟道26上均设置有CO浓度分析仪13，用于对经过燃烧炉前后的烟气中CO的浓度进行检测分析。

相比于普通的加热炉，普通的加热炉是在烟道四周布置加热炉膛，焦炉煤气或高炉煤气在其中燃烧后产生高温气体，然后进入烟道与上游来的烟气混合，以达到烟气升温的目的。采用内置式燃烧炉14时，点火器、助燃烟道30均插入内循环烟道26中，在内循环烟道26中点火、燃烧，加热烟气。点火器可采用等离子体点火或其他点火方式。内置式燃烧炉14具有以下优势：

1、焦炉煤气或高炉煤气在烟道中燃烧，相对于在烟道外炉膛燃烧，可极大的减少燃烧散热量；

2、中前段烟道102的烟气中CO平均浓度为10000mg/m³，而烧结机1风箱中CO平均浓度仅为5300mg/m³，内置式燃烧炉14的燃烧中心温度为1200℃左右，可轻松引燃中前段烟气中的CO，使CO燃烧放热，一方面，将烟气中高浓度CO引燃，释放大量热量，有利于提高循环烟气温度，提高烟气余热利用率；同时，也降低了CO排放浓度，变废为宝。经过本发明的循环系统可降低排放烟气中CO浓度20％左右。

3、利用二噁英在内置式燃烧炉14的燃烧中心发生燃烧反应，也可除去一部分污染气体二噁英。

经过内置式燃烧炉14后的高温烟气分两路，一路由助燃烟道30引回至内置式燃烧炉14用于助燃，引回至内置式燃烧炉14内的烟气量一般为固定值，烟气量能在内置式燃烧炉14内引燃焦炉煤气或高炉煤气即可，然后再由引燃的高炉煤气或焦炉煤气引燃烟气中的CO，助燃烟气量的多少受到上游烟气量及烟气温度的影响；另一路，经由第二风机16和后续的内循环烟道26进入烟气混合器9循环至烧结机1内料面层，重新参与烧结过程。

在本发明的具体实施例中，来自烧结机1机头烟道101和烧结机1中后段烟道103的烟气在外排烟道27内混合后净化处理，得到第二净化烟气，第二净化烟气经过外循环烟道28进入烟气混合器9，烟气依次经过外排烟道27、外循环烟道28和循环烟道31进入烧结机1内，完成烟气的外循环。

外循环装置包括设置在烟气混合后的外排烟道27上的机头电除尘器18，机头电除尘器18后方的外排烟道27上设置有第三风机19，经过第三风机19后得到的第二净化烟气一部分经由外循环烟道28进入烟气混合器9，外循环烟道28上设置有第三阀门20，控制烟气的流动；另一部分进入脱硫脱硝装置。烧结烟气内外循环系统正常运行时，机头烟道101中的烟气和换热后的中后段烟道103的烟气混合后进入机头电除尘器18净化除尘，然后再分别进入外循环烟道28和脱硫脱硝装置中。

优选地，中前段烟道102与外循环装置之间还设置有检修烟道，用于内循环装置检修时中前段烟气的流通和循环利用，检修烟道上设置有第二阀门11。当内循环装置中设备工件需要检修时，提前将中前段烟气的第一阀门10关闭，第二阀门11打开，中前段烟道102中的烟气、机头烟道101中的烟气和中后段烟道103中的烟气在外排烟道27中混合后进入机头电除尘器18中除尘净化，得到第二净化烟气，然后一部分经由后方的外循环烟道28进入烟气混合器9，另一部分进入脱硫脱硝装置。设置有检修烟道的目的是为了保障烧结烟气循环系统检修期间烧结机1仍能够正常运转。

本发明的具体实施例中，脱硫脱硝装置包括沿烟气传输方向依次设置且连通的脱硫反应器21、脱硝反应器22和烟囱25，第二净化烟气经过脱硫反应器21和脱硝反应器22处理后经过烟囱25排出；优选地，烟囱25之前还设置有CEMS分析仪24和第四风机23，分别用于测试排放之前烟气中的污染物组分和引风。内循环装置内设置的CO浓度分析仪13和脱硫脱硝装置中的CEMS分析仪24均用于测试烟气中的污染物组分含量，根据测试结果，可以调节系统的运行参数，以防止烟囱25出口烟气污染物浓度超标。

发明的具体实施例中，内外循环系统还包括环冷装置，环冷装置包括环冷机17，环冷机17用于冷却烧结机1产生的矿料，环冷烟气是矿料冷却过程中产生的烟气；环冷机17通过环冷烟道29连接至烟气混合器9的入口。环冷机17内烟气具有粉尘浓度低，含氧量高(约21％)的特点，环冷机17内的第一段和第二段环冷烟气一般用于余热发电(热量高)，本发明利用的是第三段环冷烟气，环冷烟气的温度在200℃左右，温度适宜，含氧量高可用于对内外循环系统中的循环烟气补氧。

本发明的具体实施例中，内外循环系统还包括沿烟气循环方向依次设置在循环烟道31上的氨气喷射系统8和氧气补给装置。优选地，氧气补给装置包括连接在氧气缓冲罐7出口的氧气均布器6，从氧气均布器6喷射出的氧气进入循环烟道31；优选地，氧气为纯氧气，氧气纯度达到98％以上。通过氧气补给装置可使进入烧结机1料面层的烟气含氧量＞18％(含氧量＞18％时，不影响烧结生产)。通过使用纯氧气补给过程，可以使烟气循环率达到60％以上，相比传统烟气循环工艺的20％的烟气循环率高出较多。

氨气喷射系统8用于向循环烟道31中补充氨气，使含NOx的烟气在烧结料层中与NH₃发生SNCR反应，脱除NOx。SNCR脱硝反应温度区间为900℃-1100℃，与烧结矿层温度(1000℃-1100℃)一致，具备反应温度窗口。此外，在烧结料层中，还发生一部分CO的燃烧反应，这一过程称为第二次脱除CO。另外，利用二噁英在高温烧结料层中的燃烧反应，二噁英燃烧分解掉，也可除去一部分二噁英。

本发明的具体实施例中，内外循环系统还包括多个密封罩2，经过氧气补给后的烟气通过多个分支管道分别进入多个密封罩2，密封罩2的内腔与烧结机1的料面连通，多个分支管道上均设有烟气调节阀5，用于调节进入密封罩2内的烟气。优选地，密封罩2固定于烧结机1中段料面上方，机头烟道101、中前段烟道102和中后段烟道103的一端分别与烧结机1的不同风箱连接，烧结机1循环烟道31内的烟气从密封罩2进入烧结机1中段并由不同风箱分别进入机头烟道101、中前段烟道102和中后段烟道103内。优选地，密封罩2上设有压力检测装置3和氧气浓度分析仪4，氧气浓度分析仪4连接氧气补给装置，根据密封罩2内氧气浓度通过PID调节自动控制氧气补给过程。本发明的实施例中，设置有四个分支管道，每个管道上均设置有烟气调节阀5，根据不同区域料层透气性及需气量差异，调节阀5开度不同，使烟气压力在密封罩2内保持稳定，并维持微负压状态，防止烟气外泄。为保证实时监测烟气压力，在密封罩2上设置四个压力检测装置3。

为了进一步理解本发明的烧结烟气内外循环系统，本发明还提供了一种烧结烟气内外循环方法，包括如下步骤：

步骤一，烟气换热，包括：

打开第一阀门10，烧结机1的中前段烟道102中的烟气和中后段烟道103中的烟气先通过气体换热器12进行气气换热，使得中前段烟气升温，中后段的烟气降温；

步骤二，烟气内循环、外循环和排放，包括：

换热后，中前段烟道102中的烟气进入内循环装置，进行脱除燃烧CO，得到第一净化烟气，第一净化烟气一部分经过第一风机15引入助燃烟道30再次进入内置式燃烧炉14，另一部分经过第二风机16引入烟气混合器9。

同时，中后段烟道103中的烟气和机头烟道101中的烟气混合后进入外循环装置，进行烟气净化，得到第二净化烟气，然后第二净化烟气经过第三风机19的引发一部分经由外循环烟道28进入烟气混合器9，另一部分经过脱硫反应器21和脱硝反应器22后经过第四风机23的引风后，从烟囱25排放。

此外，环冷机17内的环冷烟气通过环冷烟道29进入烟气混合器9中，第一净化烟气、第二净化烟气和环冷烟气在烟气混合器9内混合后，再经过循环烟道31的氨气喷射系统8的氨气补给和氧气均布器6的氧气补给后，烟气进入密封罩2内，再进入烧结机1料面层内参与烧结过程；此时在烧结机1内CO进一步燃烧，二噁英分解，SNCR反应，脱除NOx。烧结机1料面层产生的烟气再进入不同风箱内，继续内外循环过程。

另外，在内循环装置维修时，提前关闭第一阀门10，打开第二阀门11，机头烟道101、中前段烟道102和中后段烟道103中的烟气均混合后进入外循环装置中的机头电除尘器18，然后一部分进入外循环烟道28，另一部分进入脱硫脱硝反应排出。

综上，本发明的烧结烟气内外循环系统和循环方法具有如下优异效果：

1.相比传统烟气循环技术，本发明采用纯氧气补充烟气氧含量，将烧结烟气循环率由20％提高到60％以上；

2.将环冷烟气引入烟气循环系统，充分利用环冷烟气清洁、温度高的特点，提高循环烟气温度，提高余热利用率；

3.利用烧结机料层温度窗口，发生SNCR脱硝反应，降低烟气中NOx浓度；

4.分别利用内置式燃烧炉、烧结机料层温度窗口，实现两级脱CO反应。将高浓度CO变废为宝，资源化利用，既降低了CO浓度，又充分释放CO的燃烧潜热，提高烟气温度，从而提高烟气余热利用率。

5.利用烧结料层高温和内置式燃烧炉的高温，除去一部分二噁英；

6.将烧结烟气过程控制与末端治理相结合，综合治理，节省了大量的投资及运行成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述内外循环系统包括：内循环装置、外循环装置和脱硫脱硝装置；

所述内循环装置与烧结机主烟道的中前段烟道连接，所述内循环装置用于对所述烧结机主烟道的中前段烟气脱除CO，得到第一净化烟气，然后所述第一净化烟气循环至所述烧结机内；

所述外循环装置与所述烧结机主烟道的机头烟道和中后段烟道连接，所述外循环装置用于对所述烧结机主烟道的机头烟气和中后段烟气净化处理，得到第二净化烟气，所述第二净化烟气一部分循环至所述烧结机内，另一部分进入所述脱硫脱硝装置；来自所述中后段烟道的烟气与来自所述中前段烟道的烟气换热后进入所述外循环装置；

所述脱硫脱硝装置用于对所述第二净化烟气脱硫脱硝处理。

2.如权利要求1所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述第一净化烟气和所述第二净化烟气经过烟气混合器混合后再循环至所述烧结机内；所述烟气混合器通过共循环烟道与所述烧结机连接，所述烟气混合器通过所述共循环烟道将混合的烟气输送至所述烧结机内。

3.如权利要求2所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述内循环装置包括设置在内循环烟道上的气体换热器和内置式燃烧炉；所述内循环烟道一端与所述烧结机的中前段烟道连接，另一端与所述烟气混合器连接，来自所述烧结机中前段烟道的烟气通过所述内循环烟道和所述共循环烟道形成烟气的内循环；

优选地，来自所述中前段烟道的烟气与来自所述中后段烟道的烟气通过气体换热器换热，在所述气体换热器前方的所述内循环烟道上设置有第一阀门；

优选地，所述内置式燃烧炉后方的所述内循环烟道上设置有助燃烟道，所述助燃烟道从所述内循环烟道连接至所述内置式燃烧炉的入口；

再优选地，所述助燃烟道上设置有第一风机，所述内置式燃烧炉和所述烟气混合器之间设置有第二风机；

进一步优选，所述内置式燃烧炉的前方和后方的内循环烟道上均设置有CO浓度分析仪。

4.如权利要求2所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，来自所述烧结机机头烟道和所述烧结机中后段烟道的烟气在外排烟道内混合后净化处理，得到第二净化烟气，所述第二净化烟气经过外循环烟道进入所述烟气混合器，烟气依次经过所述外排烟道、所述外循环烟道和所述共循环烟道进入烧结机内，完成烟气的外循环；

所述外循环装置包括设置在外排烟道上的机头电除尘器，用于将外排烟道内混合后的烟气进行净化处理，所述机头电除尘器后方的所述外排烟道上设置有第三风机，经过所述第三风机后得到的所述第二净化烟气一部分经由外循环烟道进入所述烟气混合器；

优选地，所述中前段烟道与所述外循环装置之间还设置有检修烟道，用于所述内循环装置检修时中前段烟气的流通和循环利用，所述检修烟道上设置有第二阀门。

5.如权利要求2所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述内外循环系统还包括环冷装置，所述环冷装置包括环冷机，所述环冷机通过环冷烟道连接至所述烟气混合器的入口。

6.如权利要求2-5任一项所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述内外循环系统还包括沿烟气循环方向依次设置在所述共循环烟道上的氨气喷射系统和氧气补给装置；

优选地，所述氧气补给装置包括连接在氧气缓冲罐出口的氧气均布器，从所述氧气均布器喷射出的氧气进入共循环烟道；

优选地，所述氧气为纯氧气，氧气纯度达到98％以上。

7.如权利要求6所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述内外循环系统还包括多个密封罩，经过氧气补给后的烟气通过多个分支管道分别进入多个所述密封罩，所述密封罩的内腔与所述烧结机的料面连通，多个所述分支管道上均设有烟气调节阀，用于调节进入所述密封罩内的烟气；

优选地，所述密封罩固定于所述烧结机中段料面上方，所述机头烟道、所述中前段烟道和所述中后段烟道的一端分别与所述烧结机的不同风箱连接，所述烧结机循环烟道内的烟气从所述密封罩进入所述烧结机中段，所述烧结机内的烟气由不同风箱分别进入所述机头烟道、所述中前段烟道和所述中后段烟道内；

优选地，所述密封罩上设有压力检测装置和氧气浓度分析仪，所述氧气浓度分析仪连接所述氧气补给装置，根据所述密封罩内氧气浓度自动控制氧气补给过程。

8.如权利要求1所述的烧结烟气内外循环系统，其特征在于，所述脱硫脱硝装置包括沿烟气传输方向依次设置且连通的脱硫反应器、脱硝反应器和烟囱，所述第二净化烟气经过所述脱硫反应器和所述脱硝反应器处理后经过烟囱排出；

优选地，所述烟囱之前还设置有CEMS分析仪和第四风机，分别用于测试排放之前烟气中的污染物组分和引风。

9.一种烧结烟气内外循环方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，烟气换热，包括：

烧结机的中前段烟道中的烟气和中后段烟道中的烟气换热；

步骤二，烟气内循环、外循环和排放，包括：

换热后，所述中前段烟道中的烟气进入内循环装置，进行脱除燃烧CO，得到第一净化烟气，所述第一净化烟气经过内循环进入所述烧结机内；所述中后段烟道中的烟气和机头烟道中的烟气混合后进入外循环装置，进行烟气净化，得到第二净化烟气，然后所述第二净化烟气一部分经由外循环进入所述烧结机内，另一部分所述第二净化烟气经过脱硫脱硝后，从烟囱排放。

10.如权利要求9所述的烧结烟气内外循环方法，其特征在于，所述方法还包括烧结烟气的氨气补给和氧气补给步骤：

进入内循环的所述第一净化烟气和进入外循环的所述第二净化烟气经过额外补给的氨气和氧气混合后进入所述烧结机中；

优选地，所述第一净化烟气和所述第二净化烟气在补给氨气和氧气之前还混合有环冷装置产生的烟气，所述环冷装置的烟气用于对内外循环系统的烟气补氧以实现再利用；

优选地，该方法采用权利要求1-8中任一项所述系统完成。

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