阅读说明：本技术 一种链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产球团过程中废气循环的方法 (Method for circulating waste gas in pelletizing production process of chain grate-rotary kiln-circular cooler three-machine system ) 是由 甘敏 曹风 范晓慧 胡兵 季志云 陈许玲 黄晓贤 袁礼顺 王鑫 朱亮 于 2019-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产球团过程中废气循环的方法,链篦机由进料端至回转窑依次分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热升温段和预热段,所述环冷机由回转窑至出料端依次分为冷却I段、冷却II段、冷却III段,本发明主要改进在于：将链篦机的预热升温段分为前段、中段和后段三个区域,且将环冷机的冷却II段分为循环冷却段和冷却ii段,循环冷却段设置在冷却I段和冷却ii段之间；将链篦机的预热升温段的中段废气循环至环冷机循环冷却段。本发的方法可使回转窑中燃料的使用量降低3％～10％,废气处理量减少15％～25％。(The invention discloses a method for circulating waste gas in the process of producing pellets by a chain grate-rotary kiln-circular cooler three-machine system, wherein the chain grate is sequentially divided into a blast drying section, a draft drying section, a preheating and warming section and a preheating section from a feeding end to a rotary kiln, and the circular cooler is sequentially divided into a cooling I section, a cooling II section and a cooling III section from the rotary kiln to a discharging end, and the invention mainly improves the following steps: dividing a preheating and temperature raising section of the chain grate machine into a front section, a middle section and a rear section, and dividing a cooling II section of the circular cooler into a circulating cooling section and a cooling II section, wherein the circulating cooling section is arranged between the cooling I section and the cooling II section; and circulating the middle-section waste gas of the preheating and temperature raising section of the chain grate machine to the circulating cooling section of the circular cooler. The method can reduce the usage amount of fuel in the rotary kiln by 3-10 percent and reduce the waste gas treatment amount by 15-25 percent.)

一种链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产球团过程中废气循 环的方法

技术领域

本发明涉及一种球团生产过程中废气循环的方法，特别涉及一种链篦机-回转窑-环冷机三机系统在球团生成过程中利用循环实现球团工艺节能减排的方法，属于钢铁冶金球团矿制备和节能减排领域。

背景技术

球团矿作为高炉炼铁的重要原料，具有较好的冶金性能，具有相比于烧结更低的污染负荷，而且球团更适宜于我国以精矿为主的铁矿资源现状，因此与其他铁矿造块技术相比，球团矿生产技术是一种更合理有效的造块技术。随着钢铁行业的发展，我国球团矿的产量也呈逐年增加趋势。

相对于其他球团生产工艺，链篦机-回转窑-环冷机球团生产工艺对耐热材料和燃料热值的需求较低，更适宜于我国现状，且由于球团在回转窑焙烧过程中存在较均匀的翻滚，所以其成品矿的质量也相对较好，所以链篦机-回转窑-环冷机球团生产工艺在相当一段时间内仍会是我国球团生产中最主要的生产工艺。但是链篦机-回转窑-环冷机球团生产的现有工艺中，外排的废气量较大，致使废气的治理成本较高，且外排的大量热废气中余热利用程度不够，造成了能源的浪费。

对于目前我国链篦机-回转窑-环冷机风流系统和废气处理过程来看，外排废气主要包括鼓风干燥段废气、抽风干燥段废气和预热升温段废气。其中鼓风干燥段外排废气中水蒸汽含量较高，污染物含量较低，可选择直接外排。当前一般将抽风干燥段和预热升温段的热废气合并，将其进行净化处理后外排。该部分废气温度较高，成分比较复杂，含有大量的NOx、SOx等污染物，因而需要对该段热废气进行脱硫、脱硝等处理。

抽风干燥段和预热升温段的废气量大，随着超低排放政策的实施，处理该部分热废气的治理成本越来越高，同时，由于预热升温段的热废气温度较高，若不加以利用，而仅仅对其进行废气治理，将导致大量资源的浪费。

发明内容

针对现有的链篦机-回转窑-环冷机热风循环过程中预热升温段废气量大且未加以利用，造成的废气处理成本高且余热利用程度低的问题，本发明的目的是在于提供一种链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产铁矿氧化球团过程中废气循环利用的方法，该方法既能保证系统温度、风量和风压等热工参数的稳定，又能充分利用预热升温段余热使系统热循环更加合理，即在保证产质量指标情况下，实现了降低废气处理量并降低了燃料消耗。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产球团过程中废气循环的方法，所述链篦机由进料端至回转窑依次分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热升温段和预热段，所述环冷机由回转窑至出料端依次分为冷却I段、冷却II段、冷却III段，该方法相对现有技术，主要改进在于：将链篦机的预热升温段依次分为前段、中段和后段三个区域，且将环冷机的冷却II段分为循环冷却段和冷却ii段，循环冷却段设置在冷却I段和冷却ii段之间；将链篦机的预热升温段的中段废气循环至环冷机循环冷却段。

优选的方案，所述链篦机的预热升温段的中段废气氧含量不低于19％、CO不高于30ppm，循环量占预热升温段废气体积总量的30％～50％。本发明提供的利用链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产球团过程中废气循环的方法巧妙的利用了预热升温段不同区域氧含量和CO含量不同，将其中满足氧含量不低于19％、CO不高于30ppm的中段废气循环至冷却Ⅰ段和冷却Ⅱ段之间并替换部分冷却Ⅱ段风箱位置，能充分利用预热升温段余热使系统热循环更加合理，即在保证产质量指标情况下，实现了降低废气处理量并降低了燃料消耗。

优选的方案，所述循环冷却段的球团温度为650～950℃。使得废气中少量的CO能够在循环过程二次燃烧，同时严格控制循环废气中的CO浓度，从而实现废气的安全、可靠循环利用。

优选的方案，所述循环冷却段出来的冷却废气以及冷却ii段出来的冷却废气导入至链篦机的预热升温段，冷却Ⅰ段出来的冷却废气导入至回转窑，冷却Ⅲ段出来的冷却废气导入至链篦机的鼓风干燥段。

优选的方案，所述环冷机的冷却Ⅰ段的冷却风量提高至Q：

Q＝Q_Ⅰ×[1+(0.2～0.3)Q_c/Q_Ⅱ]

其中，

Q_Ⅰ为设置冷却段之前冷却Ⅰ段的标态废气量，Nm³；

Q_c为循环的标态废气量，Nm³；

Q_Ⅱ为设置冷却段之前冷却Ⅱ段的标态废气量，Nm³；

标态条件：温度273.15K、压强101.325KPa。

本发明通过加大冷却Ⅰ段的冷却风量，使得更多的热量进入回转窑中。这样既保证了循环冷却段球团的氧化等热工过程，又可以减少回转窑中部分燃料的使用。

优选的方案，循环冷却段和冷却ii段标态下(温度273.15K、压强101.325KPa)的废气总量，与设置循环冷却段之前冷却Ⅱ段标态下的废气量相等。

优选的方案，将部分预热升温段的废气进行臭氧氧化脱硝及半干法脱硫处理。大幅度减少烟气处理量和治理成本。

本发明通过将预热升温段中的部分热废气(主要指氧含量不低于19％、CO不高于30ppm)循环到环冷机，并通过优化链篦机-回转窑-环冷机三机操作参数，降低球团能源消耗，减少后续净化过程废气的处理量。

本发明的环冷机上增设循环冷却段，循环冷却段主要是设置在原有的冷却Ⅱ段的位置，将原有的冷却Ⅱ段部分作为循环冷却段，即冷却Ⅰ段、冷却Ⅲ段的空间维持原有不变，缩小冷却Ⅱ段的位置用于循环冷却段。

本发明的在采用废气循环后，可以减少回转窑中煤气或煤粉等燃料的用量，如煤气的体积比例，或煤粉的质量比例减少3％～10％。

本发明的铁矿球团的废气循环利用方法巧妙的利用了预热升温段不同区域氧含量和CO含量不同，将其中满足氧含量不低于19％、CO不高于30ppm的中段废气循环至冷却Ⅰ段和冷却Ⅱ段之间并替换部分冷却Ⅱ段风箱位置。再通过加大冷却Ⅰ段的冷却风量，使得更多的热量进入回转窑中。这样既保证了循环冷却段球团的氧化等热工过程，又可以减少回转窑中部分燃料的使用。最终也使得需要治理的废气含量大幅降低，缓解了废气治理压力，节约了治理成本。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明通过循环一部分链篦机预热升温段的废气，利用了废气中的余热，并通过球团生产工艺的整体优化，在不影响球团产量、质量的前提下，提高热量利用效率，减少了球团生产工艺的能源消耗，能耗降低3％～10％；并减少了外排废气的处理量，减排废气15％～25％，同时可减少废气治理的投资成本和运行成本。

(2)本发明通过控制废气循环的位置，将废气循环至球团温度为650～950℃的环冷机段，使得废气中少量的CO能够在循环过程二次燃烧，同时严格控制循环废气中的CO浓度，从而实现废气的安全、可靠循环利用。

(3)本发明将热废气循环至冷却Ⅰ段和冷却Ⅱ段之间，取代一部分冷却Ⅱ段的空气量，从而可以加大冷却Ⅰ段的风量，使得更多的热量进入到回转窑，可减少燃料燃烧所需提供的热量。

(4)本发明通过循环氧气含量高的废气，一方面确保废气循环不对球团生产过程的氧化造成影响，另一方面降低外排废气中的氧含量，而《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》规定链篦机-回转窑球团生产工序生产设施基准含氧量为18％，循环后氧含量降低，使得更容易达到超低排放的要求。

(5)本发明的废气循环，还综合考虑了外排废气的污染物治理方法，通过废气循环，使得外排烟气的温度、成分更有利于采用臭氧脱硝、干法脱硫的高效治理工艺。

本发明系统考虑了循环后各工序的温度、风量和风压等热工参数的平衡，又能充分利用预热升温段余热使系统热循环更加合理，从而保证产质量指标前提下，实现了降低废气处理量并降低了燃料消耗。

附图说明

【图1】为本发明的链篦机-回转窑-环冷机三机系统生产球团过程中风系工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步详细说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。

实施例1

针对磁铁矿原料，将预热升温段的中段废气用于循环，循环废气量为3.2万Nm³/h，占预热升温段废气总量的30％。循环废气中氧含量19.6％、CO含量25ppm、温度为200℃，经由循环冷却风机抽至冷却段中球团温度为700～900℃的循环冷却段。循环前冷却Ⅰ段、Ⅱ段的风量分别为12万Nm³/h、10万Nm³/h。循环废气替换部分之前的冷却Ⅱ段位置，即将冷却Ⅱ段分为循环冷却段和冷却ii段，采用废气循环后，冷却Ⅰ段的风量Q为：

冷却ii段的风量调整为6.8Nm³/h，使得循环冷却段和冷却Ⅱ段的总风量为10Nm³/h保持不变或有所提高(见表1)。采用热废气循环后，降低回转窑中燃料使用量6％，可保证球团成品矿产量和质量基本不变。同时，需要净化处理的外排废气量比循环前降低了15％。

实施例2

针对磁铁矿原料，将预热升温段的中段废气用于循环，循环废气量为5.3万Nm³/h，占预热升温段废气总量的50％。循环废气中氧含量19％、CO含量30ppm、温度为180℃，经由循环冷却风机抽至冷却段中球团温度为650～950℃的循环冷却段。循环前冷却Ⅰ段、Ⅱ段的风量分别为12万Nm³/h、10万Nm³/h。循环废气替换部分之前的冷却Ⅱ段位置，即将冷却Ⅱ段分为循环冷却段和冷却ii段，采用废气循环后，冷却Ⅰ段的风量Q为：

冷却ii段的风量调整为4.7Nm³/h，使得循环冷却段和冷却Ⅱ段的总风量为10Nm³/h保持不变或有所提高(见表1)。采用热废气循环后，降低回转窑中燃料使用量10％，可保证球团成品矿产量和质量基本不变。同时，需要净化处理的外排废气量比循环前降低了25％。

实施例3

针对磁铁矿原料，将预热升温段的中段废气用于循环，循环废气量为4.3万Nm³/h，占预热升温段废气总量的40％。循环废气中氧含量19.3％、CO含量27ppm、温度为192℃，经由循环冷却风机抽至冷却段中球团温度为680～920℃的循环冷却段。循环前冷却Ⅰ段、Ⅱ段的风量分别为12万Nm³/h、10万Nm³/h。循环废气替换部分之前的冷却Ⅱ段位置，即将冷却Ⅱ段分为循环冷却段和冷却ii段，采用废气循环后，冷却Ⅰ段的风量Q为：

冷却ii段的风量调整为5.7Nm³/h，使得循环冷却段和冷却Ⅱ段的总风量为10Nm³/h保持不变。采用热废气循环后，降低回转窑中燃料使用量7％，可保证球团成品矿产量和质量基本不变或有所提高(见表1)。同时，需要净化处理的外排废气量比循环前降低了18％。

表1实施本发明的废气循环后的球团矿指标

方案	抗压强度/N	转鼓强度/％	FeO含量/％
				废气循环前	2614	92	0.71
实施例1	2689	93	0.64
				实施例2	2715	93	0.42
实施例3	2673	92	0.58

以上内容表明，相对于不循环利用预热升温段热废气的工艺方法，本发明的方法充分考虑了磁铁矿的氧化、CO的二次燃烧、热废气循环位置等适宜范围，实现了球团预热升温段热废气的高效利用，并大大降低了废气处理量，且具有通用性，适合各种类型的球团工艺。本发明的装置结构简单、投资及运行成本较低。