一种立式钢渣粒渣固定床净化单元及烟气净化方法与流程

1.本发明涉及一种烟气净化工艺及设备，具体涉及到一种立式钢渣粒渣固定床净化单元及烟气净化方法，可广泛用于钢铁冶金企业多工况的工业炉窑烟气净化处理。


背景技术：

2.钢渣是钢铁冶金企业生产过程中产生的一般工业固体废弃物，其中含有金属态和氧化态铁；硅酸钙、硫酸钙、未反应的氧化钙；硅酸镁、硫酸镁、未反应的氧化镁等，经破碎处理后，分为渣铁、粒渣以及尾渣，其中渣铁和粒渣可以返回烧结作为配料使用，尾渣可以作为建材使用。
3.钢铁企业的工业炉窑采用焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气或混合煤气作为燃料，其烟气中二氧化硫浓度一般在50
‑
200mg/m3左右，一般采用末端加脱硫装置进行净化处理，脱硫剂主要是石灰、碳酸氢钠、氢氧化钠等碱性物质，废弃的脱硫剂需专门的处置工艺和设备处理，严重浪费了资源，增加了大量的处理能耗。
4.工业炉窑的烟气含二氧化硫、氮氧化物、粉尘、汞等污染因子对大气环境构成威胁，或对下一步工序利用构成影响，同时烟气量波动范围宽，采用钢渣粒渣固定床净化装置进行处理，可实现工业炉窑烟气超净排放，废弃的脱硫粒渣还可以返回烧结作为配料综合利用，具有十分重要的意义。
5.目前钢渣脱硫工艺及装置有“钢渣
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制浆
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湿法脱硫”及“钢渣制粉后采用循环流化床干法脱硫”两种形式的工艺路线，但其存在：1需要对钢渣进行处理，如破碎、再磨等，易产生二次环境污染问题；2湿法脱硫存在装置腐蚀、堵塞等问题，且脱硫废渣利用也比较困难；3循环流化床干法脱硫工艺不能适应多工况烟气波动，易塌床，系统庞大，阻力高，能耗高等缺点。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是针对钢渣湿法脱硫、钢渣循环床干法脱硫的技术问题，并结合工业炉窑工况多变及钢铁企业存在大量可以利用钢渣粒渣的特点，提供一种就地取材、工艺合理、脱硫效率高、脱硫废渣可以综合利用的钢渣粒渣固定床脱硫净化工艺及净化装置。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种立式钢渣粒渣固定床净化单元，应用于钢铁冶金工艺的烟气脱硫净化，自上而下依次包含有进料分配斗、固定床净化装置、通风料斗和集中排料斗；
8.所述固定床净化装置上端通过导料管与进料分配斗相连，且所述固定床净化装置上端设有出风口，在所述出风口设有可更换的颗粒物吸附模块；
9.所述通风料斗为侧壁带风百叶的料斗，所述通风料斗一端与所述出料口相连，另一端通过排料管与所述集中排料斗相连，所述集中排料斗底部开口设有排料门，钢铁冶金工艺中产生的烟气通过所述风百叶依次进入所述通风料斗并向上流动至所述固定床净化装置，与所述固定床净化装置、通风料斗内预先填入的粒径3
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20mm、游离氧化钙≤1％的钢
渣粒渣接触并脱硫后，从所述出风口排出。
10.进一步的，所述固定床净化装置上端左右两侧分别连接有所述进料分配斗，所述出风口位于在所述进料口之间。
11.进一步的，所述进料分配斗为上宽下窄的漏斗状，两个所述进料分配斗之间形成有上窄下宽的漏斗状出风口。
12.进一步的，所述风百叶风口为侧壁格栅风口，且风口向上倾斜。
13.进一步的，所述排料管设有阀门。
14.一种基于上述钢渣粒渣固定床净化单元的钢铁冶金烟气净化方法，包括如下步骤：
15.s1、通过进料分配斗填入粒径3
‑
20mm、游离氧化钙≤1％的钢渣粒渣至所述固定床净化装置和所述通风料斗内，随后关闭所述进料分配斗；
16.s2、钢铁冶金工艺中产生的烟气通过所述风百叶依次进入所述通风料斗并向上流动至所述固定床净化装置，与所述固定床净化装置所述通风料斗内的钢渣粒渣接触并脱硫后，从所述出风口排出；
17.s3、定期更换钢渣粒渣：停止通入烟气，开启所述通风料斗和所述集中排料斗，所述固定床净化装置内的钢渣粒渣在重力作用下掉落并集中收集到小车上，随后关闭所述通风料斗，继续填入钢渣粒渣至所述固定床净化装置内。
18.与现有技术相比，本发明一种钢渣粒渣固定床净化工艺及净化单元采用了上述技术方案后具有以下有益效果：
19.(1)在钢铁企业中，脱硫剂可以就地取材，废弃脱硫剂可以综合利用，实现固废不出厂。
20.(2)钢渣粒渣不需要进行二次处理，不产生二次环境污染，不增加脱硫工序能耗，低碳环保。
21.(3)净化单元结构简单，运行管理方便。
22.(4)适应多工况的工业炉窑烟气脱硫要求；可实现多工况的工业炉窑烟气稳定超净排放。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明提供的一种立式钢渣粒渣固定床净化单元结构简图；
25.图2为一实施例中的风百叶侧视图。
具体实施方式
26.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进
行描述。
27.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
28.参照图1所示，本发明提供了一种立式钢渣粒渣固定床净化单元，应用于钢铁冶金工艺的烟气脱硫净化，自上而下依次包含有进料分配斗1、固定床净化装置3、通风料斗4和集中排料斗6。
29.固定床净化装置3上端通过导料管2与进料分配斗1相连，且固定床净化装置3上端设有出风口31，在出风口31设有可更换的颗粒物吸附模块。通风料斗4为侧壁带风百叶的料斗，通风料斗4一端与出料口相连，另一端通过排料管5与集中排料斗6相连，集中排料斗6底部开口设有排料门，钢铁冶金工艺中产生的烟气通过风百叶依次进入通风料斗4并向上流动至固定床净化装置3，与固定床净化装置3、通风料斗4内预先填入的钢渣粒渣接触并脱硫后，从出风口31排出。优选的，填入钢渣粒渣满足如下条件：
30.粒级(mm)氧化钙(％)氧化镁(％)二氧化硅(％)游离氧化钙(f
‑
cao)(％)3
‑
2015
‑
552
‑
153
‑
25≤1
31.上述中小粒径的钢渣粒渣形成的净化床层，可以利用粒渣间的空隙及粒渣内部的熔孔，让烟气中二氧化硫与粒渣中的活性氧化钙接触，在烟气中水蒸汽的协同下，生成硫酸钙、亚硫酸钙，以达到脱硫净化效果；可以利用粒渣间的空隙及粒渣内部的熔孔对出口烟气再净化，保证出口烟气粉尘浓度达到超低要求。
32.上述钢渣粒渣在钢铁企业中可以就地取材，不需要外购增加成本；已达到脱硫饱和状态的中小粒径钢渣粒渣，可以返回烧结作为配料利用，不改变其利用途径，不影响粒渣的综合利用价值；实现脱硫废渣不出厂。
33.在一可选的实施例中，固定床净化装置3上端左右两侧分别连接有进料分配斗1，出风口31位于在进料口之间。进一步的，进料分配斗1为上宽下窄的漏斗状，两个进料分配斗1之间形成有上窄下宽的漏斗状出风口31。
34.在一可选的实施例中，风百叶风口为侧壁格栅风口，且风口向上倾斜，如图2所示为风百叶的侧视图，可以将高温烟气向上导入净化单元内，并且可以避免内部烟尘外泄。
35.本发明的钢铁冶金烟气净化方法步骤主要如下：
36.s1、通过进料分配斗1填入粒径3
‑
20mm、游离氧化钙≤1％的钢渣粒渣至固定床净化装置3、通风料斗4内，随后关闭进料分配斗1；
37.s2、钢铁冶金工艺中产生的烟气通过风百叶依次进入通风料斗4并向上流动至固定床净化装置3，与固定床净化装置3、通风料斗4内的钢渣粒渣接触并脱硫后，从出风口31排出；
38.s3、定期更换钢渣粒渣：停止通入烟气，开启通风料斗4和集中排料斗6，固定床净化装置3内的钢渣粒渣在重力作用下掉落并集中收集到小车上可以返回烧结作为配料利用，随后关闭通风料斗4，继续填入钢渣粒渣至固定床净化装置3内。并且定期更换出风口31上的颗粒物吸附模块。
39.本发明利用钢渣粒渣作为脱硫剂，不需要对钢渣进行二次碎磨加工，减少二次污染及工序能耗。此外，利用钢渣粒渣作为脱硫剂，脱硫饱和的钢渣粒渣，可以返回烧结作为
配料利用，不需要专门的处理工艺和设备，在钢铁企业中可以实现固废不出厂。
40.本发明采用立式结构，在固定床净化装置3上方增设进料分配斗1、导料管2，这种结构可以利用导料管2及粒渣的堆积角，与床层间形成汇风空间，有利于烟气在床层里均匀流动，不形成死区，保证粒渣脱硫剂与烟气充分接触，粒渣容硫率最大化。
41.以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。