基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置、方法及烟气脱硫系统

技术特征：
1.一种基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置，其特征在于，包括：铺底料料斗(2)，至少用于将烧结铺底料均匀布置在所述烧结台车(1)的底层；辊式给料机(3)，至少用于将烧结混合料布置在烧结台车(1)上；烧结台车(1)，至少用于将所述烧结混合料依次输运至预热反应室(4)、烧结反应室(45)和冷却区反应室(7)，所述烧结反应室(45)内设置有氢气燃烧器(6)，并且所述烧结反应室(45)的烟气出口与冷凝器(8)连通，所述冷凝器(8)的冷凝水出口、高温气体出口分别与外部设备、预热反应室(4)连通。2.根据权利要求1所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置，其特征在于：所述预热反应室(4)包括沿烧结混合料行进方向依次设置的低温预热反应室(41)、中低温预热反应室(42)、中温预热反应室(43)和高温预热反应室(44)，所述中低温预热反应室(42)的烟气出口与低温预热反应室(41)连通，所述中温预热反应室(43)的烟气出口与中低温预热反应室(42)连通，所述高温预热反应室(44)的烟气出口与中温预热反应室(43)连通，所述高温预热反应室(44)与冷凝器(8)的高温气体出口连通；和/或，所述烧结台车(1)为连续带式抽风烧结台车；和/或，所述氢气燃烧器(6)的燃烧火焰温度在1200℃至1450℃之间，且火焰面能够均匀覆盖烧结反应室(45)内的全部床层表面。3.根据权利要求2所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置，其特征在于：所述冷凝器(8)的高温气体出口及冷却区反应室(7)的高温气体出口均与气体混合器(9)的气体入口连通，所述气体混合器(9)的气体出口与高温预热反应室(44)连通。4.根据权利要求3所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置，其特征在于：由所述气体混合器(9)输出的高温混合气进入高温预热反应室(44)并自下而上流过高温预热反应室(44)内的床料，而后从高温预热反应室(44)顶部流出且进入中温预热反应室(43)，然后自上而下流过中温预热反应室(43)内的床料，再从中温预热反应室(43)底部流出并进入中低温预热反应室(42)并自下而上流过中低温预热反应室(42)内的床料，而后从中低温预热反应室(42)顶部流出且进入低温预热反应室(41)，之后自上而下流过低温预热反应室(41)内的床料，最后从低温预热反应室(41)底部流出。5.一种基于钢渣和氢能的铁矿石烧结方法，其特征在于，包括：将不含焦炭的烧结混合料预热至给定温度，所述烧结混合料包括按照质量百分比计算的如下组分：40％-70％铁矿石颗粒、5％-20％熔剂颗、10％-40％烧结返矿和5％-15％水，之后利用氢气燃烧产生的热量和高温水蒸气进行高温烧结，然后冷却获得烧结矿；和/或，所述熔剂颗粒包括石灰石、白云石或蛇纹石中的一种或几种。6.根据权利要求5所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结方法，其特征在于包括：提供权利要求1-4中任一项所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置；将烧结铺底料和不含焦炭的烧结混合料经过预热反应室(4)内预热至600℃-1000℃，之后转移至高温烧结反应室(45)内通过氢气燃烧产生的热量和高温水蒸气进行高温烧结，最后在冷却区反应室(7)内进行冷却获得烧结矿。7.根据权利要求6所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结方法，其特征在于包括：通过铺底料料斗(2)将烧结返矿布置在烧结台车(1)上，形成铺底料层，并通过辊式给料机(3)将不含焦炭的烧结混合料均匀地布置在铺底料上，形成混合料层，之后使所述混合料层依次通过低温预热反应室(41)、中低温预热反应室(42)、中温预热反应室(43)和高温预热反应室
(44)，从而将烧结混合料预热至所述的给定温度，其后使烧结混合料进入烧结反应室(45)进行所述的高温烧结，然后在冷却区反应室(7)内进行冷却获得烧结矿。8.根据权利要求7所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结方法，其特征在于：在烧结反应室(45)内，使氢气在氢气燃烧器(6)内燃烧产生高温水蒸气，并使高温水蒸气从上向下流过烧结反应室(45)内的床料，使烧结混合料在高温水蒸气作用下发生高温烧结形成熔体，且使从烧结反应室(45)内的床层底部流出的气体进入冷凝器(8)而分离为泠凝水和高温气体，冷凝器(8)将产生的高温气体输出，并与冷却区反应室(7)输出的高温气体在气体混合器(9)内均匀混合再输入高温预热反应室(44)，且自下而上流过高温预热反应室(44)内的床料，而后从高温预热反应室(44)顶部流出且进入中温预热反应室(43)，然后自上而下流过中温预热反应室(43)内的床料，再从中温预热反应室(43)底部流出并进入中低温预热反应室(42)并自下而上流过中低温预热反应室(42)内的床料，而后从中低温预热反应室(42)顶部流出且进入低温预热反应室(41)，之后自上而下流过低温预热反应室(41)内的床料，最后从低温预热反应室(41)底部流出；和/或，所述烧结返矿的直径为10mm-25mm，所述铺底料层的厚度为10mm-50mm，和/或，所述混合料层的总厚度为300mm-1000mm。9.一种烟气脱硫系统，包括钢渣湿法脱硫设备(12)，其特征在于：所述钢渣湿法脱硫设备与权利要求1-4中任一项所述的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置配合设置，所述基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置内低温预热反应室(41)的烟气出口、冷凝器(8)的冷凝水出口分别与钢渣湿法脱硫设备(12)的烟气入口、进水口连通。10.根据权利要求9所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述钢渣湿法脱硫设备(12)还具有钢渣入口和排气口，所述排气口与烟囱(13)连通。

技术总结
本发明揭示了一种基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置、方法及烟气脱硫系统。所述基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置包括铺底料料斗，至少用于将烧结铺底料均匀布置在所述烧结台车的底层；辊式给料机，至少用于将烧结混合料布置在烧结台车上；烧结台车，至少用于将所述烧结混合料依次输运至预热反应室、烧结反应室和冷却区反应室，所述烧结反应室内设置有氢气燃烧器，并且所述烧结反应室的烟气出口与冷凝器连通，所述冷凝器的冷凝水出口、高温气体出口分别与外部设备、预热反应室连通。本发明提供的基于钢渣和氢能的铁矿石烧结装置及基于其的烧结方法和烟气脱硫系统，因使用氢燃料替代了化石燃料、且利用氢气燃烧产物水作为烟气脱硫原料之一，可大幅降低CO2、SO


技术研发人员：赵加佩 袁金良 张后程 王甫 段佳彬 周帅 李培政 李欣珂
受保护的技术使用者：宁波大学
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2022/6/4