Способ обработки отходящего газа и система для обработки
WASTE GAS TREATMENT METHOD AND TREATMENT SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится к технологии обработки отходящего газа, в частности к способу обработки отходящего газа обжиговой печи с колосниковой решеткой и способу обработки с применением системы для обработки отходящего газа, относящимся к области обработки отходящего газа обжиговой печи с колосниковой решеткой.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В каталоге для руководства реструктуризацией промышленности (Версия 2019 года) четко указывается, что стимулируемые технологии включают технологию доменной плавки с высокой долей окатышей. Поскольку процесс производства окатышей характеризуется низким энергопотреблением и является относительно экологически безопасным, и его продукт обладает такими преимуществами, как хорошая прочность, высокое качество и хорошие эксплуатационные качества в металлургических процессах, его применение в доменной плавке позволяет увеличить производительность и снизить потребление кокса, улучшить технико-экономические показатели производства чугуна, снизить стоимость чушкового чугуна и повысить экономическую эффективность. С 2015 по 2018 год, выход рудных окатышей в Китае увеличился с 128,000,000 тонн до 159,000,000 тонн.
3
[0003] В Китае, производство окатышей осуществляют, главным образом, посредством процесса с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, при этом выход составляет более 60% от общего выхода окатышей. В последние годы, с увеличением сложности железорудного сырья и топлив, увеличением доли гематита (приводящего к повышению температуры обжига), широким использованием низкокачественных топлив, применением азотсодержащего газа коксовых печей в газовой вращающейся обжиговой печи и т.д., концентрация NOx в выбросах в процессе производства окатышей на многих предприятиях увеличивается. В дополнение к возрастающим требованиям по охране окружающей среды в Китае, в 2019 году Министерством экологии и окружающей среды Китайской Народной Республики были изданы "Рекомендации по ускорению реализации сверхнизкого уровня выбросов в черной металлургии", четко предписывающие, что средняя часовая концентрация NOx в выбросах отходящего газа, образующегося при обжиге окатышей, не должна превышать 50 мг/м при условии, что контрольное содержание кислорода составляет 18%, и если содержание кислорода превышает 18%, концентрацию NOx проверяют в соответствии со значением, пересчитанным относительно контрольного содержания кислорода.
3
[0004] Несмотря на то, что предприятиями по производству окатышей проделана большая работа по охране окружающей среды, эффективно контролируются удаление пыли и десульфуризация, и могут быть удовлетворены требования к выбросам. Тем не менее, в настоящее время, затраты на удаление NOx являются высокими, и процесс является сложным, что создает новые проблемы для производства окатышей. Вследствие превышения концентрации NOx стандартного уровня, некоторым предприятиям приходится значительно сокращать производство и даже закрываться. Принимая во внимание производственную ситуацию большинства заводов по производству окатышей, концентрация NOx в выбросах, как правило, находится в диапазоне 100~300 мг/м, а содержание кислорода в отходящем газе составляет 17~19%. Если для удовлетворения требований к выбросам образование NOx может быть снижено в исходных веществах и процессе, оборудование для конечной очистки денитрацией может быть исключено, что важно для производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой и имеет практическую значимость для дальнейшего повышения жизнеспособности и конкурентоспособности производства окатышей.
3
2
2
3
3
3
[0005] Известный способ удаления оксида азота из отходящего газа, главным образом, включает селективное каталитическое восстановление (СКВ) и селективное некаталитическое восстановление (СНКВ). Селективность технологии денитрации СКВ означает, что под действием катализатора и в присутствии кислорода, NH преимущественно вступает в реакцию восстановления и удаления с NOx с образованием N и НО, и не вступает в реакцию окисления с кислородом в отходящем газе. Для технологии денитрации СНКВ, температура окружающей среды играет доминирующую роль, и, температурный диапазон 800~1100°С, как правило, считают подходящим. Когда температура является слишком высокой, NH окисляется с образованием NO, так что концентрация NO увеличивается, и степень удаления NOx снижается; когда температура является слишком низкой, скорость реакции NH снижается, соответственно снижается степень удаления NOx, а также увеличивается количество отходящего NH. В производственном процессе обжиговой печи с колосниковой решеткой, температурный диапазон второй секции предварительного нагрева (РН) составляет 850-1100°С, что соответствует требованиям технологии денитрации СНКВ, но для достижения наиболее эффективного снижения выбросов необходимо оптимизированное управление.
[0006] NOx является основной причиной образования фотохимического смога, кислотных дождей и туманной погоды, усиления повреждения озонового слоя и ускорения возникновения парникового эффекта, который наносит значительный вред окружающей среде. Образование NOx в процессе производства окатышей, главным образом, обусловлено типом топлива и типом термической обработки. Несмотря на то, что образование NOx в процессе производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой может быть сокращено путем снижения выхода рудных окатышей, а именно вводимого количества угольного газа или пылевидного угля, снижения требования прочности рудных окатышей, а именно снижения температуры вращающейся обжиговой печи, а также применения сырья и топлив с низким уровнем выбросов NOx и подобных мер, трудно удовлетворить требованию по защите окружающей среды, связанному со сверхнизким уровнем выбросов.
2
[0007] Для удовлетворения требований к выбросам NOx в процессе производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой и ответа на национальный призыв, касающийся энергосбережения и сокращения выбросов, необходимо начать с самого технологического процесса и, в то же время, использовать характеристики самой системы, чтобы реализовать производство окатышей с низким уровнем выбросов NOx без включения дополнительного оборудования конечной обработки. Таким образом, предложена производственная система для сверхнизкого уровня выбросов NOx в отходящем газе, образующемся при производстве окатышей. Согласно системе, устройство для удаления NOx с помощью способа СНКВ расположено во второй секции предварительного нагрева системы колосниковой решетки, так что содержание NOx в отходящем газе, образующемся при производстве окатышей, снижается. Между тем, система СКВ дополнительно расположена после выпускного отверстия для воздуха нижнего пневмобаллона второй секции предварительного нагрева, и содержание NOx в отходящем газе дополнительно снижается, так что реализуется сверхнизкий уровень выбросов NOx в отходящем газе, образующемся при производстве окатышей, таким образом решена вышеуказанная техническая проблема, и система обладает характеристиками "энергосбережения, сокращения выбросов и сверхнизкого уровня образования NOx". Тем не менее, необходима оптимизация способа управления системой. Потребление аммиака для СНКВ и срок службы катализатора СКВ снижаются, и стоимость денитрации также снижается. Для повышения эффективности денитрации с помощью технологии СНКВ, исследователями предложено множество технических решений. Согласно документу "Добавка для денитрации дымового газа с помощью технологии СНКВ и ее применение (патент CN 103252159 В)", разработанному У Чжунбяо и другими: раскрыта добавка для денитрации отходящего газа с помощью технологии СНКВ, состоящая из эфира целлюлозы и неорганической натриевой соли, при этом добавку и восстанавливающий агент для денитрации смешивают и затем распыляют в дымовой газ при 760~850°С для денитрации, добавка может быть адаптирована к различным изменениям концентрации кислорода, снижается образование побочного продукта NO, эффективность денитрации достигает 40-70%, увеличивается температурная область эффективной денитрации, расширяется допустимый диапазон потребления кислорода и снижается количество отходящего аммиака. Тем не менее, в настоящее время мало исследований, связанных с добавками для технологии СНКВ, используемой для денитрации отходящего газа, образующегося при окислении окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой (температурный диапазон отходящего газа составляет 850~1100°С).
[0008] Кроме того, восстанавливающий агент (водный раствор аммиака или мочевину) распыляют в отходящий газ во второй секции предварительного нагрева для осуществления денитрации отходящего газа. Технология СНКВ в сочетании с технологией СКВ является более эффективным средством для реализации сверхнизкого уровня выбросов отходящего газа, образующегося при производстве окатышей. Однако, в большинстве случаев, вследствие разницы температур и атмосферного давления между секцией РН и секцией ТРН в производственной системе колосниковой решетки, часто возникает проблема образования воздушных каналов. Т.е. отходящий газ с высоким содержанием NOx из секции РН направляется в секцию ТРН, что увеличивает содержание NOx в отходящем газе секции ТРН. Следовательно, трудно достичь точного управления денитрацией и стандартного уровня выбросов NOx. В то же время, чтобы оптимизировать процесс комбинированной денитрации СНКВ-СКВ, необходимо учитывать влияние различных ключевых параметров в процессе комбинированной денитрации СНКВ-СКВ, на степень денитрации, проводить исследования, такие как исследование влияния параметров исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, температурного окна при введении аммиака для СНКВ, концентрации NOx до денитрации СКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ и количества слоев катализатора СКВ на конечную степень денитрации. Затем, устанавливается способ оптимизированного управления для формирования оптимальной комбинированной технологии со сверхнизким уровнем выбросов NOx, так что эффективность денитрации может быть обеспечена эффективным образом на основе снижения потребления аммиака для СНКВ, и, между тем, срок службы катализатора денитрации СКВ может быть увеличен, и эксплуатационные расходы на денитрацию и капитальные затраты на систему, очевидно, снижаются.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] С целью преодоления недостатков известного уровня техники, в изобретении предложены способ обработки отходящего газа обжиговой печи с колосниковой решеткой и способ обработки с применением системы для обработки отходящего газа. Во-первых, применяют способ управления системой для комбинированной денитрации СНКВ-СКВ, применяют комплексный метод оценки весовых коэффициентов мультииндексного теста для создания математической модели комбинированной денитрации для исходных веществ, процесса и конечного контроля, и соответствующую взаимосвязь между каждой технологией (параметры процесса, стоимость, технико-экономические показатели и т.д., а также оптимальная степень денитрации) всесторонне рассматривают для формирования способа оптимизированного управления комбинированной денитрацией при производстве окатышей. Благодаря применению данного способа, может быть сформирована оптимальная комбинированная технология со сверхнизким уровнем выбросов NOx, эффективность денитрации может быть обеспечена эффективным образом на основе снижения потребляемого количества аммиака для СНКВ, и, вместе с тем, срок службы катализатора денитрации СКВ может быть увеличен, а также значительно снижаются эксплуатационные расходы на денитрацию и капитальные затраты на систему.
3
3
[0010] Во-вторых, в изобретении представлена композиционная добавка для катализатора денитрации СНКВ, а именно композиционная добавка, добавляемая в восстанавливающий агент для денитрации отходящего газа (как правило, водный раствор аммиака), чтобы повысить стабильность и степень денитрации при использовании технологии СНКВ в процессе производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, а также повысить эффективность использования восстанавливающего агента для денитрации отходящего газа и снизить количество отходящего NH. Или представлен композиционный катализатор СНКВ (композиционный агент на основе аммиака), так что эффективность использования восстанавливающего агента для денитрации отходящего газа повышается, и снижается количество отходящего NH.
3
[0011] Наконец, подвижная пластина для регулирования воздушного потока дополнительно выполнена между секцией РН и секцией ТРН системы колосниковой решетки, и давление воздуха в секции ТРН регулируют таким образом, чтобы оно превышало или равнялось давлению воздуха в секции РН, посредством изменения положения пластины для регулирования воздушного потока, чтобы предотвратить проблему увеличения содержания NOx в отходящем газе секции ТРН вследствие образования воздушных каналов отходящего газа с высоким содержанием NOx из секции РН в секцию ТРН. Пластина для регулирования воздушного потока открывается до того, как в воздушном потоке системы предотвращения образования воздушных каналов, содержащейся в системе колосниковой решетки, смещается равновесие, и пластина для регулирования воздушного потока своевременно закрывается после стабилизации воздушного потока, так что создается положительное влияние на систему колосниковой решетки. То есть, требование, касающееся сверхнизкого уровня выбросов NOx, образующихся при производстве окатышей, может быть удовлетворено только посредством обработки денитрацией с помощью технологий СНКВ+СКВ отходящего газа секции РН (около 1/3), при этом капиталовложения и эксплуатационные расходы значительно снижаются. Между тем, путем управления перемещением пластины для регулирования воздушного потока к концу ТРН, пневмобаллон секции ТРН, находящейся рядом с секцией РН, избирательно встраивается в секцию РН, так что время высокотемпературного предварительного нагрева окатышей косвенным образом увеличивается, и достигается повышение прочности предварительно нагретых гранул. Дополнительно снижается количество отходящего NH.
[0012] Для достижения вышеуказанной цели, технические решения, принятые в настоящем изобретении, в частности, заключаются в следующем.
[0013] Согласно первой схеме осуществления настоящего изобретения, представлен способ обработки отходящего газа, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы.
[0014] 1) В соответствии с направлением движения материалов, сырые окатыши поступают в систему колосниковой решетки, последовательно проходят через секцию сушки посредством продувки воздухом, секцию сушки посредством отсасывания воздуха, первую секцию предварительного нагрева и вторую секцию предварительного нагрева в системе колосниковой решетки, и затем транспортируются во вращающуюся обжиговую печь для окислительного обжига.
[0015] 2) Катализатор СНКВ распыляют во второй секции предварительного нагрева и/или в первом трубопроводе, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи, и осуществляют реакцию денитрации СНКВ NOx, находящихся в горячем воздухе во второй секции предварительного нагрева и/или первом трубопроводе, и катализатора СНКВ.
[0016] 3) Выполняют обработку денитрацией с помощью технологии СКВ посредством устройства для денитрации с помощью технологии СКВ горячего воздуха, выпускаемого из второй секции предварительного нагрева, и затем горячий воздух подают в секцию сушки посредством отсасывания воздуха. Горячий воздух, выпускаемый из секции сушки посредством отсасывания воздуха и первой секции предварительного нагрева, последовательно подвергают обработке посредством удаления пыли с помощью устройства для удаления пыли, обработке десульфуризацией с помощью устройства для десульфуризации, и затем выпускают.
[0017] Предпочтительно, способ также включает следующие этапы.
[0018] 4) В соответствии с направлением потока горячего воздуха, горячий воздух, выпускаемый из первой секции кольцевого охлаждения в кольцевом охладителе, подают во вращающуюся обжиговую печь через шестой трубопровод, и затем подают во вторую секцию предварительного нагрева через первый трубопровод. Горячий воздух, выпускаемый из второй секции кольцевого охлаждения, подают в первую секцию предварительного нагрева через седьмой трубопровод. Горячий воздух, выпускаемый из третьей секции кольцевого охлаждения, подают в секцию сушки посредством продувки воздухом через восьмой трубопровод.
[0019] 5) Горячий воздух, выпускаемый из секции сушки посредством продувки воздухом, при необходимости, выпускают через десятый трубопровод с или без обработки посредством удаления пыли.
[0020] Предпочтительно, способ также включает следующие этапы.
[0021] а) Систему для денитрации с помощью технологии СНКВ располагают во второй секции предварительного нагрева и/или переходной секции между второй секцией предварительного нагрева и вращающейся обжиговой печью. Между тем, систему для денитрации с помощью технологии СКВ располагают после выпускного отверстия для воздуха второй секции предварительного нагрева. Образован механизм комбинированной денитрации СНКВ-СКВ.
[0022] b) В режиме реального времени определяют и собирают информацию о параметрах исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, температурного окна при введении аммиака для СНКВ, концентрации NOx до денитрации СКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ и количества слоев катализатора СКВ.
[0023] с) В соответствии с определенной информацией о параметрах создают математическую модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ.
[0024] d) Выполняют расчет в соответствии с математической моделью комбинированной денитрации СНКВ-СКВ, и вводимое количество аммиака для СНКВ регулируют и контролируют на минимальном уровне, и содержание NOx в отходящем газе позволяет соответствовать норме выбросов.
[0025] Предпочтительно, математическая модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ заключается в следующем:
х
m
t
z
n
с
[0026] В Формуле I, у представляет собой степень комбинированной денитрации СНКВ-СКВ; у представляет собой степень денитрации на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ; y представляет собой степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ; y представляет собой степень денитрации на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ; y представляет собой степень денитрации на основе концентрации NOx до денитрации СКВ; y представляет собой степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ; у представляет собой степень денитрации на основе количества слоев катализатора СКВ; А представляет собой весовой коэффициент влияния исходной концентрации NOx х до денитрации СНКВ; В представляет собой весовой коэффициент влияния соотношения аммиака и азота m при введении аммиака для СНКВ; С представляет собой весовой коэффициент влияния температурного окна t при введении аммиака для СНКВ; D представляет собой весовой коэффициент влияния концентрации NOx z до денитрации СКВ; Е представляет собой весовой коэффициент влияния соотношения аммиака и азота n при введении аммиака для СКВ; F представляет собой весовой коэффициент влияния количества слоев катализатора СКВ с; и A+B+C+D+E+F=1.
[0027] Предпочтительно, А составляет 0.02-0.4, предпочтительно 0.05-0.2; В составляет 0.1-0.8, предпочтительно 0.2-0.5. С составляет 0.05-0.5, предпочтительно 0.1-0.3; D составляет 0.01-0.3, предпочтительно 0.02-0.2; Е составляет 0.05-0.4, предпочтительно 0.1-0.3; и F составляет 0.05-0.5, предпочтительно 0.1-0.4.
х
[0028] Предпочтительно, у, степень денитрации на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, составляет:
3
ой
x
x
xi
[0029] В Формуле II, х представляет собой исходную концентрацию NOx до денитрации СНКВ, в мг/м; i представляет собой степень х, 0≤i≤N; N представляет собой самую высокую степень х; и a представляет собой коэффициент i степени х.
m
[0030] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, составляет:
m
m
mβ
ой
[0031] В Формуле III, m представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ; β представляет собой степень m, 0≤β≤N; N представляет собой самую высокую степень m; и a представляет собой коэффициент β степени m.
t
[0032] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ, составляет:
t
t
tδ
ой
[0033] В Формуле IV, t представляет собой температурное окно при введении аммиака для СНКВ, в °С; δ представляет собой степень t, 0≤δ≤N; N представляет собой самую высокую степень t; и a представляет собой коэффициент δ степени t.
z
[0034] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе концентрации NOx до денитрации СКВ, составляет:
3
ой
z
z
rγ
[0035] В Формуле V, z представляет собой концентрацию NOx до денитрации СКВ, в мг/м; γ представляет собой степень z, 0≤γ≤N; N представляет собой самую высокую степень z; и a представляет собой коэффициент γ степени z.
n
[0036] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ, составляет:
n
n
nλ
ой
[0037] В Формуле VI, n представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СКВ; λ представляет собой степень n, 0≤λ≤N; N представляет собой самую высокую степень n; и a представляет собой коэффициент λ степени n.
с
[0038] Предпочтительно, у, степень денитрации на основе количества слоев катализатора СКВ, составляет:
c
c
сθ
ой
[0039] В Формуле VII, с представляет собой количество слоев катализатора СКВ; θ представляет собой степень с, 0≤θ≤N; N представляет собой самую высокую степень с; и а представляет собой коэффициент θ степени с.
[0040] Предпочтительно, Формулы II-VII подставляют в Формулу I для получения:
[0041] Формулу VIII дополнительно преобразовывают для получения Формулы I.
[0042] Предпочтительно, этап d), в частности, заключается в следующем.
3
3
m
[0043] dl) При х⋅(1-у)≤50 мг/м, соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ уменьшают, m'=m-STEP. Выполняют итеративные вычисления согласно Формуле VIII до тех пор, пока не будет удовлетворено условие х⋅(1-у)>50 мг/м. Затем выполняют значение m в данный момент.
3
3
m
[0044] d2) При х⋅(1-у)>50 мг/м, соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ увеличивают, m'=m+STEP. Выполняют итеративные вычисления согласно Формуле VIII до тех пор, пока не будет удовлетворено условие х⋅(1-у)≤50 мг/м. Затем выполняют значение m' в данный момент.
m
[0045] При этом m представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ текущего расчета; m' представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ итеративных вычислений следующего шага. STEP составляет 0.01-0.5, предпочтительно 0.03-0.3, более предпочтительно 0.05-0.1.
[0046] В альтернативном варианте, катализатор СНКВ представляет собой катализатор СНКВ, содержащий композиционную добавку, включающую или состоящую из следующих компонентов: мочевина, растворимая натриевая соль, этанол, ванадий-титановый катализатор, SBA-15.
[0047] Предпочтительно, катализатор СНКВ представляет собой композиционный агент на основе аммиака, включающий или состоящий из следующих компонентов: водный раствор аммиака, мочевина, растворимая натриевая соль, этанол, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материал с нуль-валентным железом.
[0048] Предпочтительно, композиционная добавка в катализаторе СНКВ, содержащем композиционную добавку, включает следующие компоненты:
[0049] 40-70 массовых долей мочевины, предпочтительно 45-65 массовых долей, более предпочтительно 50-60 массовых долей;
[0050] 10-30 массовых долей растворимой натриевой соли, предпочтительно 12-25 массовых долей, более предпочтительно 15-20 массовых долей;
[0051] 8-28 массовых долей этанола, предпочтительно 10-25 массовых долей, более предпочтительно 12-22 массовые доли;
[0052] 1-12 массовых долей ванадий-титанового катализатора, предпочтительно 2-10 массовых долей, более предпочтительно 3-8 массовых долей; и
[0053] 0.1-5 массовых долей SBA-15, предпочтительно 0.3-4 массовые доли, более предпочтительно 0.5-3 массовые доли.
[0054] Предпочтительно, композиционный агент на основе аммиака включает следующие компоненты:
[0055] 60-90 массовых долей водного раствора аммиака, предпочтительно 65-85 массовых долей, более предпочтительно 70-80 массовых долей;
[0056] 8-30 массовых долей мочевины, предпочтительно 10-25 массовых долей, более предпочтительно 15-25 массовых долей;
[0057] 0.05-1 массовая доля растворимой натриевой соли, предпочтительно 0.1-0.8 массовой доли, более предпочтительно 0.15-0.5 массовой доли;
[0058] 0.05-1.2 массовых долей этанола, предпочтительно 0.1-1 массовая доля, более предпочтительно 0.15-0.8 массовой доли;
[0059] 0.01-0.1 массовой доли ванадий-титанового катализатора, предпочтительно 0.02-0.08 массовой доли, более предпочтительно 0.03-0.05 массовой доли; и
[0060] 0.5-10 массовых долей наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом, предпочтительно 0.8-8 массовых долей, более предпочтительно 1-6 массовых долей.
[0061] Предпочтительно, на этапе 2), конкретный способ распыления катализатора СНКВ заключается в следующем: 0.1-2.0% мас., предпочтительно 0.3-1.2% мас., более предпочтительно 0.5-1.0% мас. композиционной добавки добавляют в восстанавливающий агент для денитрации (т.е. катализатор СНКВ, например, в водный раствор аммиака концентрацией 20-25%), в пересчете на общее количество добавленного восстанавливающего агента для денитрации. Выполняют равномерное перемешивание и смешение; затем равномерно смешанный катализатор СНКВ, содержащий композиционную добавку, распыляют во второй секции предварительного нагрева и/или в первом трубопроводе, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи.
[0062] В альтернативном варианте, композиционный агент на основе аммиака непосредственно распыляют во второй секции предварительного нагрева и/или в первом трубопроводе, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи.
[0063] Предпочтительно, способ получения композиционного агента на основе аммиака заключается в следующем: во-первых, мочевину, растворимую натриевую соль, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материал с нуль-валентным железом измельчают в порошок; затем измельченные в порошок мочевину, растворимую натриевую соль, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материал с нуль-валентным железом равномерно перемешивают и смешивают в соответствии с количественным отношением для получения порошковой смеси; наконец, отдельно отмеряют этанол в соответствии с количественным отношением для получения влажного материала, и влажный материал и порошковую смесь добавляют в водный раствор аммиака для равномерного смешения с получением композиционного агента на основе аммиака.
2
[0064] Предпочтительно, ванадий-титановый катализатор выбирают из любых катализаторов V-TiO. Размер частиц ванадий-титанового катализатора составляет 0.074 мм, и чистота ≥80%, предпочтительно размер частиц составляет 0.074 мм, и чистота ≥90%.
2
3
[0065] Предпочтительно, растворимая натриевая соль представляет собой NaCl или NaCO.
[0066] Предпочтительно, при обработке десульфуризацией применяют сухую десульфуризацию, полусухую десульфуризацию или влажную десульфуризацию. Предпочтительно, для обработки десульфуризацией применяют окись кальция.
[0067] Предпочтительно, обработка посредством удаления пыли представляет собой обработку посредством удаления пыли с применением тканевого пылеуловителя мешочного типа или обработку посредством удаления пыли путем воздействия электрическим полем.
[0068] Согласно второй схеме осуществления настоящего изобретения, представлена система для обработки отходящего газа или система для применения в способе обработки отходящего газа в соответствии с первой схемой осуществления, при этом система включает систему колосниковой решетки, вращающуюся обжиговую печь, устройство для десульфуризации, устройство для денитрации с помощью технологии СКВ и устройство для удаления пыли. В соответствии с направлением движения материалов, в системе колосниковой решетки последовательно выполнены секция сушки посредством продувки воздухом, секция сушки посредством отсасывания воздуха, первая секция предварительного нагрева и вторая секция предварительного нагрева. Вторая секция предварительного нагрева сообщается с выпускным отверстием для отходящего газа вращающейся обжиговой печи через первый трубопровод. Устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ выполнено во второй секции предварительного нагрева и/или первом трубопроводе. Выпускное отверстие для воздуха второй секции предварительного нагрева сообщается с впускным отверстием для воздуха секции сушки посредством отсасывания воздуха через четвертый трубопровод. Выпускное отверстие для воздуха секции сушки посредством отсасывания воздуха сообщается с дымовой трубой через пятый трубопровод. Устройство для денитрации с помощью технологии СКВ расположено на четвертом трубопроводе. Устройство для десульфуризации и устройство для удаления пыли расположены на пятом трубопроводе.
[0069] Предпочтительно, устройство для предотвращения образования воздушных каналов расположено между первой секцией предварительного нагрева и второй секцией предварительного нагрева.
[0070] Предпочтительно, устройство для предотвращения образования воздушных каналов включает пластину для регулирования воздушного потока, подвижную платформу, ролик и прорезь. Пластина для регулирования воздушного потока расположена внутри системы колосниковой решетки. Подвижная платформа расположена с обеих сторон внешних нижних концов первой секции предварительного нагрева и второй секции предварительного нагрева. Ролик расположен в нижней части подвижной платформы. Прорезь выполнена с обеих сторон внешних верхних концов первой секции предварительного нагрева и второй секции предварительного нагрева. Фиксированное основание также расположено на подвижной платформе. Фиксированное основание соединено с вертикальной стойкой. Верхний конец вертикальной стойки соединен с верхним концом пластины для регулирования воздушного потока после прохождения через прорезь. Привод также расположен с внешней стороны подвижной платформы. Привод приводит в движение подвижную платформу для перемещения на ролике. Перемещение подвижной платформы приводит в движение фиксированное основание, и перемещение вертикальной стойки также приводит к перемещению пластины для регулирования воздушного потока в системе колосниковой решетки.
[0071] Предпочтительно, пластина для регулирования воздушного потока состоит из внешней пластины и внутренней пластины. Внешняя пластина представляет собой пластинчатое тело, имеющее одну внутреннюю полость. Внутренняя пластина вставлена во внутреннюю полость внешней пластины. Внутренняя пластина также соединена с подъемным приводом. Подъемный привод управляет внутренней пластиной для перемещения в вертикальном направлении внутренней полости внешней пластины.
[0072] Предпочтительно, система дополнительно включает кольцевой охладитель. В кольцевом охладителе последовательно выполнены первая секция кольцевого охлаждения, вторая секция кольцевого охлаждения и третья секция кольцевого охлаждения. Выпускное отверстие для воздуха первой секции кольцевого охлаждения сообщается с впускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи через шестой трубопровод. Выпускное отверстие для воздуха второй секции кольцевого охлаждения сообщается с впускным отверстием для воздуха первой секции предварительного нагрева через седьмой трубопровод. Выпускное отверстие для воздуха третьей секции кольцевого охлаждения сообщается с впускным отверстием для воздуха секции сушки посредством продувки воздухом через восьмой трубопровод. Выпускное отверстие для воздуха первой секции предварительного нагрева сообщается с пятым трубопроводом через девятый трубопровод. Выпускное отверстие для воздуха секции сушки посредством продувки воздухом сообщается с дымовой трубой через десятый трубопровод.
[0073] Предпочтительно, система дополнительно включает первый датчик давления, второй датчик давления, первый датчик температуры, второй датчик температуры, первый датчик расхода, второй датчик расхода и анализатор отходящего газа. Первый датчик давления, первый датчик температуры и анализатор отходящего газа расположены в первой секции предварительного нагрева. Второй датчик давления и второй датчик температуры расположены во второй секции предварительного нагрева. Первый датчик расхода расположен на седьмом трубопроводе. Второй датчик расхода расположен на первом трубопроводе.
[0074] Предпочтительно, устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ включает первое оросительное устройство и устройство для смешения путем распыления под высоким давлением. Первое оросительное устройство расположено во второй секции предварительного нагрева и соединено с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением через одиннадцатый трубопровод.
[0075] Предпочтительно, устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ включает второе оросительное устройство. Второе оросительное устройство расположено в первом трубопроводе и соединено с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением через двенадцатый трубопровод.
[0076] Предпочтительно, двенадцатый трубопровод представляет собой байпасный трубопровод, ответвляющийся от одиннадцатого трубопровода.
[0077] Предпочтительно, к устройству для смешения путем распыления под высоким давлением подведены труба для подачи ванадий-титанового катализатора, труба для подачи водного раствора аммиака, труба для подачи мочевины, труба для подачи растворимой натриевой соли, труба для подачи этанола и трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15.
[0078] Предпочтительно, система дополнительно включает смеситель. К смесителю подведены труба для подачи ванадий-титанового катализатора, труба для подачи водного раствора аммиака, труба для подачи мочевины, труба для подачи растворимой натриевой соли и трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15. Смеситель сообщается с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением через тринадцатый трубопровод.
[0079] Согласно третьей схеме осуществления настоящего изобретения, представлен способ обработки отходящего газа с применением системы для обработки отходящего газа в соответствии со второй схемой осуществления. Способ включает следующие этапы.
[0080] 101) В соответствии с направлением движения материалов, сырые окатыши поступают в систему колосниковой решетки, последовательно проходят через секцию сушки посредством продувки воздухом, секцию сушки посредством отсасывания воздуха, первую секцию предварительного нагрева и вторую секцию предварительного нагрева, и затем транспортируются во вращающуюся обжиговую печь для окислительного обжига. Окисленные рудные окатыши после окислительного обжига транспортируют в кольцевой охладитель для охлаждения.
[0081] 102) В соответствии с направлением потока горячего воздуха, горячий воздух, выпускаемый из первой секции кольцевого охлаждения, подают во вращающуюся обжиговую печь через шестой трубопровод, и затем подают во вторую секцию предварительного нагрева через первый трубопровод. Горячий воздух, выпускаемый из второй секции кольцевого охлаждения, подают в первую секцию предварительного нагрева через седьмой трубопровод.
[0082] 103) Горизонтальное положение устройства для предотвращения образования воздушных каналов, расположенного между первой секцией предварительного нагрева и второй секцией предварительного нагрева, регулируют таким образом, чтобы давление в первой секции предварительного нагрева превышало или равнялось давлению во второй секции предварительного нагрева.
[0083] 104) Горячий воздух из первой секции предварительного нагрева, наконец, выпускают через девятый трубопровод. Горячий воздух из второй секции предварительного нагрева, наконец, выпускают через четвертый трубопровод.
[0084] В альтернативном варианте, в способе, регулирование горизонтального положения устройства для предотвращения образования воздушных каналов, расположенного между первой секцией предварительного нагрева и второй секцией предварительного нагрева, включает следующие этапы:
[0085] приведение в движение подвижной платформы для перемещения на ролике посредством привода; перемещение подвижной платформы, приводящее в движение фиксированное основание и вертикальную стойку для перемещения, приводит к перемещению пластины для регулирования воздушного потока в системе колосниковой решетки; и
[0086] управление внутренней пластиной, содержащейся в пластине для регулирования воздушного потока, для перемещения в вертикальном направлении внутренней полости внешней пластины, содержащейся в пластине для регулирования воздушного потока, посредством подъемного привода.
[0087] Предпочтительно, способ дополнительно включает: первый датчик давления, расположенный в первой секции предварительного нагрева, для определения давления воздуха p1 (в Па) в первой секции предварительного нагрева в режиме реального времени. Первый датчик температуры также расположен для определения температуры газа c1 (в К) в первой секции предварительного нагрева в режиме реального времени.
[0088] Предпочтительно, второй датчик давления расположен во второй секции предварительного нагрева для определения давления воздуха р2 (в Па) во второй секции предварительного нагрева в режиме реального времени. Второй датчик температуры также расположен для определения температуры газа с2 (в К) во второй секции предварительного нагрева в режиме реального времени.
3
3
[0089] Предпочтительно, на седьмом трубопроводе дополнительно расположен первый датчик расхода для определения расхода газа q1 (в Нм/ч), подаваемого в первую секцию предварительного нагрева, в режиме реального времени. Второй датчик расхода расположен на первом трубопроводе для определения расхода газа q2 (в Нм/ч), подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева, в режиме реального времени. Масса газа, подаваемого в первую секцию предварительного нагрева, составляет m1, в граммах:
[0090] Масса газа, подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева, составляет m2, в граммах:
3
[0091] В Формуле 1 и Формуле 2, ρ представляет собой среднюю плотность газа, в г/м, и t представляет собой время подачи газа, в часах.
[0092] Согласно уравнению состояния идеального газа, получают следующее:
3
3
[0093] В Формуле 3 и Формуле 4, v1 представляет собой объем первой секции предварительного нагрева, в м; v2 представляет собой объем второй секции предварительного нагрева, в м; R представляет собой газовую постоянную, в Дж/(моль⋅К); и М представляет собой среднюю молярную массу газа, в г/моль.
[0094] Предпочтительно, устанавливают, что первая секция предварительного нагрева имеет длину a1, ширину b1 и высоту h1, все величины в метрах. Устанавливают, что вторая секция предварительного нагрева имеет длину а2, ширину b2 и высоту h2, все величины в метрах. Следовательно:
[0095] В Формуле 5 и Формуле 6, k1 представляет собой объемный поправочный коэффициент первой секции предварительного нагрева, и k2 представляет собой объемный поправочный коэффициент второй секции предварительного нагрева.
[0096] Подставляют Формулу 5 в Формулу 3 для получения:
[0097] Подставляют Формулу 6 в Формулу 4 для получения:
[0098] Предпочтительно, величину горизонтального перемещения пластины для регулирования воздушного потока в направлении первой секции предварительного нагрева устанавливают равной Δа, в метрах. Следовательно:
min
[0099] При Z=1, минимальная предполагаемая величина перемещения Δa пластины для регулирования воздушного потока составляет:
min
[00100] Путем регулирования величины горизонтального перемещения Δа пластины для регулирования воздушного потока обеспечивают превышение или равенство расчетному значению Δa (в метрах) согласно Формуле 10, чтобы Z≥1, т.е. p1≥p2.
[00101] Предпочтительно, при регулировании горизонтального перемещения Δа пластины для регулирования воздушного потока, выполняют пошаговое регулирование, и количество шагов регулирования устанавливают равным N, следовательно:
[00102] Когда необходимое горизонтальное перемещение пластины для регулирования воздушного потока составляет Δа, количество перемещений пластины для регулирования воздушного потока представляет собой расчетное значение N согласно Формуле 11.
3
[00103] Предпочтительно, анализатор отходящего газа дополнительно расположен в первой секции предварительного нагрева для определения содержания NOx в первой секции предварительного нагрева в режиме реального времени, чтобы содержание NOx не превышало или равнялось 40 мг/м.
3
[00104] В известном уровне техники, целью является удовлетворение требований к выбросам NOx в процессе производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, а именно, требуется, чтобы часовая средняя концентрация NOx в выбросах отходящего газа, образующегося при обжиге окатышей, не превышала 50 мг/м, при условии, что контрольное содержание кислорода составляет 18%. Если содержание кислорода превышает 18%, концентрацию NOx проверяют в соответствии со значением, пересчитанным относительно контрольного содержания кислорода. Для достижения цели, в известном способе реализуется производство окатышей с низким уровнем выбросов NOx без включения дополнительного оборудования конечной обработки, начиная с самого технологического процесса и одновременно используя характеристики самой системы. Согласно системе, устройство для удаления NOx с помощью способа СНКВ расположено во второй секции предварительного нагрева системы колосниковой решетки, так что содержание NOx в отходящем газе, образующемся при производстве окатышей, снижается. Между тем, система СКВ дополнительно расположена после выпускного отверстия для воздуха нижнего пневмобаллона второй секции предварительного нагрева, и содержание NOx в отходящем газе дополнительно снижается, так что реализуется сверхнизкий уровень выбросов NOx в отходящем газе, образующемся при производстве окатышей. Комбинированный процесс СНКВ-СКВ позволяет реализовать сверхнизкий уровень выбросов NOx. Однако, поскольку в настоящее время не существует соответствующего способа оптимизированного управления, способ денитрации СНКВ и способ денитрации СКВ не могут быть объединены в полной мере, так что потребляемое количество аммиака для СНКВ является высоким (что, соответственно, ведет к проблеме, заключающейся в увеличении количества отходящего аммиака), или срок службы катализатора денитрации СКВ является коротким, и для удовлетворения требований к денитрации необходима частая замена, что приводит к проблеме, связанной с высокими производственными капитальными затратами. Если вводимое количество аммиака резко уменьшается или катализатор не заменяется вовремя, возникает проблема чрезмерного уровня выбросов NOx.
[00105] В настоящее время, в системе для денитрации обжиговой печи с колосниковой решеткой, при использовании технологии СНКВ в секции РН или переходной секции, концентрация NOx на входе в систему СКВ значительно снижается, расход катализатора уменьшается, и продолжительность активности катализатора увеличивается. Как правило, требуется сохранение активности катализатора выше 60%. Когда для денитрации применяют только технологию СКВ, активность катализатора может сохраняться в течение примерно 3 лет, а после использования системы СНКВ+СКВ, активность катализатора продлевается примерно до 3.6 лет. Взаимосвязь срока службы и активности катализатора в различных системах для денитрации можно увидеть на Фиг. 3 описания. Благодаря применению системы СНКВ+СКВ, капиталовложения в технологию могут быть снижены примерно на 10 миллионов юаней, и затраты на замену катализатора могут быть снижены примерно на 200 тысяч юаней в год. Сравнение капиталовложений и затрат на техническое обслуживание различных способов денитрации представлено на Фиг. 4 описания.
3
[00106] Согласно изобретению, в режиме реального времени отслеживают и собирают ключевые параметры в системе для комбинированной денитрации СНКВ-СКВ, а именно в режиме реального времени определяют и собирают информацию о параметрах исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, температурного окна при введении аммиака для СНКВ, концентрации NOx до денитрации СКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ и количества слоев катализатора СКВ. Затем согласно влиянию каждого ключевого параметра на результат денитрации, выполняют соответствующее весовое распределение. Основываясь на экспериментальных исследованиях и опытном применении технологии, математическую модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ создают путем применения комплексного метода оценки весовых коэффициентов мультииндексного теста. С помощью математической модели формируют способ оптимизированного управления. Согласно изобретению, оптимизированное управление может быть выполнено в различных системах для комбинированной денитрации СНКВ-СКВ обжиговой печи с колосниковой решеткой, так что при удовлетворении условия сверхнизкого уровня выбросов NOx (не более 50 мг/м), для системы может быть обеспечен оптимальный комбинированный механизм, согласно которому вводимое количество аммиака для СНКВ является минимальным, а срок службы катализатора СКВ является самым продолжительным. Следовательно, обеспечивается эффективность денитрации системы для денитрации, снижаются капитальные затраты, и достигается оптимальная экономическая эффективность.
[00107] Согласно изобретению, направленному на разработку системы для комбинированной денитрации СНКВ-СКВ обжиговой печи с колосниковой решеткой, первый этап заключается в следующем: главным образом, учитывают влияние исходной концентрации NOx (х) до денитрации СНКВ (вторая секция предварительного нагрева и/или переходная секция между второй секцией предварительного нагрева и вращающейся обжиговой печью), соотношения аммиака и азота (т) при введении аммиака для СНКВ и температурного окна (t) при введении аммиака для СНКВ на степень денитрации, и затем посредством анализа данных и подбора эмпирической кривой определяют математическую модель эффективности денитрации СНКВ.
х
[00108] Во-первых, у, степень денитрации на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, составляет:
3
ой
x
x
xi
[00109] В Формуле II, х представляет собой исходную концентрацию NOx до денитрации СНКВ, в мг/м; i представляет собой степень х, 0≤i≤N; N представляет собой самую высокую степень х, и a представляет собой коэффициент i степени х.
m
[00110] Во-вторых, y, степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, составляет:
m
m
mβ
ой
[00111] В Формуле III, m представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ; β представляет собой степень m, 0≤β≤N; N представляет собой самую высокую степень m; и a представляет собой коэффициент β степени m.
t
[00112] Наконец, y, степень денитрации на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ, составляет:
t
t
tδ
ой
[00113] В формуле IV, t представляет собой температурное окно при введении аммиака для СНКВ, в °С; δ представляет собой степень t, 0≤δ≤N; N представляет собой самую высокую степень t; и a представляет собой коэффициент δ степени t.
[00114] Кроме того, формула степени денитрации СНКВ, полученная путем объединения весового распределения, выглядит следующим образом:
[00115] Формулу А далее преобразуют в:
SNCR
x
m
t
xi
mβ
tδ
[00116] В Формуле В, y представляет собой степень денитрации СНКВ; А1 представляет собой весовой коэффициент влияния ключевого параметра х при рассмотрении только денитрации СНКВ; В1 представляет собой весовой коэффициент влияния ключевого параметра m при рассмотрении только денитрации СНКВ; С1 представляет собой весовой коэффициент влияния ключевого параметра t при рассмотрении только денитрации СНКВ; А1+В1+С1=1 (определение весового соотношения A1, В1 и С1 может быть рационально отрегулировано и распределено в соответствии с фактическими рабочими условиями); i, β, δ представляют собой степени ключевых параметров х, m и t, соответственно; N, N, N представляют собой самые высокие степени ключевых параметров х, m и t, соответственно; и a, a, a представляют собой коэффициенты, соответствующие степеням ключевых параметров х, m и t, соответственно.
[00117] При рассмотрении только денитрации СНКВ, влияние каждого ключевого параметра (х, m, t) на степень денитрации СНКВ, соответственно, получают путем применения метода аппроксимации больших данных с помощью формы единственной переменной, и затем в соответствии с комплексным методом оценки весовых коэффициентов мультииндексного теста создают математическую модель денитрации СНКВ.
[00118] Согласно изобретению, направленному на разработку системы для комбинированной денитрации СНКВ-СКВ обжиговой печи с колосниковой решеткой, второй этап заключается в следующем: главным образом, учитывают влияние концентрации NOx (z) до денитрации СКВ с многотрубной подачей восстанавливающего агента после секции РН, соотношения аммиака и азота (n) при введении аммиака для СКВ и количества слоев катализатора СКВ (с) на степень денитрации, и затем посредством анализа данных и подбора эмпирической кривой определяют математическую модель эффективности денитрации СКВ.
z
[00119] Во-первых, y, степень денитрации на основе концентрации NOx до денитрации СКВ, составляет:
3
ой
z
z
rγ
[00120] В Формуле V, z представляет собой концентрацию NOx до денитрации СКВ, в мг/м; γ представляет собой степень z, 0≤γ≤N; N представляет собой самую высокую степень z; и a представляет собой коэффициент γ степени z.
n
[00121] Во-вторых, y, степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ, составляет:
n
n
nλ
ой
[00122] В Формуле VI, n представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СКВ; λ представляет собой степень n, 0≤λ≤N; N представляет собой самую высокую степень n; и a представляет собой коэффициент λ степени n.
с
[00123] Наконец, у, степень денитрации на основе количества слоев катализатора СКВ, составляет:
c
c
сθ
ой
[00124] В Формуле VII, с представляет собой количество слоев катализатора СКВ; θ представляет собой степень с, 0≤θ≤N; N представляет собой самую высокую степень с; и а представляет собой коэффициент θ степени с.
[00125] Кроме того, формула степени денитрации СКВ, полученная путем объединения весового распределения, выглядит следующим образом:
[00126] Формулу С далее преобразую в:
SCR
z
n
c
zγ
nλ
сθ
[00127] В Формуле D, y представляет собой степень денитрации СКВ; D1 представляет собой весовой коэффициент влияния ключевого параметра z при рассмотрении только денитрации СКВ; Е1 представляет собой весовой коэффициент влияния ключевого параметра n при рассмотрении только денитрации СКВ; F1 представляет собой весовой коэффициент влияния ключевого параметра с при рассмотрении только денитрации СКВ; D1+E1+F1=1 (определение весового соотношения D1, Е1 и F1 может быть рационально отрегулировано и распределено в соответствии с фактическими рабочими условиями); γ, λ и θ представляют собой степени ключевых параметров z, n и с, соответственно; N, N и N представляют собой самые высокие степени ключевых параметров z, n и с, соответственно; и a, a и а представляют собой коэффициенты, соответствующие степеням ключевых параметров z, n и с, соответственно.
[00128] При рассмотрении только денитрации СКВ, влияние каждого ключевого параметра (z, n, с) на степень денитрации СКВ, соответственно, получают путем применения метода аппроксимации больших данных с помощью формы единственной переменной, и затем в соответствии с комплексным методом оценки весовых коэффициентов мультииндексного теста создают математическую модель денитрации СКВ.
[00129] Кроме того, основываясь на экспериментальных исследованиях и опытном применении технологии, математическую модель комбинированной денитрации для процесса (технология СНКВ) и конечного контроля (технология СКВ) создают путем применения комплексного метода оценки весовых коэффициентов мультииндексного теста, а именно математическую модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ.
[00130] Формулу I далее преобразуют в:
3
3
ой
ой
ой
ой
ой
ой
x
xi
m
mβ
t
tδ
z
zγ
n
nλ
c
сθ
[00131] В Формуле VIII, А представляет собой весовой коэффициент влияния исходной концентрации NOx х до денитрации СНКВ; В представляет собой весовой коэффициент влияния соотношения аммиака и азота m при введении аммиака для СНКВ; С представляет собой весовой коэффициент влияния температурного окна t при введении аммиака для СНКВ; D представляет собой весовой коэффициент влияния концентрации NOx z до денитрации СКВ; Е представляет собой весовой коэффициент влияния соотношения аммиака и азота n при введении аммиака для СКВ; F представляет собой весовой коэффициент влияния количества слоев катализатора СКВ с; A+B+C+D+E+F=1, при этом А составляет 0.02-0.4, предпочтительно 0.05-0.2; В составляет 0.1-0.8, предпочтительно 0.2-0.5; С составляет 0.05-0.5, предпочтительно 0.1-0.3; D составляет 0.01-0.3, предпочтительно 0.02-0.2; Е составляет 0.05-0.4, предпочтительно 0.1-0.3; F составляет 0.05-0.5, предпочтительно 0.1-0.4; х представляет собой исходную концентрацию NOx до денитрации СНКВ, в мг/м; m представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ; t представляет собой температурное окно при введении аммиака для СНКВ, в °С; z представляет собой концентрацию NOx до денитрации СКВ, в мг/м; n представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СКВ; с представляет собой количество слоев катализатора СКВ; i, β, δ, γ, λ и θ представляют собой степени ключевых параметров денитрации х, m, t, z, n и с, соответственно; N представляет собой самую высокую степень х; a представляет собой коэффициент i степени х; N представляет собой самую высокую степень m; a представляет собой коэффициент β степени m; N представляет собой самую высокую степень t; a представляет собой коэффициент δ степени t; N представляет собой самую высокую степень z; a представляет собой коэффициент γ степени z; N представляет собой самую высокую степень n; a представляет собой коэффициент λ степени n; N представляет собой самую высокую степень с; и а представляет собой коэффициент θ степени с.
x
m
t
z
n
c
[00132] В настоящем изобретении, N имеет значение, находящееся в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно 1-3. N имеет значение, находящееся в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно 1-3. N имеет значение, находящееся в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно 1-3. N имеет значение, находящееся в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно 1-3. N имеет значение, находящееся в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно 1-3. N имеет значение, находящееся в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно 1-3.
[00133] Кроме того, математическая модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ может быть получена путем дальнейшего преобразования Формулы VIII:
3
3
[00134] В изобретении, в соответствии с национальными требованиями, при условии, что контрольное содержание кислорода в отходящем газе, образующемся при обжиге окатышей, составляет 18%, часовая средняя концентрация NOx в выбросах не должна превышать 50 мг/м. Если содержание кислорода выше 18%, концентрацию NOx проверяют в соответствии со значением, пересчитанным относительно контрольного содержания кислорода. То есть, чем ниже затраты, необходимые для удовлетворения условия х⋅(1-у)≤50 мг/м, тем выше экономическая ценность. Затраты отражаются в двух аспектах, одним из которых является количество вводимого аммиака для СНКВ. Другим является продолжительность активности катализатора СКВ. При условии обеспечения требований к денитрации, чем меньше вводимое количество аммиака, тем выше экономическая эффективность, и чем больше продолжительность активности катализатора, тем лучше.
3
3
3
3
m
m
m
[00135] При х⋅(1-у)≤50 мг/м, значение m уменьшают для расчета, при этом размер расчетного шага составляет STEP. То есть, непрерывно выполняют расчет m=m-STEP для Формулы VIII до тех пор, пока не будет удовлетворено условие х(1-у)>50 мг/м (т.е. просто не удовлетворено условие х⋅(1-у)<50 мг/м), что является минимальной критической точкой вводимого количества аммиака. В целях безопасности, выполняют m=m+STEP на основе значения m в данный момент, так что обеспечивается условие х⋅(1-у)≤50 мг/м, что представляет собой наиболее экономичное вводимое количество аммиака. Данная точка не только обеспечивает минимальное количество вводимого аммиака для СНКВ, но также позволяет максимально увеличить продолжительность активности катализатора СКВ, в то же время удовлетворяет условиям сверхнизкого уровня выбросов NOx, что является наиболее экономичным выбором.
3
3
3
m
m
[00136] При х⋅(1-у)>50 мг/м, значение m увеличивают для расчета, при этом размер расчетного шага составляет STEP. То есть, непрерывно выполняют расчет m=m+STEP для Формулы VIII до тех пор, пока не будет удовлетворено условие х⋅(1-у)≤50 мг/м. Затем выполняют значение m в данный момент. Таким образом, обеспечивается условие х⋅(1-у)≤50 мг/м, что представляет собой наиболее экономичное вводимое количество аммиака. Данная точка не только обеспечивает минимальное количество вводимого аммиака для СНКВ, но также позволяет максимально увеличить продолжительность активности катализатора СКВ, в то же время удовлетворяет условиям сверхнизкого уровня выбросов NOx, что является наиболее экономичным выбором.
[00137] Размер шага STEPm составляет 0.01-0.5, предпочтительно 0.03-0.3, более предпочтительно 0.05-0.1. Расчет может быть рационально скорректирован в соответствии с фактическими рабочими условиями.
3
3
3
[00138] Как правило, температурный диапазон 800-1100°С считают подходящим для технологии денитрации СНКВ. Технологию денитрации СНКВ применяют в процессе производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, где восстанавливающий агент (водный раствор аммиака или мочевину), как правило, распыляют в отходящий газ во второй секции предварительного нагрева (температурный диапазон 850-1100°С) для денитрации отходящего газа. Для достижения оптимального снижения выбросов необходимо оптимизированное управление. Тем не менее, при применении технологии СНКВ наблюдается чувствительность к температуре, дозировке восстанавливающего агента и другим факторам. Когда в производственном процессе происходят колебания, например, температура является слишком высокой, NH окисляется с образованием NO, так что концентрация NO увеличивается, и степень удаления NOx снижается; когда температура является слишком низкой, скорость реакции NH уменьшается, степень удаления NOx также снижается, и количество отходящего NH также увеличивается.
[00139] В изобретении, мочевину, растворимую натриевую соль (например, хлорид натрия или карбонат натрия), этанол, ванадий-титановый катализатор, SBA-15 или водный раствор аммиака, мочевину, растворимую натриевую соль (например, хлорид натрия или карбонат натрия), этанол, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материал с нуль-валентным железом взвешивают в соответствии с определенным массовым отношением для перемешивания и смешения с получением основного состава, при этом этанол необходимо взвешивать и размещать для последующего использования отдельно. Затем выполняют смешение путем распыления под высоким давлением основного состава и этанола для получения композиционной добавки (ванадий-титановой композиционной добавки) или композиционного агента на основе аммиака (ванадий-титанового композиционного агента на основе аммиака), который распыляют в отходящий газ с высоким содержанием NOx для осуществления реакции денитрации СНКВ. Поскольку этанол представляет собой легковоспламеняющуюся и летучую бесцветную прозрачную жидкость, этанол необходимо взвешивать и размещать отдельно. Этанол смешивают с другим сырьем в производственном процессе для получения ванадий-титанового композиционного агента на основе аммиака и затем используют для денитрации.
2
2
2
[00140] Кроме того, SBA-15 представляет собой мезопористый материал, который, главным образом, состоит из SiO, и обладает двумерной прямо канальной гексагональной структурой, толщиной стенок пор до 6.4 нм, термической стабильностью при 900°С, удельной площадью поверхности 700-1100 м/г и объемом пор 0.6-1.3 см/г. Дисперсность в воде и этаноле является высокой. В изобретении, добавляют мезопористый материал SBA-15, таким образом, площадь контакта между композиционным агентом на основе аммиака и NOx может быть увеличена, обеспечивается лучшее место протекания реакции для агента на основе аммиака и NOx, и реакция каталитического восстановления ускоряется.
2
[00141] Кроме того, концентрация водного раствора аммиака составляет 15-35%, предпочтительно 20-25%. Мочевина характеризуется чистотой ≥99%, предпочтительно ≥99.5%. Размер частиц мочевины составляет 0.074 мм, и чистота ≥90%, предпочтительно 0.074 мм, чистота ≥95%. NaCl характеризуется чистотою ≥99%, предпочтительно чистота NaCl≥99.5%. Размер частиц NaCl составляет 0.074 мм, и чистота ≥90%, предпочтительно 0.074 мм, и чистота ≥95%. Ванадий-титановый катализатор выбирают среди любых катализаторов V-TiO. Размер частиц ванадий-титанового катализатора составляет 0.074 мм, и чистота ≥80%, предпочтительно 0.074 мм, и чистота ≥80%. Этанол представляет собой абсолютный этанол. Абсолютный этанол характеризуется чистотой ≥99%, предпочтительно ≥99.7%.
[00142] Способ адсорбции, в котором применяется нанокомпозитный каолиновый материал с нуль-валентным железом, отличается простотой в эксплуатации, гибкостью, низким энергопотреблением, широким выбором исходных веществ и низкой стоимостью. Наноразмерное нуль-валентное железо обладает высокой способностью к восстановлению, и образующийся на поверхности оксид железа также обладает сильной адсорбционной способностью. Тем не менее, вследствие легкой агломерации, его эффективность удаления может быть снижена. Нанесение его на другие твердые вещества позволяет не только уменьшить агломерацию, улучшить дисперсность наноразмерного нуль-валентного железа, но также увеличить площадь его поверхности для повышения реакционной эффективности. Каолин (каолинит) сам по себе является продуктом природного происхождения, который не может привести к вторичному загрязнению и обладает буферным эффектом окружающей среды, стабильными свойствами и определенной адсорбционной способностью, поэтому каолин выбирают в качестве носителя наноразмерного нуль-валентного железа. Между тем, в изобретении, нанокомпозитный каолиновый материал с нуль-валентным железом позволяет дополнительно увеличить площадь контакта агента на основе аммиака и NOx, обеспечивая хорошее место протекания реакции для агента на основе аммиака и NOx, чтобы ускорить реакцию каталитического восстановления.
3
3
3
[00143] В настоящем изобретении, диаметр трубы первого трубопровода составляет 0.5-5 м, предпочтительно 0.8-4 м, более предпочтительно 1-3 м. Смеситель представляет собой бак, сферический резервуар или емкость, и объем смесителя составляет 0.5-5 м, предпочтительно 0.8-4 м, более предпочтительно 1-3 м. Вышеизложенные ограничения являются только предпочтительными схемами осуществления изобретения и не должны рассматриваться как ограничение изобретения.
3
[00144] В изобретении, ванадий-титановую композиционную добавку получают путем смешения мочевины, растворимой натриевой соли, этанола, ванадий-титанового катализатора и SBA-15. Мочевина разлагается при высокой температуре с выделением газообразного аммиака, и восстанавливающий агент может медленно высвобождаться и подаваться в течение определенного периода времени в ходе восстановления оксидов азота с помощью NH, так что реакция восстановления денитрации протекает непрерывно, и степень конверсии оксидов азота повышается. Растворимая натриевая соль и этанол могут взаимодействовать или разлагаться с образованием большого количества активных групп, таких как Н, СН, ОН и т.д., после попадания в высокотемпературный отходящий газ. Цепь реакции денитрации активируется при низкой температуре, так что чувствительность денитрации СНКВ к температуре реакции, очевидно, снижается, оптимальная температурная область реакции СНКВ смещается вниз, температурное окно реакции денитрации увеличивается, и повышается степень денитрации отходящего газа. Кроме того, ванадий-титановый катализатор в композиционной добавке способствует протеканию реакции денитрации отходящего газа и, очевидно, может способствовать протеканию реакции денитрации СНКВ. Таким образом, благодаря синергетическому эффекту нескольких компонентов, ванадий-титановая композиционная добавка значительно повышает эффективность высокотемпературной денитрации отходящего газа, образующегося при получении окисленных окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой.
3
[00145] В изобретении, композиционный агент на основе аммиака получают путем смешения водного раствора аммиака, мочевины, растворимой натриевой соли, этанола и ванадий-титанового катализатора. Мочевина разлагается при высокой температуре с выделением газообразного аммиака, и восстанавливающий агент может медленно высвобождаться и подаваться в течение определенного периода времени в ходе восстановления оксидов азота с помощью NH, так что реакция восстановления денитрации протекает непрерывно, и степень конверсии оксидов азота повышается. Растворимая натриевая соль и этанол могут взаимодействовать или разлагаться с образованием большого количества активных групп, таких как Н, СН, ОН и т.д., после попадания в высокотемпературный отходящий газ. Цепь реакции денитрации активируется при низкой температуре, так что чувствительность денитрации СНКВ к температуре реакции, очевидно, снижается, оптимальная температурная область реакции СНКВ смещается вниз, температурное окно реакции денитрации увеличивается, и степень денитрации отходящего газа повышается. Кроме того, ванадий-титановый катализатор в композиционном агенте на основе аммиака способствует протеканию реакции денитрации отходящего газа и, очевидно, может способствовать протеканию реакции денитрации СНКВ. Таким образом, благодаря синергетическому эффекту различных компонентов, композиционный агент на основе аммиака значительно повышает эффективность высокотемпературной денитрации отходящего газа, образующегося при получении окисленных окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой.
3
2
[00146] В настоящем изобретении, ванадий-титановый композиционный агент на основе аммиака вводят в отходящий газ с высоким содержанием NOx в условиях распыления под высоким давлением (0.1-2 МПа, предпочтительно 0.15-1.5 МПа, более предпочтительно 0.18-1 МПа) и тщательно смешивают с отходящим газом с высоким содержанием NOx. Обеспечивается продолжительность реакции (как правило, 0.1-1 с) в условиях высоких температур (850-1100°С), так что реализуется эффективное взаимодействие восстанавливающего агента NH и NOx, а также превращаются и образуются не содержащие NOx, нетоксичные вещества, такие как N и т.п. В то же время, при катализе растворимой натриевой солью, дозировка восстанавливающего агента, содержащего агент на основе аммиака, может быть снижена, и эффективность денитрации может быть увеличена, а также количество отходящего аммиака может быть снижено. Степень денитрации может быть увеличена примерно с 40% относительно восстанавливающего агента, содержащего агент на основе аммиака, до 60%.
[00147] Кроме того, в настоящем изобретении также проводят испытания по сравнению эффектов применения системы согласно настоящему изобретению для осуществления денитрации отходящего газа в присутствии или отсутствии растворимой натриевой соли в ванадий-титановом композиционном агенте на основе аммиака (в данном случае в качестве примера взят NaCl):
2
3
2
[00148] В изобретении, дополнительно используют носитель слоя материала окатыша (гематитовый окатыш обладает малой эффективностью, чем выше степень окисления магнетитового окатыша, тем лучше эффект, так как активность находящейся в процессе возникновения фазы FeO выше). Синергетический каталитический эффект с ванадий-титановым катализатором и высокомолекулярным этанолом способствует дополнительному превращению остаточных NOx в не содержащие NOx, нетоксичные вещества, такие как N и т.п., так что степень денитрации может превышать 80%. Между тем, система, представленная в изобретении, также применяется для исследования влияния рудных окатышей и катализатора на степень денитрации отходящего газа и количество отходящего аммиака (высокая температура):
[00149] В изобретении, используют не только характеристики системы производства окисленных окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, но также в переходной секции между системой колосниковой решетки и вращающейся обжиговой печью и/или второй секцией предварительного нагрева системы колосниковой решетки распыляют агент для высокотемпературной денитрации, так что может быть реализован низкий уровень выбросов NOx при производстве окатышей, и степень денитрации может достигать более 60-80%. В то же время, система для удаления пыли, система для десульфуризации и система для денитрации с помощью технологии СКВ последовательно расположены на завершающей стадии, так что отходящий газ после обработки денитрацией с помощью ванадий-титанового композиционного агента на основе аммиака дополнительно подвергается обработке посредством удаления пыли, десульфуризации и денитрации. Достигается значительный эффект очистки отходящего газа, снижается дозировка агента на основе аммиака, и снижается вторичное загрязнение окружающей среды, вызванное отходящим аммиаком.
[00150] В известном уровне техники, вследствие отсутствия систематических исследований, а также надежного процесса производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, характеризующегося низким выходом NOx, и технологии управления, выбросы NOx в производственном процессе заводов по производству окатышей, не соответствующие стандарту, становятся нормой, что представляет собой одну из самых больших проблем, с которыми сталкиваются предприятия. По этой причине, предприятия могут сократить образование NOx только путем снижения выхода рудных окатышей, что дополнительно снижает вводимое количество угольного газа или пылевидного угля, снижения требования прочности рудных окатышей, что дополнительно снижает температуру вращающейся обжиговой печи, а также применения сырья и топлив с низким уровнем выбросов NOx и подобных мер. Данные методы не только отрицательно влияют на производство рудных окатышей с точки зрения выхода и качества, но также требуют высокого качества исходного топлива, что приводит к увеличению стоимости. Кроме того, проблема производства окатышей с низким уровнем выбросов NOx не может быть решена фундаментально. Кроме того, устройство для денитрации дополнительно расположено за основным вытяжным вентилятором, например, с применением технологии селективного каталитического восстановления (СКВ) и технологии селективного некаталитического восстановления (СНКВ), таким образом, может быть выполнено требование, касающееся низкого уровня выбросов NOx. Однако, вследствие высоких капитальных затрат, высоких требований к оборудованию, высокого энергопотребления, высоких затрат на денитрацию и вторичного загрязнения, оно не распространяется и не применяется на предприятиях по производству окатышей, и в настоящее время контроль выбросов NOx на заводах по производству окатышей в стране и за рубежом реализуется, главным образом, посредством управления технологическим процессом.
[00151] Согласно известному способу производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, система колосниковой решетки разделена на секцию сушки посредством продувки воздухом, секцию сушки посредством отсасывания воздуха, первую секцию предварительного нагрева и вторую секцию предварительного нагрева, и кольцевой охладитель разделен на первую секцию кольцевого охлаждения, вторую секцию кольцевого охлаждения и третью секцию кольцевого охлаждения. Воздушный поток из первой секции кольцевого охлаждения поступает непосредственно во вращающуюся обжиговую печь для обжига рудных окатышей, нагревает предварительно нагретые гранулы во второй секции предварительного нагрева, и затем выдувается в секцию сушки посредством отсасывания воздуха для осуществления сушки сырых окатышей посредством отсасывания воздуха, и затем выпускается наружу через секцию сушки посредством отсасывания воздуха (подвергаясь очистке отходящего газа перед выпуском). Воздушный поток из второй секции кольцевого охлаждения поступает в первую секцию предварительного нагрева для нагревания предварительно нагретых гранул, и затем выпускается наружу. Воздушный поток из третьей секции кольцевого охлаждения поступает в секцию сушки посредством продувки воздухом для осуществления сушки сырых окатышей посредством продувки воздухом, таким образом, реализуется замкнутая циркуляция системы воздушного потока для системы колосниковой решетки, вращающейся обжиговой печи и кольцевого охладителя. Между тем, технологию селективного некаталитического восстановления (СНКВ) в сочетании с технологией селективного каталитического восстановления (СКВ) применяют для удаления NOx в процессе (во второй секции предварительного нагрева) и на конечной стадии процесса (после выпускного отверстия для воздуха второй секции предварительного нагрева). Например, в производственной системе для сверхнизкого уровня выбросов NOx отходящего газа, образующегося при производстве окатышей (201821480691.Х), благодаря эффективному сочетанию технологий СНКВ+СКВ в двойном механизме денитрации, может быть реализован сверхнизкий уровень выбросов NOx в процессе производства окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой. Однако, в большинстве случаев, вследствие разницы температур и атмосферного давления между секцией РН и секцией ТРН в производственной системе колосниковой решетки, часто возникает проблема образования воздушных каналов. То есть, отходящий газ с высоким содержанием NOx из секции РН направляется в секцию ТРН, что увеличивает содержание NOx в отходящем газе секции ТРН. Следовательно, трудно достичь точного управления денитрацией и стандартного уровня выбросов NOx.
[00152] В изобретении, с целью решения проблемы, связанной с образованием воздушных каналов между секцией РН и секцией ТРН в производственной системе для сверхнизкого уровня выбросов NOx отходящего газа, образующегося при производстве окатышей, вследствие разницы температур и давления воздуха, реализованы точное управление денитрацией и стандартный уровень выбросов NOx. Согласно изобретению, подвижная пластина для регулирования воздушного потока дополнительно выполнена между секцией РН и секцией ТРН системы колосниковой решетки, и давление воздуха pi в секции ТРН, главным образом, регулируют таким образом, чтобы оно превышало или равнялось давлению воздуха р2 в секции РН, т.е. p1>p2, посредством изменения положения пластины для регулирования, таким образом, чтобы предотвратить проблему увеличения содержания NOx в отходящем газе секции ТРН вследствие образования воздушных каналов отходящего газа с высоким содержанием NOx из секции РН в секцию ТРН. Пластина для регулирования воздушного потока открывается до того, как равновесие в системе воздушного потока системы колосниковой решетки нарушается, и своевременно закрывается после стабилизации системы воздушного потока, так что создается положительное влияние на систему колосниковой решетки. То есть, для отходящего газа секции РН (около 1/3) требуется только обработка денитрацией с помощью технологий СНКВ+СКВ, чтобы удовлетворить требование, касающееся сверхнизкого уровня выбросов NOx, образующихся при производстве окатышей, при этом капиталовложения и эксплуатационные расходы значительно снижаются; несколько пневмобаллонов (как правило, 1-5, которые могут быть рационально отрегулированы и расположены в соответствии с фактическими рабочими условиями) секции ТРН, находящейся рядом с секцией РН, избирательно встраиваются в секцию РН, так что время высокотемпературного предварительного нагрева окатышей косвенным образом увеличивается, и достигается повышение прочности предварительно нагретых гранул.
[00153] В изобретении, первый датчик давления расположен в первой секции предварительного нагрева для определения давления воздуха p1 (в Па) в первой секции предварительного нагрева в режиме реального времени, и второй датчик давления расположен во второй секции предварительного нагрева для определения давления воздуха р2 (в Па) во второй секции предварительного нагрева в режиме реального времени. Определенные значения p1 и р2 сравнивают. Если выявлено, что p1>p2, система не выполняет регулирование (положение пластины для регулирования воздушного потока остается неизменным). Если выявлено, что p1<p2, изменение положения пластины для регулирования воздушного потока контролируется и регулируется для реализации условия p1>p2. Таким образом, предотвращается образование каналов отходящего газа с высоким содержанием NOx из секции РН в секцию ТРН.
[00154] В изобретении, устройство для предотвращения образования воздушных каналов включает пластину для регулирования воздушного потока, подвижную платформу, ролик и прорезь. Пластина для регулирования воздушного потока расположена внутри системы колосниковой решетки. Подвижная платформа расположена с обеих сторон внешних нижних концов первой секции предварительного нагрева и второй секции предварительного нагрева. Ролик расположен в нижней части подвижной платформы. Прорезь выполнена с обеих сторон внешних верхних концов первой секции предварительного нагрева и второй секции предварительного нагрева. Фиксированное основание также расположено на подвижной платформе. Фиксированное основание соединено с вертикальной стойкой. Верхний конец вертикальной стойки соединен с верхним концом пластины для регулирования воздушного потока после прохождения через прорезь (верхний конец вертикальной стойки изогнут в поперечном направлении и затем протянут через прорезь для соединения с верхним концом пластины для регулирования воздушного потока). Привод также расположен с внешней стороны подвижной платформы. Привод приводит в движение подвижную платформу для перемещения на ролике. Перемещение подвижной платформы приводит в движение фиксированное основание, и перемещение вертикальной стойки также приводит к перемещению (из секции РН в секцию ТРН) пластины для регулирования воздушного потока внутри системы колосниковой решетки.
[00155] Кроме того, пластина для регулирования воздушного потока состоит из внешней пластины и внутренней пластины. Внешняя пластина представляет собой пластинчатое тело, имеющее одну внутреннюю полость. Внутренняя пластина вставлена во внутреннюю полость внешней пластины. Внутренняя пластина также соединена с подъемным приводом. Подъемный привод управляет внутренней пластиной для перемещения в вертикальном направлении внутренней полости внешней пластины. В соответствии с практическими требованиями, перемещение внутренней пластины регулируют таким образом, чтобы общая высота пластины для регулирования воздушного потока изменялась для удовлетворения требований к рабочим условиям различных высот, и предотвращалось образование воздушных каналов.
[00156] В настоящем изобретении, толщина внутренней пластины составляет 1-20 см, предпочтительно 2-15 см, и более предпочтительно 3-10 см. Толщина внешней пластины (т.е. общая толщина пластины для регулирования воздушного потока) составляет 3-25 см, предпочтительно 5-20 см, и более предпочтительно 8-15 см. Толщина внутренней полости внешней пластины превышает толщину внутренней пластины (например, толщина внутренней полости внешней пластины больше толщины внутренней пластины на 0.5 см, 1 см, 1.5 см, 2 см и т.п., и может быть выбрана согласно фактическим требованиям к рабочим условиям).
3
3
[00157] В изобретении, первый датчик температуры расположен в первой секции предварительного нагрева для определения температуры газа c1 (в К) в первой секции предварительного нагрева в режиме реального времени. Второй датчик температуры расположен во второй секции предварительного нагрева для определения температуры газа с2 (в К) во второй секции предварительного нагрева в режиме реального времени. На седьмом трубопроводе дополнительно расположен первый датчик расхода для определения расхода газа q1 (в Нм/ч), подаваемого в первую секцию предварительного нагрева, в режиме реального времени. Второй датчик расхода расположен на первом трубопроводе для определения расхода газа q2 (в Нм/ч), подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева, в режиме реального времени. Массу газа ml (в граммах), подаваемого в первую секцию предварительного нагрева, рассчитывают согласно формуле:
[00158] Кроме того, масса газа, подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева, составляет m2, в граммах:
3
[00159] В Формуле 1 и Формуле 2, ρ представляет собой среднюю плотность газа, в г/м; и t представляет собой время подачи газа, в часах.
[00160] Согласно уравнению состояния идеального газа (pV=nRT=mRT/M), может быть получено:
3
3
[00161] В Формуле 3 и Формуле 4, v1 представляет собой объем первой секции предварительного нагрева, в м; v2 представляет собой объем второй секции предварительного нагрева, в м; R представляет собой газовую постоянную, в Дж/(моль⋅К); и М представляет собой среднюю молярную массу газа, в г/моль.
[00162] Предпочтительно, устанавливают, что первая секция предварительного нагрева имеет длину a1, ширину b1 и высоту h1, все величины в метрах. Устанавливают, что вторая секция предварительного нагрева имеет длину а2, ширину b2 и высоту h2, все величины в метрах. Следовательно:
[00163] В Формуле 5 и Формуле 6, k1 представляет собой объемный поправочный коэффициент первой секции предварительного нагрева; и k2 представляет собой объемный поправочный коэффициент второй секции предварительного нагрева.
[00164] В изобретении, когда внутренняя полость первой секции предварительного нагрева или второй секции предварительного нагрева выполнена в виде правильного прямоугольника, k1=k2=1. Когда внутренняя полость первой секции предварительного нагрева или второй секции предварительного нагрева выполнена в виде неправильного прямоугольника, для корректирования значения ошибки формулы расчета объема (длина х ширина х высота), вводят поправочные значения k1 и k2, чтобы расчетный объем был наиболее близок к фактическому объему. Как правило, значения k1 и k2 представляют собой фиксированную константу для одной и той же системы колосниковой решетки.
[00165] Кроме того, подставляют Формулу 5 в Формулу 3 для получения:
[00166] Кроме того, подставляют Формулу 6 в Формулу 4 для получения:
[00167] Когда p1<p2, необходимо перемещать пластину для регулирования воздушного потока (исходное положение пластины для регулирования воздушного потока представляет собой место соединения первой секции предварительного нагрева и второй секции предварительного нагрева) таким образом, чтобы p1≥p2, и величину горизонтального перемещения пластины для регулирования воздушного потока устанавливают равной Δа, в метрах. Следовательно:
min
[00168] При Z=1 (т.е. p1=p2), минимальная предполагаемая величина перемещения Δa пластины для регулирования воздушного потока составляет:
min
[00169] Путем регулирования величины горизонтального перемещения Δа пластины для регулирования воздушного потока обеспечивают превышение или равенство расчетному значению Δa (в метрах) согласно Формуле 10, чтобы Z≥1, т.е. p1≥p2.
[00170] В изобретении, при регулировании горизонтального перемещения пластины для регулирования воздушного потока, чтобы оно равнялось Δа, выполняют пошаговое регулирование, и количество шагов регулирования устанавливают равным N, следовательно:
[00171] Когда необходимое горизонтальное перемещение пластины для регулирования воздушного потока составляет Δа, количество перемещений пластины для регулирования воздушного потока представляет собой расчетное значение N согласно Формуле 11.
min
[00172] Следует отметить, что Δа, рассчитанное в данном документе, не может быть отрегулировано простым и грубым образом за один шаг, а нуждается в медленном регулировании, и в ходе процесса регулирования непрерывно определяют и вовремя корректируют изменения параметров в режиме реального времени, чтобы избежать резких колебаний в производстве вследствие чрезмерного шага регулирования, что отрицательно повлияет на показатели производительности и качества. В данном документе, должен быть установлен размер шага регулирования: L=Δa/N (например, Δа равно Δa), регулирование за N шагов, N=(p2-p1)/(0.05*p1), где N округляют. Кроме того, вышеуказанное определение N является предпочтительным способом расчета, но не ограничивается данным способом. По существу, определение значения N необходимо производить по степени срочности регулирования (чем меньше p1 относительно р2, тем меньше должно быть количество шагов регулирования, так как необходимо уменьшить перепад давлений как можно скорее). Однако, после каждого регулирования размера шага, необходимо выполнять определение нового давления. Если цель (p1≥p2) не достигнута, то регулирование продолжают. Если цель достигнута, регулирование останавливают.
3
3
[00173] Кроме того, анализатор отходящего газа дополнительно расположен в первой секции предварительного нагрева для определения содержания NOx в первой секции предварительного нагрева в режиме реального времени, чтобы содержание NOx не превышало или равнялось 40 мг/м. Или, согласно национальному стандарту, касающемуся сверхнизкого уровня выбросов, конечная концентрация NOx в выбросах должна быть ниже 50 мг/м.
[00174] По сравнению с известным уровнем техники, изобретение обладает следующими техническими преимуществами.
[00175] 1. Впервые создана математическая модель комбинированной денитрации для процесса (технология СНКВ) и конечного контроля (технология СКВ). Благодаря применению данной модели, параметры процесса денитрации могут быть оптимизированы, а также могут быть снижены капиталовложения, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание процесса денитрации на заводе по производству окатышей.
[00176] 2. Согласно способу изобретения, для достижения наиболее экономичного вводимого количества аммиака можно эффективным образом управлять системой для денитрации с помощью технологий СНКВ-СКВ обжиговой печи с колосниковой решеткой. Что не только обеспечивает минимальное количество вводимого аммиака для СНКВ, но также позволяет максимально увеличить продолжительность активности катализатора СКВ. В то же время, удовлетворяется условие сверхнизкого уровня выбросов NOx, снижаются капиталовложения и затраты на техническое обслуживание, и экономическая эффективность, очевидно, увеличивается.
[00177] 3. Согласно способу управления, раскрытому в изобретении, операция является простой, источник параметров для создания математической модели комбинированной денитрации СНКВ-СКВ является удобным, отсутствует необходимость в дополнительном обеспечении крупногабаритного управляющего оборудования и большого количества операторов, и значение популяризации является хорошим.
[00178] 4. Согласно композиционной добавке, раскрытой в изобретении, в качестве основного сырья используют мочевину, растворимую натриевую соль и этанол. При использовании композиционной добавки, небольшое количество ванадий-титанового катализатора и материалов SBA-15 добавляют для образования композиционной добавки, так что дозировка восстанавливающего агента, содержащего агент на основе аммиака, может быть снижена, повышается эффективность денитрации, и снижается количество отходящего аммиака.
[00179] 5. Согласно композиционному агенту на основе аммиака, раскрытому в изобретении, в качестве основного сырья используют водный раствор аммиака, мочевину, растворимую натриевую соль и этанол. При использовании композиционного агента на основе аммиака, небольшое количество ванадий-титанового катализатора и наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом добавляют для образования композиционного агента на основе аммиака, так что эффективность высокотемпературной денитрации отходящего газа, образующегося при получении окисленных окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, может быть эффективным образом увеличена. Степень денитрации отходящего газа может достигать 80%, и значительно снижаются сложность и стоимость последующей обработки отходящего газа.
3
[00180] 6. Согласно изобретению, сырье, добавляемое в композиционную добавку или композиционный агент на основе аммиака, обладает эффектом медленного высвобождения аммиачных компонентов, каталитического восстановления и т.п. Эффект денитрации в условиях высокого соотношения аммиака и азота может быть реализован в условиях низкого соотношения аммиака и азота, и эффективность использования водного раствора аммиака в ходе денитрации отходящего газа увеличивается. Соотношение аммиака и азота, а также количество отходящего аммиака снижаются, при этом концентрация отходящего аммиака может быть снижена до <2 мг/м, и вторичное загрязнение значительно снижается.
[00181] 7. Сырье для композиционной добавки и композиционного агента на основе аммиака в соответствии с настоящим изобретением является доступным на рынке, обладает такими преимуществами, как широкий выбор источников сырья, низкая стоимость, простой способ получения и т.д., а также упрощает реализацию крупномасштабного производства.
[00182] 8. В способе согласно настоящему изобретению используют способ денитрации СНКВ в сочетании с процессами конечного удаления пыли, десульфуризации и способом денитрации СКВ, так что эффективность удаления пыли, десульфуризации и денитрации отходящего газа является высокой. Технологический процесс является простым, и капиталовложения являются невысокими, что подходит для продвижения.
[00183] 9. Согласно системе изобретения, подвижная пластина для регулирования воздушного потока дополнительно выполнена между секцией РН и секцией ТРН системы колосниковой решетки. Давление воздуха в секции ТРН, главным образом, регулируют таким образом, чтобы оно превышало или равнялось давлению воздуха в секции РН, посредством изменения положения пластины для регулирования, чтобы предотвратить проблему увеличения содержания NOx в отходящем газе секции ТРН вследствие образования воздушных каналов отходящего газа с высоким содержанием NOx из секции РН в секцию ТРН. Прямые выбросы загрязняющих веществ эффективным образом снижаются.
[00184] 10. Согласно системе воздушного потока системы колосниковой решетки, раскрытой в изобретении, требование, касающееся сверхнизкого уровня выбросов NOx, образующихся при производстве окатышей, может быть удовлетворено только путем осуществления обработки денитрацией с помощью технологий СНКВ+СКВ отходящего газа секции РН (около 1/3). Капиталовложения и эксплуатационные расходы значительно снижаются. Между тем, часть пневмобаллонов секции ТРН, находящейся рядом с секцией РН, избирательно встраивается в секцию РН, так что время высокотемпературного предварительного нагрева окатышей косвенным образом увеличивается, и достигается повышение прочности предварительно нагретых окатышей.
[00185] 11. Согласно системе изобретения, система имеет простую конструкцию, является простой в эксплуатации, характеризуется низким капиталовложением, эффективным управлением воздушным потоком и снижением выбросов, хорошими перспективами применения и высокой экономической эффективностью.
[00186] 12. Согласно способу управления предотвращением образования воздушных каналов, раскрытому в изобретении, способ является простым и точным, характеризуется коротким потоком управления. Отклик может быть выполнен в течение очень короткого времени благодаря мониторингу данных в режиме реального времени, и динамическое точное регулирование реализовано посредством расчета в ходе перемещения пластины для регулирования воздушного потока, так что регулирование пластины для регулирования воздушного потока является более надежным и рациональным. Можно эффективным образом избежать проблемы, связанной с резкими колебаниями в производстве вследствие чрезмерного шага регулирования, оказывающими отрицательное влияние на показатели производительности и качества.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00187] Фиг. 1 представляет собой блок-схему способа обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению.
[00188] Фиг. 2 представляет собой блок-схему способа обработки отходящего газа, включающего устройство кольцевого охлаждения, согласно настоящему изобретению.
[00189] Фиг. 3 представляет собой график зависимости активности катализатора денитрации от срока службы для различных систем для денитрации.
[00190] Фиг. 4 представляет собой сравнительную таблицу капиталовложений и затрат на техническое обслуживание различных способов денитрации.
[00191] Фиг. 5 представляет собой блок-схему способа управления с помощью математической модели комбинированной денитрации СНКВ-СКВ согласно настоящему изобретению.
[00192] Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение конструкции системы для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению.
[00193] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение, представляющее конструкцию устройства для предотвращения образования воздушных каналов согласно настоящему изобретению.
[00194] Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение, представляющее конструкцию пластины для регулирования воздушного потока согласно настоящему изобретению.
[00195] Фиг. 9 представляет собой вид сверху конструкции устройства для предотвращения образования воздушных каналов согласно настоящему изобретению.
[00196] Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение, представляющее конструкцию системы для обработки отходящего газа, содержащей устройство кольцевого охлаждения, согласно настоящему изобретению.
[00197] Фиг. 11 представляет собой схематическое изображение, представляющее конструкцию системы для обработки отходящего газа, содержащей измерительные устройства, согласно настоящему изобретению.
[00198] Фиг. 12 представляет собой технологическую схему способа обработки отходящего газа, включающего устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ, согласно настоящему изобретению.
[00199] Фиг. 13 представляет собой технологическую схему способа обработки отходящего газа, включающего смеситель, согласно настоящему изобретению.
[00200] Фиг. 14 представляет собой блок-схему способа управления и регулирования устройства для предотвращения образования воздушных каналов согласно настоящему изобретению.
х
[00201] Фиг. 15 представляет собой график, представляющий подбор эмпирического уравнения степени денитрации у на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ в Варианте осуществления 2 способа согласно настоящему изобретению.
m
[00202] Фиг. 16 представляет собой график, представляющий подбор эмпирического уравнения степени денитрации y на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ в Варианте осуществления 2 способа согласно настоящему изобретению.
t
[00203] Фиг. 17 представляет собой график, представляющий подбор эмпирического уравнения степени денитрации y на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ в Варианте осуществления 2 способа согласно настоящему изобретению.
z
[00204] Фиг. 18 представляет собой график, представляющий подбор эмпирического уравнения степени денитрации y на основе концентрации NOx до денитрации СКВ в Варианте осуществления 2 способа согласно настоящему изобретению.
n
[00205] Фиг. 19 представляет собой график, представляющий подбор эмпирического уравнения степени денитрации y на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ в Варианте осуществления 2 способа согласно настоящему изобретению.
с
[00206] Фиг. 20 представляет собой график, представляющий подбор эмпирического уравнения степени денитрации у на основе количества слоев катализатора СКВ в Варианте осуществления 2 способа согласно настоящему изобретению.
[00207] Ссылочные позиции на чертежах:
1: система колосниковой решетки;
2: вращающаяся обжиговая печь;
3: устройство для предотвращения образования воздушных каналов;
4: устройство для десульфуризации;
5: устройство для денитрации с помощью технологии СКВ;
6: устройство для удаления пыли; 7: кольцевой охладитель;
8: устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ;
9: смеситель;
UDD: секция сушки посредством продувки воздухом;
DDD: секция сушки посредством отсасывания воздуха;
ТРН: первая секция предварительного нагрева;
РН: вторая секция предварительного нагрева;
301: пластина для регулирования воздушного потока;
30101: внешняя пластина;
30102: внутренняя пластина;
30103: подъемный привод; 302: подвижная платформа;
30201: фиксированное основание;
30202: вертикальная стойка;
30203: привод;
303: ролик;
304: прорезь;
801: первое оросительное устройство;
802: второе оросительное устройство;
803: устройство для смешения путем распыления под высоким давлением;
С1: первая секция кольцевого охлаждения;
С2: вторая секция кольцевого охлаждения;
С3: третья секция кольцевого охлаждения;
L1: первый трубопровод;
L2: второй трубопровод;
L3: третий трубопровод;
L4: четвертый трубопровод;
L5: пятый трубопровод;
L6: шестой трубопровод;
L7: седьмой трубопровод;
L8: восьмой трубопровод;
L9: девятый трубопровод;
L10: десятый трубопровод;
L11: одиннадцатый трубопровод;
L12: двенадцатый трубопровод;
L13: тринадцатый трубопровод;
Р1: первый датчик давления;
Р2: второй датчик давления;
Т1: первый датчик температуры;
Т2: второй датчик температуры;
Q1: первый датчик расхода;
Q2: второй датчик расхода;
Y: анализатор отходящего газа;
S1: труба для подачи ванадий-титанового катализатора;
S2: труба для подачи водного раствора аммиака;
S3: труба для подачи мочевины;
S4: труба для подачи растворимой натриевой соли;
S5: труба для подачи этанола;
S6: трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[00208] Технические решения настоящего изобретения будут проиллюстрированы с помощью примеров ниже, и объем охраны, заявленный настоящим изобретением, включает, но не ограничивается, следующие варианты осуществления.
[00209] Согласно первой схеме осуществления настоящего изобретения, представлен способ обработки отходящего газа, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы.
[00210] 1) В соответствии с направлением движения материалов, сырые окатыши поступают в систему колосниковой решетки 1, последовательно проходят через секцию сушки посредством продувки воздухом UDD, секцию сушки посредством отсасывания воздуха DDD, первую секцию предварительного нагрева ТРН и вторую секцию предварительного нагрева РН в системе колосниковой решетки 1, и затем транспортируются во вращающуюся обжиговую печь 2 для окислительного обжига.
[00211] 2) Катализатор СНКВ распыляют во второй секции предварительного нагрева РН и/или в первом трубопроводе L1, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева РН и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2, и осуществляют реакцию денитрации СНКВ NOx, находящихся в горячем воздухе во второй секции предварительного нагрева РН и/или первом трубопроводе L1, и катализатора СНКВ.
[00212] 3) Выполняют обработку денитрацией с помощью технологии СКВ посредством устройства для денитрации с помощью технологии СКВ 5 горячего воздуха, выпускаемого из второй секции предварительного нагрева РН, и затем горячий воздух подают в секцию сушки посредством отсасывания воздуха DDD. Горячий воздух, выпускаемый из секции сушки посредством отсасывания воздуха DDD и первой секции предварительного нагрева ТРН последовательно подвергают обработке посредством удаления пыли с помощью устройства для удаления пыли 6 и выпускают после обработки десульфуризацией с помощью устройства для десульфуризации 4.
[00213] Предпочтительно, способ дополнительно включает следующие этапы.
[00214] 4) В соответствии с направлением потока горячего воздуха, горячий воздух, выпускаемый из первой секции кольцевого охлаждения С1 в кольцевом охладителе 7, подают во вращающуюся обжиговую печь 2 через шестой трубопровод L6, и затем подают во вторую секцию предварительного нагрева РН через первый трубопровод L1. Горячий воздух, выпускаемый из второй секции кольцевого охлаждения С2, подают в первую секцию предварительного нагрева ТРН через седьмой трубопровод L7. Горячий воздух, выпускаемый из третьей секции кольцевого охлаждения С3, подают в секцию сушки посредством продувки воздухом UDD через восьмой трубопровод L8.
[00215] 5) Горячий воздух, выпускаемый из секции сушки посредством продувки воздухом UDD, при необходимости, выпускают через десятый трубопровод L10 с или без обработки посредством удаления пыли.
[00216] Предпочтительно, способ дополнительно включает следующие этапы.
[00217] а) Систему для денитрации с помощью технологии СНКВ располагают во второй секции предварительного нагрева и/или переходной секции между второй секций предварительного нагрева и вращающейся обжиговой печью. Между тем, систему для денитрации с помощью технологии СКВ располагают после выпускного отверстия для воздуха второй секции предварительного нагрева. Образован механизм комбинированной денитрации СНКВ-СКВ.
[00218] b) В режиме реального времени определяют и собирают информацию о параметрах исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, температурного окна при введении аммиака для СНКВ, концентрации NOx до денитрации СКВ, соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ и количества слоев катализатора СКВ.
[00219] с) В соответствии с определенной информацией о параметрах создают математическую модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ.
[00220] d) Выполняют расчет в соответствии с математической моделью комбинированной денитрации СНКВ-СКВ, вводимое количество аммиака для СНКВ регулируют и контролируют на минимальном уровне, и содержание NOx в отходящем газе позволяет соответствовать норме выбросов.
[00221] Предпочтительно, математическая модель комбинированной денитрации СНКВ-СКВ заключается в следующем:
х
m
t
z
n
с
[00222] В Формуле I, у представляет собой степень комбинированной денитрации СНКВ-СКВ; у представляет собой степень денитрации на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ; y представляет собой степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ; y представляет собой степень денитрации на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ; y представляет собой степень денитрации на основе концентрации NOx до денитрации СКВ; y представляет собой степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ; у представляет собой степень денитрации на основе количества слоев катализатора СКВ; А представляет собой весовой коэффициент влияния исходной концентрации NOx х до денитрации СНКВ; В представляет собой весовой коэффициент влияния соотношения аммиака и азота m при введении аммиака для СНКВ; С представляет собой весовой коэффициент влияния температурного окна t при введении аммиака для СНКВ. D представляет собой весовой коэффициент влияния концентрации NOx z до денитрации СКВ; Е представляет собой весовой коэффициент влияния соотношения аммиака и азота n при введении аммиака для СКВ; F представляет собой весовой коэффициент влияния количества слоев катализатора СКВ с; и A+B+C+D+E+F=1.
[00223] Предпочтительно, А составляет 0.02-0.4, предпочтительно 0.05-0.2; В составляет 0.1-0.8, предпочтительно 0.2-0.5; С составляет 0.05-0.5, предпочтительно 0.1-0.3; D составляет 0.01-0.3, предпочтительно 0.02-0.2; Е составляет 0.05-0.4, предпочтительно 0.1-0.3; и F составляет 0.05-0.5, предпочтительно 0.1-0.4.
х
[00224] Предпочтительно, у, степень денитрации на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ, составляет:
3
ой
x
x
xi
[00225] В Формуле II, х представляет собой исходную концентрацию NOx до денитрации СНКВ, в мг/м; i представляет собой степень х, 0≤i≤N; N представляет собой самую высокую степень х; и a представляет собой коэффициент i степени х.
m
[00226] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ, составляет:
m
m
mβ
ой
[00227] В Формуле III, m представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ; β представляет собой степень m, 0≤β≤N; N представляет собой самую высокую степень m; и a представляет собой коэффициент β степени m.
t
[00228] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ, составляет:
t
t
tδ
ой
[00229] В Формуле IV, t представляет собой температурное окно при введении аммиака для СНКВ, в °С; δ представляет собой степень t, 0≤δ≤N; N представляет собой самую высокую степень t; и a представляет собой коэффициент δ степени t.
z
[00230] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе концентрации NOx до денитрации СКВ, составляет:
3
ой
z
z
rγ
[00231] В Формуле V, z представляет собой концентрацию NOx до денитрации СКВ, в мг/м; γ представляет собой степень z, 0≤γ≤N; N представляет собой самую высокую степень z; и a представляет собой коэффициент γ степени z.
n
[00232] Предпочтительно, y, степень денитрации на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ, составляет:
n
n
nλ
ой
[00233] В Формуле VI, n представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СКВ; λ представляет собой степень n, 0≤λ≤N; N представляет собой самую высокую степень n; и a представляет собой коэффициент γ степени n.
с
[00234] Предпочтительно, у, степень денитрации на основе количества слоев катализатора СКВ, составляет:
c
c
сθ
ой
[00235] В Формуле VII, с представляет собой количество слоев катализатора; θ представляет собой степень с, 0≤θ≤N; N представляет собой самую высокую степень с; и а представляет собой коэффициент θ степени с.
[00236] Предпочтительно, Формулы II-VII поставляют в Формулу I для получения:
[00237] Формулу VIII далее преобразуют для получения Формулы I.
[00238] Предпочтительно, этап d), в частности, заключается в следующем.
3
3
m
[00239] d1) При х⋅(1-у)≤50 мг/м, соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ уменьшают, m'=m-STEP. Выполняют итеративные вычисления согласно Формуле VIII до тех пор, пока не будет удовлетворено условие х⋅(1-у)>50 мг/м. Затем выполняют значение m в данный момент.
3
3
m
[00240] d2) При х⋅(1-у)>50 мг/м, соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ увеличивают, m'=m+STEP. Выполняют итеративные вычисления согласно Формуле VIII до тех пор, пока не будет удовлетворено условие х⋅(1-у)≤50 мг/м. Затем выполняют значение m' в данный момент.
m
[00241] При этом m представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ текущего расчета, m' представляет собой соотношение аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ итеративных вычислений следующего шага. STEP составляет 0.01-0.5, предпочтительно 0.03-0.3, и более предпочтительно 0.05-0.1.
[00242] Предпочтительно, катализатор СНКВ представляет собой катализатор СНКВ, содержащий композиционную добавку, включающую или состоящую из следующих компонентов: мочевина, растворимая натриевая соль, этанол, ванадий-титановый катализатор, SBA-15.
[00243] В альтернативном варианте, катализатор СНКВ представляет собой композиционный агент на основе аммиака, включающий или состоящий из следующих компонентов: водный раствор аммиака, мочевина, растворимая натриевая соль, этанол, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материала с нуль-валентным железом.
[00244] Предпочтительно, композиционная добавка в катализаторе СНКВ, содержащем композиционную добавку, включает следующие компоненты:
[00245] 40-70 массовых долей мочевины, предпочтительно 45-65 массовых долей, более предпочтительно 50-60 массовых долей;
[00246] 10-30 массовых долей растворимой натриевой соли, предпочтительно 12-25 массовых долей, более предпочтительно 15-20 массовых долей;
[00247] 8-28 массовых долей этанола, предпочтительно 10-25 массовых долей, более предпочтительно 12-22 массовые доли;
[00248] 1-12 массовых долей ванадий-титанового катализатора, предпочтительно 2-10 массовых долей, более предпочтительно 3-8 массовых долей; и
[00249] 0.1-5 массовых долей SBA-15, предпочтительно 0.3-4 массовые доли, более предпочтительно 0.5-3 массовые доли.
[00250] Предпочтительно, композиционный агент на основе аммиака включает следующие компоненты:
[00251] 60-90 массовых долей водного раствора аммиака, предпочтительно 65-85 массовых долей, более предпочтительно 70-80 массовых долей;
[00252] 8-30 массовых долей мочевины, предпочтительно 10-25 массовых долей, более предпочтительно 15-25 массовых долей;
[00253] 0.05-1 массовая доля растворимой натриевой соли, предпочтительно 0.1-0.8 массовой доли, более предпочтительно 0.15-0.5 массовой доли;
[00254] 0.05-1.2 массовых долей этанола, предпочтительно 0.1-1 массовая доля, более предпочтительно 0.15-0.8 массовой доли;
[00255] 0.01-0.1 массовой доли ванадий-титанового катализатора, предпочтительно 0.02-0.08 массовой доли, более предпочтительно 0.03-0.05 массовой доли; и
[00256] 0.5-10 массовых долей наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом, предпочтительно 0.8-8 массовых долей, более предпочтительно 1-6 массовых долей.
[00257] Предпочтительно, на этапе 2), конкретный способ распыления катализатора СНКВ заключается в следующем: 0.1-2.0% мас., предпочтительно 0.3-1.2% мас., более предпочтительно 0.5-1.0% мас. композиционной добавки добавляют в восстанавливающий агент для денитрации (т.е. катализатор СНКВ, например, в водный раствор аммиака концентрацией 20-25%), в пересчете на общее количество добавленного восстанавливающего агента для денитрации; выполняют равномерное перемешивание и смешение; и затем равномерно смешанный катализатор СНКВ, содержащий композиционную добавку, распыляют во второй секции предварительного нагрева РН и/или в первом трубопроводе L1, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева РН и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2.
[00258] В альтернативном варианте, композиционный агент на основе аммиака непосредственно распыляют во второй секции предварительного нагрева РН и/или в первом трубопроводе L1, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева РН и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2.
[00259] Предпочтительно, способ получения композиционного агента на основе аммиака заключается в следующем: во-первых, мочевину, растворимую натриевую соль, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материал с нуль-валентным железом измельчают в порошок; затем измельченные в порошок мочевину, растворимую натриевую соль, ванадий-титановый катализатор и наноразмерный каолиновый материал с нуль-валентным железом равномерно перемешивают и смешивают в соответствии с количественным отношением для получения порошковой смеси; наконец, отдельно отмеряют этанол в соответствии с количественным отношением для получения влажного материала, и влажный материал и порошковую смесь добавляют в водный раствор аммиака для равномерного смешения с получением композиционного агента на основе аммиака.
2
[00260] Предпочтительно, ванадий-титановый катализатор выбирают из любых катализаторов V-TiO. Размер частиц ванадий-титанового катализатора составляет 0.074 мм, т.е. размер частиц составляет менее 0.074 мм, и чистота ≥80%, предпочтительно размер частиц составляет 0.074 мм, и чистота ≥90%.
2
3
[00261] Предпочтительно, растворимая натриевая соль представляет собой NaCl или NaCO.
[00262] Предпочтительно, при обработке десульфуризацией применяют сухую десульфуризацию, полусухую десульфуризацию или влажную десульфуризацию. Предпочтительно, для обработки десульфуризацией применяют окись кальция.
[00263] Предпочтительно, обработка посредством удаления пыли представляет собой обработку посредством удаления пыли с применением тканевого пылеуловителя мешочного типа или обработку посредством удаления пыли путем воздействия электрическим полем.
[00264] Согласно второй схеме осуществления настоящего изобретения, представлена система для обработки отходящего газа или система для применения в способе обработки отходящего газа в соответствии с первой схемой осуществления, при этом система включает систему колосниковой решетки 1, вращающуюся обжиговую печь 2, устройство для десульфуризации 4, устройство для денитрации с помощью технологии СКВ 5 и устройство для удаления пыли 6. В соответствии с направлением движения материалов, в системе колосниковой решетки 1 последовательно выполнены секция сушки посредством продувки воздухом UDD, секция сушки посредством отсасывания воздуха DDD, первая секция предварительного нагрева ТРН и вторая секция предварительного нагрева РН. Вторая секция предварительного нагрева РН сообщается с выпускным отверстием для отходящего газа вращающейся обжиговой печи 2 через первый трубопровод L1. Устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ 8 выполнено во второй секции предварительного нагрева РН и/или первом трубопроводе L1. Выпускное отверстие для воздуха второй секции предварительного нагрева РН сообщается с впускным отверстием для воздуха секции сушки посредством отсасывания воздуха DDD через четвертый трубопровод L4. Выпускное отверстие для воздуха секции сушки посредством отсасывания воздуха DDD сообщается с дымовой трубой через пятый трубопровод L5. Устройство для денитрации с помощью технологии СКВ 5 расположено на четвертом трубопроводе L4. Устройство для десульфуризации 4 и устройство для удаления пыли 6 расположены на пятом трубопроводе L5.
[00265] Предпочтительно, устройство для предотвращения образования воздушных каналов 3 расположено между первой секцией предварительного нагрева ТРН и второй секцией предварительного нагрева РН.
[00266] Предпочтительно, устройство для предотвращения образования воздушных каналов 3 включает пластину для регулирования воздушного потока 301, подвижную платформу 302, ролик 303 и прорезь 304. Пластина для регулирования воздушного потока 301 расположена внутри системы колосниковой решетки 1. Подвижная платформа 302 расположена с обеих сторон внешних нижних концов первой секции предварительного нагрева ТРН и второй секции предварительного нагрева РН. Ролик 303 расположен в нижней части подвижной платформы 302. Прорезь 304 выполнена с обеих сторон внешних верхних концов первой секции предварительного нагрева ТРН и второй секции предварительного нагрева РН. Фиксированное основание 30201 также расположено на подвижной платформе 302. Фиксированное основание 30201 соединено с вертикальной стойкой 30202. Верхний конец вертикальной стойки 30202 соединен с верхним концом пластины для регулирования воздушного потока 301 после прохождения через прорезь 304. Привод 30203 также расположен с внешней стороны подвижной платформы 302. Привод 30203 приводит в движение подвижную платформу 302 для перемещения на ролике 303. Перемещение подвижной платформы 302 приводит в движение фиксированное основание 30201, и перемещение вертикальной стойки 30202 также приводит к перемещению пластины для регулирования воздушного потока 301 внутри системы колосниковой решетки 1.
[00267] Предпочтительно, пластина для регулирования воздушного потока 301 состоит из внешней пластины 30101 и внутренней пластины 30102. Внешняя пластина 30101 представляет собой пластинчатое тело, имеющее одну внутреннюю полость. Внутренняя пластина 30102 вставлена во внутреннюю полость внешней пластины 30101. Внутренняя пластина 30102 также соединена с подъемным приводом 30103. Подъемный привод 30103 управляет внутренней пластиной 30102 для перемещения в вертикальном направлении внутренней полости внешней пластины 30101.
[00268] Предпочтительно, система дополнительно включает кольцевой охладитель 7. В кольцевом охладителе 7 последовательно выполнены первая секция кольцевого охлаждения С1, вторая секция кольцевого охлаждения С2 и третья секция кольцевого охлаждения С3. Выпускное отверстие для воздуха первой секции кольцевого охлаждения С1 сообщается с впускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2 через шестой трубопровод L6. Выпускное отверстие для воздуха второй секции кольцевого охлаждения С2 сообщается с впускным отверстием для воздуха первой секции предварительного нагрева ТРН через седьмой трубопровод L7. Выпускное отверстие для воздуха третьей секции кольцевого охлаждения С3 сообщается с впускным отверстием для воздуха секции сушки посредством продувки воздухом UDD через восьмой трубопровод L8. Выпускное отверстие для воздуха первой секции предварительного нагрева ТРН сообщается с пятым трубопроводом L5 через девятый трубопровод L9. Выпускное отверстие для воздуха секции сушки посредством продувки воздухом UDD сообщается с дымовой трубой через десятый трубопровод L10.
[00269] Предпочтительно, система дополнительно включает первый датчик давления Р1, второй датчик давления Р2, первый датчик температуры Т1, второй датчик температуры Т2, первый датчик расхода Q1, второй датчик расхода Q2 и анализатор отходящего газа Y. Первый датчик давления Р1, первый датчик температуры Т1 и анализатор отходящего газа Y расположены в первой секции предварительного нагрева ТРН. Второй датчик давления Р2 и второй датчик температуры Т2 расположены во второй секции предварительного нагрева РН. Первый датчик расхода Q1 расположен на седьмом трубопроводе L7. Второй датчик расхода Q2 расположен на первом трубопроводе L1.
[00270] Предпочтительно, устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ 8 включает первое оросительное устройство 801 и устройство для смешения путем распыления под высоким давлением 803. Первое оросительное устройство 801 расположено во второй секции предварительного нагрева РН и соединено с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением 803 через одиннадцатый трубопровод L11.
[00271] Предпочтительно, устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ 8 включает второе оросительное устройство 802. Второе оросительное устройство 802 расположено в первом трубопроводе L1 и соединено с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением 803 через двенадцатый трубопровод L12.
[00272] Предпочтительно, двенадцатый трубопровод L12 представляет собой байпасный трубопровод, ответвляющийся от одиннадцатого трубопровода L11.
[00273] Предпочтительно, к устройству для смешения путем распыления под высоким давлением 803 подведены труба для подачи ванадий-титанового катализатора S1, труба для подачи водного раствора аммиака S2, труба для подачи мочевины S3, труба для подачи растворимой натриевой соли S4, труба для подачи этанола S5 и трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15 S6.
[00274] Предпочтительно, система дополнительно включает смеситель 9. К смесителю 9 подведены труба для подачи ванадий-титанового катализатора S1, труба для подачи водного раствора аммиака S2, труба для подачи мочевины S3, труба для подачи растворимой натриевой соли S4 и трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15 S6. Смеситель 9 сообщается с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением 803 через тринадцатый трубопровод L13.
[00275] Согласно третьей схеме осуществления настоящего изобретения, представлен способ обработки отходящего газ с применением системы для обработки отходящего газа в соответствии со второй схемой осуществления. Способ включает следующие этапы.
[00276] 101) В соответствии с направлением движения материалов, сырые окатыши поступают в систему колосниковой решетки 1, последовательно проходят через секцию сушки посредством продувки воздухом UDD, секцию сушки посредством отсасывания воздуха DDD, первую секцию предварительного нагрева ТРН и вторую секцию предварительного нагрева РН, и затем транспортируются во вращающуюся обжиговую печь 2 для окислительного обжига. Окисленные рудные окатыши после окислительного обжига транспортируют в кольцевой охладитель 7 для охлаждения.
[00277] 102) В соответствии с направлением потока горячего воздуха, горячий воздух, выпускаемый из первой секции кольцевого охлаждения С1, подают во вращающуюся обжиговую печь 2 через шестой трубопровод L6, и затем подают во вторую секцию предварительного нагрева РН через первый трубопровод L1. Горячий воздух, выпускаемый из второй секции кольцевого охлаждения С2, подают в первую секцию предварительного нагрева ТРН через седьмой трубопровод L7.
[00278] 103) Горизонтальное положение устройства для предотвращения образования воздушных каналов 3, расположенного между первой секцией предварительного нагрева ТРН и второй секцией предварительного нагрева РН, регулируют таким образом, чтобы давление в первой секции предварительного нагрева ТРН превышало или равнялось давлению во второй секции предварительного нагрева РН.
[00279] 104) Горячий воздух из первой секции предварительного нагрева ТРН, наконец, выпускают через девятый трубопровод L9. Горячий воздух из второй секции предварительного нагрева РН, наконец, выпускают через четвертый трубопровод Г4.
[00280] В альтернативном варианте, в способе, на этапе 103), регулирование горизонтального положения устройства для предотвращения образования воздушных каналов 3, расположенного между первой секцией предварительного нагрева ТРН и второй секцией предварительного нагрева РН, включает следующие этапы:
[00281] приведение в движение подвижной платформы 302 для перемещения на ролике 303 посредством привода 30203; перемещение подвижной платформы 302, приводящее в движение фиксированное основание 30201 и вертикальную стойку 30202 для перемещения, приводит к перемещению пластины для регулирования воздушного потока 301 в системе колосниковой решетки 1; и
[00282] управление внутренней пластиной 30102 пластины для регулирования воздушного потока 301 для перемещения в вертикальном направлении внутренней полости внешней пластины 30101 пластины для регулирования воздушного потока 301 посредством подъемного привода 30103.
[00283] Предпочтительно, способ дополнительно включает: первый датчик давления Р1, расположенный в первой секции предварительного нагрева ТРН, для определения давления воздуха p1 (в Па) в первой секции предварительного нагрева ТРН в режиме реального времени. Первый датчик температуры Т1 также расположен для определения температуры газа c1 (в К) в первой секции предварительного нагрева ТРН в режиме реального времени.
[00284] Предпочтительно, второй датчик давления Р2 расположен во второй секции предварительного нагрева РН для определения давления воздуха р2 (в Па) во второй секции предварительного нагрева РН в режиме реального времени. Второй датчик температуры Т2 также расположен для определения температуры газа с2 (в К) во второй секции предварительного нагрева РН в режиме реального времени.
3
3
[00285] Предпочтительно, на седьмом трубопроводе L7 дополнительно расположен первый датчик расхода Q1 для определения расхода газа q1 (в Нм/ч), подаваемого в первую секцию предварительного нагрева ТРН, в режиме реального времени. Второй датчик расхода Q2 расположен на первом трубопроводе L1 для определения расхода газа q2 (в Нм/ч), подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева РН, в режиме реального времени. Масса газа, подаваемого в первую секцию предварительного нагрева ТРН, составляет m1 (в граммах):
[00286] Масса газа, подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева РН, составляет m2 (в граммах):
3
[00287] В Формуле 1 и Формуле 2, ρ представляет собой среднюю плотность газа, в г/м, и t представляет собой время подачи газа, в часах.
[00288] Согласно уравнению состояния идеального газа, получают следующее:
3
3
[00289] В Формуле 3 и Формуле 4, v1 представляет собой объем первой секции предварительного нагрева ТРН, в м; v2 представляет собой объем второй секции предварительного нагрева РН, в м; R представляет собой газовую постоянную, в Дж/(моль⋅К); и М представляет собой среднюю молярную массу газа, в г/моль.
[00290] Предпочтительно, устанавливают, что первая секция предварительного нагрева ТРН имеет длину a1, ширину b1 и высоту h1, все величины в метрах. Устанавливают, что вторая секция предварительного нагрева РН имеет длину а2, ширину b2 и высоту h2, все величины в метрах. Следовательно:
[00291] В формуле 5 и формуле 6, k1 представляет собой объемный поправочный коэффициент первой секции предварительного нагрева ТРН, и k2 представляет собой объемный поправочный коэффициент второй секции предварительного нагрева РН.
[00292] Подставляют Формулу 5 в Формулу 3 для получения:
[00293] Подставляют Формулу 6 в Формулу 4 для получения:
[00294] Предпочтительно, величину горизонтального перемещения пластины для регулирования воздушного потока 301 в направлении первой секции предварительного нагрева ТРН устанавливают равной Δа, в метрах. Следовательно:
min
[00295] При Z=1, минимальная предполагаемая величина перемещения Δa пластины для регулирования воздушного потока 301 составляет:
min
[00296] Путем регулирования величины горизонтального перемещения Δа пластины для регулирования воздушного потока 301 обеспечивают превышение или равенство расчетному значению Δa (в метрах) согласно Формуле 10, чтобы Z≥1, т.е. p1≥p2.
[00297] Предпочтительно, при регулировании горизонтального перемещения Δа пластины для регулирования воздушного потока 301, выполняют пошаговое регулирование, и количество шагов регулирования устанавливают равным N, следовательно:
[00298] Когда необходимое горизонтальное перемещение пластины для регулирования воздушного потока 301 составляет Δа, количество перемещений пластины для регулирования воздушного потока 301 представляет собой расчетное значение N согласно Формуле 11.
3
[00299] Предпочтительно, анализатор отходящего газа Y дополнительно расположен в первой секции предварительного нагрева ТРН для определения содержания NOx в первой секции предварительного нагрева ТРН в режиме реального времени, чтобы содержание NOx не превышало или равнялось 40 мг/м.
[00300] Вариант осуществления 1
[00301] Как показано на Фиг. 6-13, представлена система для обработки отходящего газа. Система включает систему колосниковой решетки 1, вращающуюся обжиговую печь 2, устройство для десульфуризации 4, устройство для денитрации с помощью технологии СКВ 5 и устройство для удаления пыли 6. В соответствии с направлением движения материалов, в системе колосниковой решетки 1 последовательно выполнены секция сушки посредством продувки воздухом UDD, секция сушки посредством отсасывания воздуха DDD, первая секция предварительного нагрева ТРН и вторая секция предварительного нагрева РН. Вторая секция предварительного нагрева РН сообщается с выпускным отверстием для отходящего газа вращающейся обжиговой печи 2 через первый трубопровод L1. Устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ 8 выполнено во второй секции предварительного нагрева РН и/или первом трубопроводе L1. Выпускное отверстие для воздуха второй секции предварительного нагрева РН сообщается с впускным отверстием для воздуха секции сушки посредством отсасывания воздуха DDD через четвертый трубопровод L4. Выпускное отверстие для воздуха секции сушки посредством отсасывания воздуха DDD сообщается с дымовой трубой через пятый трубопровод L5. Устройство для денитрации с помощью технологии СКВ 5 расположено на четвертом трубопроводе L4. Устройство для десульфуризации 4 и устройство для удаления пыли 6 расположены на пятом трубопроводе L5.
[00302] Вариант осуществления 2
[00303] Повторяется Вариант осуществления 1. На основе Варианта осуществления 1, устройство для предотвращения образования воздушных каналов 3 расположено между первой секцией предварительного нагрева ТРН и второй секцией предварительного нагрева PH.
[00304] Вариант осуществления 3
[00305] Повторяется Вариант осуществления 2. На основе Варианта осуществления 2, устройство для предотвращения образования воздушных каналов 3 включает пластину для регулирования воздушного потока 301, подвижную платформу 302, ролик 303 и прорезь 304. Пластина для регулирования воздушного потока 301 расположена внутри системы колосниковой решетки 1. Подвижная платформа 302 расположена с обеих сторон внешних нижних концов первой секции предварительного нагрева ТРН и второй секции предварительного нагрева РН. Ролик 303 расположен в нижней части подвижной платформы 302. Прорезь 304 выполнена с обеих сторон внешних верхних концов первой секции предварительного нагрева ТРН и второй секции предварительного нагрева РН. Фиксированное основание 30201 также расположено на подвижной платформе 302. Фиксированное основание 30201 соединено с вертикальной стойкой 30202. Верхний конец вертикальной стойки 30202 соединен с верхним концом пластины для регулирования воздушного потока 301 после прохождения через прорезь 304. Привод 30203 также расположен с внешней стороны подвижной платформы 302. Привод 30203 приводит в движение подвижную платформу 302 для перемещения на ролике 303. Перемещение подвижной платформы 302 приводит в движение фиксированное основание 30201, и перемещение вертикальной стойки 30202 также приводит к перемещению пластины для регулирования воздушного потока 301 внутри системы колосниковой решетки 1.
[00306] Вариант осуществления 4
[00307] Повторяется Вариант осуществления 3. На основе Варианта осуществления 3, пластина для регулирования воздушного потока 301 состоит из внешней пластины 30101 и внутренней пластины 30102. Внешняя пластина 30101 представляет собой пластинчатое тело, имеющее одну внутреннюю полость. Внутренняя пластина 30102 вставлена во внутреннюю полость внешней пластины 30101. Внутренняя пластина 30102 также соединена с подъемным приводом 30103. Подъемный привод 30103 управляет внутренней пластиной 30102 для перемещения в вертикальном направлении внутренней полости внешней пластины 30101.
[00308] Вариант осуществления 5
[00309] Повторяется Вариант осуществления 4. На основе Варианта осуществления 4, система дополнительно включает кольцевой охладитель 7. В кольцевом охладителе 7 последовательно выполнены первая секция кольцевого охлаждения С1, вторая секция кольцевого охлаждения С2 и третья секция кольцевого охлаждения С3. Выпускное отверстие для воздуха первой секции кольцевого охлаждения С1 сообщается с впускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2 через шестой трубопровод L6. Выпускное отверстие для воздуха второй секции кольцевого охлаждения С2 сообщается с впускным отверстием для воздуха первой секции предварительного нагрева ТРН через седьмой трубопровод L7. Выпускное отверстие для воздуха третьей секции кольцевого охлаждения С3 сообщается с впускным отверстием для воздуха секции сушки посредством продувки воздухом UDD через восьмой трубопровод L8. Выпускное отверстие для воздуха первой секции предварительного нагрева ТРН сообщается с пятым трубопроводом L5 через девятый трубопровод L9. Выпускное отверстие для воздуха секции сушки посредством продувки воздухом UDD сообщается с дымовой трубой через десятый трубопровод L10.
[00310] Вариант осуществления 6
[00311] Повторяется Вариант осуществления 5. На основе Варианта осуществления 5, система дополнительно включает первый датчик давления Р1, второй датчик давления Р2, первый датчик температуры Т1, второй датчик температуры Т2, первый датчик расхода Q1, второй датчик расхода Q2 и анализатор отходящего газа Y. Первый датчик давления Р1, первый датчик температуры Т1 и анализатор отходящего газа Y расположены в первой секции предварительного нагрева ТРН. Второй датчик давления Р2 и второй датчик температуры Т2 расположены во второй секции предварительного нагрева РН. Первый датчик расхода Q1 расположен на седьмом трубопроводе L7. Второй датчик расхода Q2 расположен на первом трубопроводе L1.
[00312] Вариант осуществления 7
[00313] Повторяется Вариант осуществления 6. На основе Варианта осуществления 6, устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ 8 включает первое оросительное устройство 801 и устройство для смешения путем распыления под высоким давлением 803. Первое оросительное устройство 801 расположено во второй секции предварительного нагрева РН и соединено с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением 803 через одиннадцатый трубопровод L11.
[00314] Устройство для денитрации с помощью технологии СНКВ 8 включает второе оросительное устройство 802. Второе оросительное устройство 802 расположено в первом трубопроводе L1 и соединено с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением 803 через двенадцатый трубопровод L12.
[00315] Двенадцатый трубопровод L12 представляет собой байпасный трубопровод, ответвляющийся от одиннадцатого трубопровода LI 1.
[00316] Вариант осуществления 8
[00317] Повторяется Вариант осуществления 7. На основе Варианта осуществления 7, к устройству для смешения путем распыления под высоким давлением 803 подведены труба для подачи ванадий-титанового катализатора S1, труба для подачи водного раствора аммиака S2, труба для подачи мочевины S3, труба для подачи растворимой натриевой соли S4, труба для подачи этанола S5 и трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15 S6.
[00318] Вариант осуществления 9
[00319] Повторяется Вариант осуществления 8. На основе Варианта осуществления 8, система дополнительно включает смеситель 9. К смесителю 9 подведены труба для подачи ванадий-титанового катализатора S1, труба для подачи водного раствора аммиака S2, труба для подачи мочевины S3, труба для подачи растворимой натриевой соли S4 и трубопровод для подачи наноразмерного каолинового материала с нуль-валентным железом или SBA-15 S6. Смеситель 9 сообщается с устройством для смешения путем распыления под высоким давлением 803 через тринадцатый трубопровод L13.
[00320] Вариант осуществления 1 способа
[00321] Устанавливают, что первая секция предварительного нагрева ТРН системы колосниковой решетки имеет длину a1, равную 12 м, ширину b1, равную 4.5 м, и высоту h1, равную 3 м. Устанавливают, что вторая секция предварительного нагрева РН имеет длину а2, равную 15 м, ширину b2, равную 4.5 м, и высоту h2, равную 3 м. Объемный поправочный коэффициент k1 первой секции предварительного нагрева ТРН равен 1. Объемный поправочный коэффициент k2 второй секции предварительного нагрева РН равен 1 (т.е. первая секция предварительного нагрева ТРН и вторая секция предварительного нагрева РН системы обжиговой печи с колосниковой решеткой имеют прямоугольную форму). Когда пластина для регулирования воздушного потока 301 находится в исходном положении (т.е. в месте соединения первой секции предварительного нагрева ТРН и второй секции предварительного нагрева РН):
3
[00322] Объем первой секции предварительного нагрева ТРН составляет: v1=1×12×4.5×3=162 м; и
3
[00323] Объем второй секции предварительного нагрева РН составляет: v2=1×15×4.5×3=202.5 м.
3
3
[00324] Определено, что расход газа q1, подаваемого в первую секцию предварительного нагрева ТРН, составляет 100 Нм/ч. Определено, что расход газа q2, подаваемого во вторую секцию предварительного нагрева РН, составляет 150 Нм/ч. Определено, что температура газа c1 в первой секции предварительного нагрева ТРН составляет 858.15 К. Определено, что температура газа с2 во второй секции предварительного нагрева РН составляет 1250.15 К.
[00325] В процессе работы системы, если определено, что давление воздуха p1 в первой секции предварительного нагрева ТРН составляет -900 Па; и определено, что давление воздуха р2 во второй секции предварительного нагрева РН составляет -400 Па, то выполняют следующие вычисления согласно Формуле 9 и Формуле 10:
min
[00326] При Z=1, минимальная предполагаемая величина перемещения Δa пластины для регулирования воздушного потока 301 составляет:
[00327] А именно:
min
Δa=(12×4.5×3×1250.15×150-15×4.5×3×858.15×100)/
(150×1250.15×4.5×3+100×858.15×4.5×3)=9.47
min
[00328] Необходимое количество шагов регулирования N, когда горизонтальное перемещение пластины для регулирования воздушного потока 301 составляет Δa=Δa, рассчитывают согласно Формуле 11:
[00329] А именно:
N=⏐(-400+900)/(0.05×-900)⏐=11.11
min
[00330] Когда пластину для регулирования воздушного потока 301 регулируют пошагово, размер отдельного шага регулирования представляет собой STEP: STEP=Δa/N=9.47/11.11=0.85. Пластину для регулирования воздушного потока 301 регулируют (от секции РН к секции ТРН) согласно расчетному значению STEP, и размер отдельного шага регулирования составляет 0.85 м. p1 и р2 определяют после завершения регулирования. Если p1≥p2, регулирование пластины для регулирования воздушного потока 301 завершают; если p1<p2, регулирование пластины для регулирования воздушного потока 301 продолжают с размером шага STEP, равным 0.85 м, до тех пор, пока p1≥p2.
[00331] Вариант осуществления 2 способа
[00332] В соответствии с системой для удаления NOx с помощью способа СНКВ, расположенной в системе для денитрации обжиговой печи с колосниковой решеткой, главным образом, рассматривают влияние исходной концентрации NOx (х) до денитрации СНКВ, соотношения аммиака и азота (m) при введении аммиака для СНКВ и температурного окна (t) при введении аммиака для СНКВ на степень денитрации, и формулу эффективности денитрации СНКВ определяют посредством анализа данных и подбора эмпирической кривой следующим образом.
х
х
[00333] (1) Взаимосвязь между степенью денитрации у и исходной концентрацией NOx до денитрации СНКВ представлена в Таблице 3, и степень денитрации у на основе исходной концентрации NOx до денитрации СНКВ определяют согласно следующей формуле:
[00334] Эмпирическое уравнение выполняют в соответствии с данными в Таблице 3, представленной выше, как показано на Фиг. 15 описания. Путем подбора эмпирического уравнения получают:
х
2
у=-0.000003х+0.0043х-0.6646
m
m
[00335] (2) Взаимосвязь между степенью денитрации y и соотношением аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ представлена в Таблице 4, и степень денитрации y на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СНКВ определяют согласно следующему уравнению:
[00336] Эмпирическое уравнение выполняют в соответствии с данными в Таблице 4, представленной выше, как показано на Фиг. 16 описания. Путем подбора эмпирического уравнения получают:
m
2
y=-0.118m+0.8214m-0.5975
t
t
[00337] (3) Взаимосвязь между степенью денитрации y и температурным окном при введении аммиака для СНКВ представлена в Таблице 5, и степень денитрации y на основе температурного окна при введении аммиака для СНКВ определяют согласно следующему уравнению:
[00338] Эмпирическое уравнение выполняют в соответствии с данными в Таблице 5, представленной выше, как показано на Фиг. 17 описания. Путем подбора эмпирического уравнения получают:
t
2
y=-0.00003t+0.043t-17.62
z
z
[00339] (4) Взаимосвязь между степенью денитрации y и концентрацией NOx до денитрации СКВ представлена в Таблице 6, и степень денитрации y на основе концентрации NOx до денитрации СКВ определяют согласно следующей формуле:
[00340] Эмпирическое уравнение выполняют в соответствии с данными в Таблице 6, представленной выше, как показано на Фиг. 18 описания. Путем подбора эмпирического уравнения получают:
z
y=-0.0001z+0.97
n
n
[00341] (5) Взаимосвязь между степенью денитрации y и соотношением аммиака и азота при введении аммиака для СКВ представлена в Таблице 7, и степень денитрации y на основе соотношения аммиака и азота при введении аммиака для СКВ определяют согласно следующему уравнению:
[00342] Эмпирическое уравнение выполняют в соответствии с данными в Таблице 7, представленной выше, как показано на Фиг. 19 описания. Путем подбора эмпирического уравнения получают:
n
2
y=0.1643n-0.5482n+1.3437
с
с
[00343] (6) Взаимосвязь между степенью денитрации у и количеством слоев катализатора СКВ представлена в Таблице 8, и степень денитрации у на основе количества слоев катализатора СКВ определяют согласно следующему уравнению:
[00344] Эмпирическое уравнение выполняют в соответствии с данными в Таблице 8, представленной выше, как показано на Фиг. 20 описания. Путем подбора эмпирического уравнения получают:
c
-0.027c
y=0.9979*10
[00345] В сочетании с вышеуказанными этапами (1)-(6), Формулу VIII преобразуют в:
2
2
2
2
-0.027c
y=A⋅(-0.000003x+0.0043x-0.6446)+B⋅(-0.118m+0.8214m-0.5975)+C⋅(-0.00003t+0.043t-17.62)+D⋅(-0.0001z+0.97)+E⋅(0.1643n-0.5482n+1.3437)+F⋅(0.9979e)
[00346] В варианте осуществления, весовые значения параметров составляют: А=0.1, В=0.25, С=0.15, D=0.15, Е=0.1, F=0.25. Следовательно, формула для расчета степени комбинированной денитрации СНКВ-СКВ у, полученная после подбора, выглядит следующим образом:
2
2
2
2
-0.027c
y=0.1⋅(-0.000003x+0.0043x-0.6446)+0.25⋅(-0.118m+0.8214m-0.5975)+0.15⋅(-0.00003t+0.043t-17.62)+0.15⋅(-0.0001z+0.97)+0.1⋅(0.1643n-0.5482n+1.3437)+0.25⋅(0.9979e)
3
3
[00347] (7) Один набор начальных заданных значений устанавливают для каждого параметра: х=897 мг/м, m=1.0, t=924°С, z=295 мг/м, n=1.05, с=2. В данный момент, степень денитрации технологии СНКВ составляет 68.3%, степень денитрации технологии СКВ составляет 94.5%, и степень комбинированной денитрации составляет 100%.
m
[00348] (8) Исходя из того, что рабочие условия системы обжиговой печи с колосниковой решеткой являются стабильными, а именно исходная концентрация NOx х до денитрации СНКВ и температурное окно t при введении аммиака для СНКВ являются относительно стабильными, соотношение аммиака и азота m при введении аммиака для СНКВ постепенно уменьшают, и размер шага STEP составляет 0.1. Расчет выполняют посредством формулы для расчета степени комбинированной денитрации СНКВ-СКВ у, полученной после подбора, при этом полученный результат представлен в следующей Таблице 9.
3
3
[00349] Из представленной выше Таблицы 9 видно, что концентрация выбросов NOx составляет 48.92 мг/м<50 мг/м даже после снижения соотношения аммиака и азота m при введении аммиака для СНКВ с 1.0 до 0.9 на основе вышеупомянутых заданных параметров. Концентрация выбросов NOx по-прежнему соответствует национальному стандарту, касающемуся сверхнизкого уровня выбросов.
[00350] Следует отметить, что при увеличении количества N, содержащегося в пылевидном угле, используемом во вращающейся обжиговой печи, при сохранении текущего состояния горения неизменным, концентрация NOx в хвостовом газе возрастает, т.е. исходная концентрация NOx х до денитрации СНКВ увеличивается, и соответствующая степень денитрации возрастает. В то время, как в системе СНКВ поддерживается соотношение аммиака и азота m и температурное окно t при введении аммиака для СНКВ неизменными, как показано в Таблице 10, степень денитрации сохраняется на уровне 66-67%, что соответствует технологическим требованиям. Соотношение аммиака и азота m удерживается неизменным, и общее количество NOx в отходящем газе увеличивается, так что фактическое вводимое количество аммиака увеличивается, и затраты на денитрацию соответственно повышаются.
[00351] Следует отметить, что при изменении рабочих условий системы обжиговой печи с колосниковой решеткой, вводимое количество угля увеличивается, что приводит к увеличению температуры в обжиговой печи, увеличению температуры хвостового газа обжиговой печи и увеличению содержания NOx в хвостовом газе, т.е. в это же время увеличиваются исходная концентрация NOx х до денитрации СНКВ и температурное окно t при введении аммиака для СНКВ. В данный момент, степень денитрации СНКВ увеличивается с увеличением концентрации х и уменьшается с увеличением температуры t. Как показано в Таблице 11, влияние температуры t становится основным фактором, ограничивающим степень денитрации, и следует своевременно принять меры по уменьшению температурного окна. Как правило, температуру t снижают, чтобы она находилась в пределах 1000°С.
[00352] Технологические рекомендации после интегрирования приведенного выше анализа результатов представлены в Таблице 12 ниже.
[00353] Вариант осуществления 3 способа
[00354] Выбирают систему для денитрации отходящего газа процесса получения окисленных окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, при этом катализатор СНКВ распыляют во второй секции предварительного нагрева РН и/или в первом трубопроводе L1, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева РН и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2. Катализатор СНКВ представляет собой катализатор СНКВ с добавлением композиционной добавки. Затем различные доли каждого компонента в композиционной добавке корректируют для выполнения обработки денитрацией отходящего газа. Конкретная процедура представлена в Таблице 13 ниже.
[00355] Вариант осуществления 4 способа
[00356] Выбирают систему для денитрации отходящего газа процесса получения окисленных окатышей с применением обжиговой печи с колосниковой решеткой, при этом катализатор СНКВ распыляют во второй секции предварительного нагрева РН и/или в первом трубопроводе L1, присоединенном между впускным отверстием для воздуха второй секции предварительного нагрева РН и выпускным отверстием для воздуха вращающейся обжиговой печи 2. Катализатор СНКВ представляет собой композиционный агент на основе аммиака. Затем различные доли каждого компонента в композиционной добавке корректируют для выполнения обработки денитрацией отходящего газа. Конкретная процедура представлена в Таблице 14 ниже.