一種移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法
2023-05-15 08:06:41
一種移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法
【專利摘要】本發明涉及一種移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置，其特徵在於：控制裝置為罩體結構，由：流場驅動系統和熱能導流系統組成，移動式高溫煙塵廢氣流場控制工藝方法，採用以下步驟：流場驅動系統和熱能導流系統同步工作，流場驅動系統處於負壓工作狀態，熱能導流系統處於正壓逐漸減弱負壓逐漸增強的工作狀態；流場驅動系統有組織的環境氣流進入流場驅動系統；採用正壓驅動和煙塵廢氣淨化系統的負壓引導驅動，通過脫硫劑漿液水幕向篩網周邊區域流動，最終排入熄焦車廂焦罐內，進行高級脫硫除塵。本發明避可大大減少煙塵廢氣淨化系統的吸風量，使淨化系統有效控制固體或液體粒子汙染，具有節能減排和低運行成本的實際意義。
【專利說明】一種移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於環境保護【技術領域】，是一種利用流場驅動系統和熱能導流系統，以低能耗、小吸風量來控制高溫煙塵廢氣流場，同時脫除煙塵廢氣中所含的低濃度SO2等酸性組分及大顆粒固體或液體粒子等汙染物的移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法，特別涉及一種移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法。
【背景技術】
[0002]煙塵廢氣淨化系統主要由局部排氣罩、淨化裝置、管道系統及通風機等組成，是目前對煙塵廢氣汙染控制的主要和有效手段。局部排氣罩是一種汙染源控制裝置，本發明所述移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置是傳統局部排氣罩的升級換代裝置，局部排氣罩控制的是一個生產環節單股攜塵氣流單一流場，而本發明所述移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置控制的是多個生產環節多股攜塵氣流疊加流場，通過利用高新技術有效控制多股攜塵氣流和削弱其塵化強度，在避免固體(或液體)粒子等汙染物擴散的同時，使煙塵廢氣淨化系統的運行有效、節能和經濟。對於焦側區域的汙染源，主要產生於焦爐出焦過程。裝入焦爐炭化室的煤經高溫乾餾煉成赤熱的紅焦後，被推焦車按順序從炭化室推出，推出的紅焦發生破裂在空氣中燃燒和從導焦柵落到熄焦車廂(焦罐)內撞擊，在出焦過程的爐門處、攔焦車導焦柵和焦炭從攔焦車導焦柵落到熄焦車廂(焦罐)三個推焦環節產生大量煙塵廢氣，每噸紅焦散發的煙塵廢氣數量達0.4kg之多。汙染源具有:煙塵廢氣溫度高、間歇、陣發性和產塵點沿焦爐縱向頻繁移動等特點，廢氣中主要含有焦塵(顆粒物)和低濃度(約為10mg/m3)S02氣體等汙染物。對出焦過程三個推焦環節的汙染源控制，國內外常採用移動局部排氣罩捕集煙塵廢氣。移動局部排氣罩與煙塵廢氣淨化系統的其它組成部分不固定，排氣罩罩住攔焦車導焦柵出口和熄焦車車廂(焦罐)口，排氣罩固定在攔焦車上隨攔焦車一起移動，排氣罩出口連接管與管道系統的集塵匯總管移動連接，煙塵廢氣淨化系統的其它組成部分固定在地面上。汙染源控制機制是:將出焦過程三個推焦環節的汙染源看成為一個汙染源，從局部排氣罩內部吸出高溫煙塵廢氣，使內部因物料攜帶與誘導氣流而出現的正壓區變為負壓區，控制攜塵氣流從排氣罩縫隙處擠出。上述在對出焦過程三個推焦環節汙染源的控制中，將出焦過程三個推焦環節的汙染源看成為一個汙染源，不考慮對低濃度SO2等酸性組分的控制，主要考慮對焦塵(顆粒物)的控制。移動局部排氣罩，普遍存在密封不嚴，尤其攔焦車導焦柵與爐門接觸部位(特別是下部)無法完全密封，導致一部分煙塵廢氣外逸；捕集能力不足或不均勻，造成有一部分煙塵廢氣從局部排氣罩下部邊緣與熄焦車車廂(焦罐車罐口)上部邊緣的空隙外逸等缺陷。為解決這部分煙塵廢氣外逸，通常都採用加大排氣量措施，另外，由於淨化裝置一般都選用袋式除塵器，所以在處理高溫煙氣廢氣時，必須先考慮煙塵廢氣的冷卻降溫，然後再進入袋式除塵器淨化，這樣會帶來煙塵廢氣淨化系統設施龐大，不符合節能減排和低運行成本的要求。
【發明內容】
[0003]本發明克服了上述存在的缺陷，目的是針對焦爐出焦過程三個推焦環節的汙染源，利用流場驅動系統和熱能導流系統，以低能耗、小吸風量來控制高溫煙塵廢氣疊加流場，同時脫除煙塵廢氣中所含的低濃度SO2等酸性組分及大顆粒固體或液體粒子等汙染物，通過密封及結構設計實現控制汙染要求，提供一種方便經濟的移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法。
[0004]本發明移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法內容簡述:
本發明移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置，其特徵在於:移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置為罩體結構，由:流場驅動系統和熱能導流系統組成，流場驅動系統由:前驅動裝置、左驅動裝置、右驅動裝置、三通道連接法蘭、管道系統分配負壓裝置和煙塵廢氣負壓引流段組成；
前驅動裝置，由:前條縫罩組、前罩組集合管、前罩組管件和前罩組集合管連管組成，在前條縫罩組的上方依次設有前罩組集合管、前罩組管件和前罩組集合管連管，前條縫罩組通過8?12個條縫罩組合焊接在一起構成；
左驅動裝置，由:左條縫罩組、左罩組集合管、左罩組管件和左罩組集合管連管組成，在左條縫罩組的上方依次設有左罩組集合管、左罩組管件和左罩組集合管連管，左條縫罩組通過6?10個條縫罩組合焊接在一起構成；
右驅動裝置，由:右條縫罩組、右罩組集合管、右罩組管件、右罩組集合管連管和右罩組連管管件組成，在右條縫罩組的上方依次設有右罩組集合管、右罩組管件、右罩組集合管連管和右罩組連管管件，右條縫罩組通過6?10個條縫罩組合焊接在一起構成。
[0005]所述的前條縫罩組、左條縫罩組及右條縫罩組與熱能導流系統高溫煙塵廢氣集氣室的長方形集氣喇叭口側壁的垂直段螺栓固定連接，前條縫罩組通過支管與前罩組集合管連接，前罩組集合管通過前罩組管件與前罩組集合管連管連接；左條縫罩組通過支管與左罩組集合管連接，左罩組集合管通過左罩組管件與左罩組集合管連管連接；右條縫罩組通過支管與右罩組集合管連接，右罩組集合管通過右罩組管件與右罩組集合管連管連接，右罩組集合管連管連接右罩組連管管件後，通過管段與前罩組集合管連管、左罩組集合管連管匯合，匯合後的各集合管連接管通過三通道連接法蘭與管道系統分配負壓裝置法蘭連接，管道系統分配負壓裝置出口與煙塵廢氣負壓引流段法蘭採用焊接連接。
[0006]移動式高溫煙塵廢氣流場控制工藝方法，採用以下步驟:
(I )、當移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置工作時，流場驅動系統和熱能導流系統同步工作，流場驅動系統處於負壓工作狀態，熱能導流系統處於正壓逐漸減弱負壓逐漸增強的工作狀態；
(2)、流場驅動系統各條縫罩組從三股攜塵氣流疊加流場塵化區四周吸出空氣，造成有組織的環境氣流，進入流場驅動系統；
(3)、由於流場驅動系統驅動作用，在熱能導流系統高溫煙塵廢氣集氣室內，只有紅焦攜帶與熱誘導氣流存在，內部出現正壓，在出焦過程的爐門處、攔焦車導焦柵和焦炭從攔焦車導焦柵落到熄焦車廂焦罐三個推焦環節產生的三股攜塵氣流，藉助自身的熱誘導氣流即上升浮力，正壓驅動和煙塵廢氣淨化系統的負壓引導驅動，匯集後即高溫煙塵廢氣被驅動流進隔離篩網內部區域；
(4)、在汙染源控制室，通過設在球冠形反射擋板外頂處脫硫劑漿液噴灑設施的噴灑，在隔離篩網上形成脫硫劑漿液水幕，脫硫劑漿液水幕將汙染源控制室隔離成煙塵廢氣熱能均衡區即篩網內部區域和初級脫硫反應除塵區即篩網周邊區域，流進篩網內部區域的高溫煙塵廢氣，由於球冠形反射擋板的阻擋和過流截面的擴大，其流速和流向都發生了改變，通過脫硫劑漿液水幕向篩網周邊區域流動；
(5)、在初級脫硫反應除塵區，在控制室上罩體內表面處設有脫硫劑漿液霧化設施，將脫硫劑漿液霧化，煙塵廢氣與水蒸氣和被霧化的脫硫劑接觸，發生物理、化學反應過程，獲得較好的脫硫、除塵效果；同時由於水蒸氣的洗滌，煙塵廢氣中的粉塵大顆粒在汙染源控制室內沉降到控制室錐段罩體並匯集，最終排入熄焦車廂焦罐內；
(6)、有組織的環境氣流進入流場驅動系統後，經過前、左和右三套驅動裝置驅動和三通道連接法蘭後，進入管道系統分配負壓裝置參加分配負壓，分配負壓後的環境氣流再進入煙塵廢氣負壓引流段，在負壓引流段內經整流葉片組件的整流，使在工作管段內流動的環境氣流，中間部分氣流減弱，四周部分增強，並與來自熱能導流系統的被吸收SO2和去除粉塵大顆粒的細顆粒煙塵廢氣開始混合，開始混合後煙塵廢氣溫度開始進一步的降低，滿足煙塵廢氣淨化系統後續淨化裝置高級脫硫除塵的需要。
[0007]本發明由於流場驅動系統有組織的環境氣流作用，避免了大量無組織的環境氣流進入熱能導流系統，大大減少了煙塵廢氣淨化系統的吸風量，可達50%以上，使淨化系統有效而又經濟的控制固體或液體粒子等汙染物；由於流場驅動系統有組織的環境氣流出現，為三股攜塵氣流疊加流場塵化區的控制，找到了有效而又經濟的控制方法，具有節能減排和低運行成本的實際意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置結構示意圖；
圖2是移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置左視圖；
圖3是移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置仰視圖；
圖4是移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置右視圖。
[0009]圖中:1是前條縫罩組、2是左條縫罩組、3是右條縫罩組、4是前罩組集合管、5是左罩組集合管、6是右罩組集合管、7是前罩組管件、8是左罩組管件、9是右罩組管件、10是前罩組集合管連管、11是左罩組集合管連管、12是右罩組集合管連管、13是右罩組連管管件、14是三通道連接法蘭、15是管道系統分配負壓裝置、16是煙塵廢氣負壓引流段。
【具體實施方式】
[0010]本發明移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置及工藝方法是這樣實現的，下面結合附圖作具體說明。
[0011]見圖1?圖4，移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置為罩體結構，由:流場驅動系統和熱能導流系統組成，流場驅動系統由:前驅動裝置、左驅動裝置、右驅動裝置、三通道連接法蘭14、管道系統分配負壓裝置15、煙塵廢氣負壓引流段16、連接管段和管件組成。
[0012]前驅動裝置，由:前條縫罩組1、前罩組集合管4、前罩組管件7和前罩組集合管連管10組成，在前條縫罩組I的上方依次設有前罩組集合管4、前罩組管件7和前罩組集合管連管10，前條縫罩組I通過8?12個條縫罩組合焊接在一起構成。
[0013]左驅動裝置，由:左條縫罩組2、左罩組集合管5、左罩組管件8和左罩組集合管連管11組成，在左條縫罩組2的上方依次設有左罩組集合管5、左罩組管件8和左罩組集合管連管11，左條縫罩組2通過6?10個條縫罩組合焊接在一起構成。
[0014]右驅動裝置，由:右條縫罩組3、右罩組集合管6、右罩組管件9、右罩組集合管連管12和右罩組連管管件13組成，在右條縫罩組3的上方依次設有右罩組集合管6、右罩組管件9、右罩組集合管連管12和右罩組連管管件13，右條縫罩組3通過6?10個條縫罩組合焊接在一起構成。
[0015]前條縫罩組1、左條縫罩組2及右條縫罩組3與熱能導流系統高溫煙塵廢氣集氣室的長方形集氣喇叭口側壁的垂直段螺栓固定連接，前條縫罩組I通過支管與前罩組集合管4連接，前罩組集合管4通過前罩組管件7與前罩組集合管連管10連接；左條縫罩組2通過支管與左罩組集合管5連接，左罩組集合管5通過左罩組管件8與左罩組集合管連管11連接；右條縫罩組3通過支管與右罩組集合管6連接，右罩組集合管6通過右罩組管件9與右罩組集合管連管12連接，右罩組集合管連管12連接右罩組連管管件13後，通過管段與前罩組集合管連管10、左罩組集合管連管11匯合，匯合後的各集合管連接管通過三通道連接法蘭14與管道系統分配負壓裝置15法蘭連接，管道系統分配負壓裝置15出口與煙塵廢氣負壓引流段16法蘭採用焊接連接。
[0016]熱能導流系統採用本 申請人:的另外兩項專利，專利申請號:201420631330.6，名稱:一種煙塵廢氣汙染源控制裝置和專利申請號:201410589187.3，名稱:一種煙塵廢氣汙染源控制裝置及工藝方法，熱能導流系統設有高溫煙塵廢氣集氣室、汙染源控制室、煙塵廢氣負壓引流段、脫硫系統、骨架和固定連接件；脫硫系統由設於地面的脫硫劑漿液配製子系統和設於焦爐頂部的脫硫劑漿液投放子系統構成。
[0017]本發明移動式高溫煙塵廢氣流場控制的工藝方法:
(I)、本發明所述移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置工作時，流場驅動系統和熱能導流系統同步工作，流場驅動系統處於負壓工作狀態，熱能導流系統處於正壓逐漸減弱負壓逐漸增強的工作狀態。
[0018](2)、流場驅動系統各條縫罩組1、2、3從三股攜塵氣流疊加流場塵化區四周吸出空氣，造成有組織的環境氣流，進入流場驅動系統，有組織的環境氣流，不僅阻隔一次塵化氣流形成局部煙塵廢氣塵化區的擴大，而且有效抑制二次氣流進入塵化區使煙塵廢氣進一步擴散。
[0019](3)、由於流場驅動系統驅動作用，在熱能導流系統高溫煙塵廢氣集氣室內，只有紅焦攜帶與熱誘導氣流存在，內部出現正壓；在出焦過程的爐門處、攔焦車導焦柵和焦炭從攔焦車導焦柵落到熄焦車廂焦罐，三個推焦環節產生的三股攜塵氣流，藉助自身的熱誘導氣流即上升浮力，正壓驅動和煙塵廢氣淨化系統的負壓引導驅動，匯集後的高溫煙塵廢氣被驅動流進隔離篩網內部區域，在高溫煙塵廢氣流進隔離篩網內部區域過程中，以上升浮力驅動為主，負壓引導驅動為輔。
[0020](4)、在汙染源控制室，通過設在球冠形反射擋板外頂處脫硫劑漿液噴灑設施的噴灑，在隔離篩網上形成脫硫劑漿液水幕，脫硫劑漿液水幕將汙染源控制室隔離成煙塵廢氣熱能均衡區即篩網內部區域和初級脫硫反應除塵區即篩網周邊區域，流進篩網內部區域的高溫煙塵廢氣，由於球冠形反射擋板的阻擋和過流截面的擴大，其流速和流向都發生了改變，通過脫硫劑漿液水幕向篩網周邊區域流動，在煙塵廢氣熱能均衡區內，高溫煙塵廢氣自身上升浮力驅動能力逐漸減弱，而煙塵廢氣淨化系統的負壓引導驅動能力逐漸增強，煙塵廢氣熱能趨於均衡。
[0021](5)、在初級脫硫反應除塵區，在控制室上罩體內表面處設有脫硫劑漿液霧化設施，將脫硫劑漿液霧化，煙塵廢氣與水蒸氣和被霧化的脫硫劑接觸，發生物理、化學反應過程，獲得較好的脫硫、除塵效果；與此同時，由於水蒸氣的洗滌，煙塵廢氣中的粉塵大顆粒在汙染源控制室內沉降到控制室錐段罩體並匯集，最終排入熄焦車廂焦罐內。在步驟⑷中，所述脫硫劑漿液噴灑設施噴灑的脫硫劑漿液水幕與脫硫劑漿液霧化設施霧化的極細小霧滴，兩者的汽化和吸收同時進行，整個過程不產生多餘廢水，在初級脫硫反應除塵區內，以上升浮力驅動為輔，負壓引導驅動為主。
[0022](6)、有組織的環境氣流進入流場驅動系統後，經過前、左和右三套驅動裝置驅動和三通道連接法蘭後，進入管道系統分配負壓裝置參加分配負壓，分配負壓後的環境氣流再進入煙塵廢氣負壓引流段，在負壓引流段內經整流葉片組件的整流，使在長方形斜工作管段內流動的環境氣流，中間部分氣流減弱，四周部分增強，並與來自熱能導流系統的被吸收SO2和去除粉塵大顆粒的細顆粒煙塵廢氣開始混合，開始混合後煙塵廢氣溫度開始進一步的降低，滿足煙塵廢氣淨化系統後續淨化裝置高級脫硫除塵的需要。
[0023]本發明的有益效果是:
1、由於流場驅動系統有組織的環境氣流作用，避免了大量無組織的環境氣流進入熱能導流系統，這使整個煙塵廢氣淨化系統的吸風量大為減少，減少達50%以上，使淨化系統有效而又經濟的控制固體(或液體)粒子等汙染物。
[0024]2、由於流場驅動系統有組織的環境氣流出現，為三股攜塵氣流疊加流場塵化區的控制，找到一個有效而又經濟的控制方法，特別具有節能減排和低運行成本的實際意義。
【權利要求】
1.一種移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置，其特徵在於:移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置為罩體結構，由:流場驅動系統和熱能導流系統組成，流場驅動系統由:前驅動裝置、左驅動裝置、右驅動裝置、三通道連接法蘭(14)、管道系統分配負壓裝置(15)和煙塵廢氣負壓引流段(16)組成； 前驅動裝置，由:前條縫罩組(I)、前罩組集合管(4)、前罩組管件(7)和前罩組集合管連管(10)組成，在前條縫罩組(I)的上方依次設有前罩組集合管(4)、前罩組管件(7)和前罩組集合管連管(10)，前條縫罩組(I)通過8?12個條縫罩組合焊接在一起構成； 左驅動裝置，由:左條縫罩組(2)、左罩組集合管(5)、左罩組管件(8)和左罩組集合管連管(11)組成，在左條縫罩組(2 )的上方依次設有左罩組集合管(5 )、左罩組管件(8 )和左罩組集合管連管(11)，左條縫罩組(2)通過6?10個條縫罩組合焊接在一起構成； 右驅動裝置，由:右條縫罩組(3)、右罩組集合管(6)、右罩組管件(9)、右罩組集合管連管(12 )和右罩組連管管件(13 )組成，在右條縫罩組(3 )的上方依次設有右罩組集合管(6 )、右罩組管件(9)、右罩組集合管連管(12)和右罩組連管管件(13)，右條縫罩組(3)通過6?10個條縫罩組合焊接在一起構成。
2.根據權利要求1所述的移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置，其特徵在於:所述的前條縫罩組(I)、左條縫罩組(2)及右條縫罩組(3)與熱能導流系統高溫煙塵廢氣集氣室的長方形集氣喇叭口側壁的垂直段螺栓固定連接，前條縫罩組(I)通過支管與前罩組集合管(4)連接，前罩組集合管(4)通過前罩組管件(7)與前罩組集合管連管(10)連接；左條縫罩組(2 )通過支管與左罩組集合管(5 )連接，左罩組集合管(5 )通過左罩組管件(8 )與左罩組集合管連管(11)連接；右條縫罩組(3)通過支管與右罩組集合管(6)連接，右罩組集合管(6)通過右罩組管件(9)與右罩組集合管連管(12)連接，右罩組集合管連管(12)連接右罩組連管管件(13)後，通過管段與前罩組集合管連管(10)、左罩組集合管連管(11)匯合，匯合後的各集合管連接管通過三通道連接法蘭(14)與管道系統分配負壓裝置(15)法蘭連接，管道系統分配負壓裝置(15)出口與煙塵廢氣負壓引流段(16)法蘭採用焊接連接。
3.—種移動式高溫煙塵廢氣流場控制的工藝方法，其特徵在於:移動式高溫煙塵廢氣流場控制採用以下步驟: (I )、當移動式高溫煙塵廢氣流場控制裝置工作時，流場驅動系統和熱能導流系統同步工作，流場驅動系統處於負壓工作狀態，熱能導流系統處於正壓逐漸減弱負壓逐漸增強的工作狀態； (2)、流場驅動系統各條縫罩組從三股攜塵氣流疊加流場塵化區四周吸出空氣，造成有組織的環境氣流，進入流場驅動系統； (3)、由於流場驅動系統驅動作用，在熱能導流系統高溫煙塵廢氣集氣室內，只有紅焦攜帶與熱誘導氣流存在，內部出現正壓，在出焦過程的爐門處、攔焦車導焦柵和焦炭從攔焦車導焦柵落到熄焦車廂焦罐三個推焦環節產生的三股攜塵氣流，藉助自身的熱誘導氣流即上升浮力，正壓驅動和煙塵廢氣淨化系統的負壓引導驅動，匯集後即高溫煙塵廢氣被驅動流進隔離篩網內部區域； (4)、在汙染源控制室，通過設在球冠形反射擋板外頂處脫硫劑漿液噴灑設施的噴灑，在隔離篩網上形成脫硫劑漿液水幕，脫硫劑漿液水幕將汙染源控制室隔離成煙塵廢氣熱能均衡區即篩網內部區域和初級脫硫反應除塵區即篩網周邊區域，流進篩網內部區域的高溫煙塵廢氣，由於球冠形反射擋板的阻擋和過流截面的擴大，其流速和流向都發生了改變，通過脫硫劑漿液水幕向篩網周邊區域流動； (5)、在初級脫硫反應除塵區，在控制室上罩體內表面處設有脫硫劑漿液霧化設施，將脫硫劑漿液霧化，煙塵廢氣與水蒸氣和被霧化的脫硫劑接觸，發生物理、化學反應過程，獲得較好的脫硫、除塵效果；同時由於水蒸氣的洗滌，煙塵廢氣中的粉塵大顆粒在汙染源控制室內沉降到控制室錐段罩體並匯集，最終排入熄焦車廂焦罐內； (6)、有組織的環境氣流進入流場驅動系統後，經過前、左和右三套驅動裝置驅動和三通道連接法蘭後，進入管道系統分配負壓裝置參加分配負壓，分配負壓後的環境氣流再進入煙塵廢氣負壓引流段，在負壓引流段內經整流葉片組件的整流，使在工作管段內流動的環境氣流，中間部分氣流減弱，四周部分增強，並與來自熱能導流系統的被吸收SO2和去除粉塵大顆粒的細顆粒煙塵廢氣開始混合，開始混合後煙塵廢氣溫度開始進一步的降低，滿足煙塵廢氣淨化系統後續淨化裝置高級脫硫除塵的需要。
【文檔編號】G05B19/418GK104331049SQ201410597360
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】馬駿, 李浩源 申請人:鞍山紅拖機械製造股份有限公司