轉爐半乾法除塵設備的製作方法

2023-04-22 18:12:21 2

轉爐半乾法除塵設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種轉爐半乾法除塵設備，兩端分別與一汽化煙道和一風機相連接，包括：乾式蒸發冷卻器，與汽化煙道相連接，用於高溫煙氣的冷卻和粗除塵；溼式靜電除塵器，分別與乾式蒸發冷卻器和風機相連接，用於煙氣的精除塵和除霧；乾粉塵外運設備，與乾式蒸發冷卻器相連接；循環水處理設備，與溼式靜電除塵器相連接；泥漿或汙泥外運設備，與循環水處理設備相連接。本發明通過組合採用乾式蒸發冷卻器和溼式靜電除塵器，能夠降低排放煙氣和回收煤氣的粉塵濃度，減少洗滌粉塵的汙水處理量，降低了能耗。本發明的結構簡單且易於維修，降低洩爆隱患，杜絕髒煙氣直排汙染，適合新建轉爐除塵採用，更特別適用於對現有溼法和幹法除塵系統的技術改造。
【專利說明】轉爐半乾法除塵設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金環境保護和資源回收利用【技術領域】，具體來說，本發明涉及轉爐一次煙氣煤氣組合採用乾式蒸發冷卻器和溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備。
【背景技術】
[0002]現有技術中轉爐一次除塵一直多採用溼法，少部分採用幹法。圖1為現有技術中的一種轉爐溼法除塵設備的模塊結構示意圖。如圖1所示，轉爐101作為煙氣來源與收集煙氣的煙罩102相連接，然後接20~30米長的汽化煙道103冷卻煙氣。接著汽化煙道103與溼法除塵設備100相連接，該溼法除塵設備100可以包括噴水冷卻器104、精除塵器105、脫水器106、循環水處理設備107和泥漿或汙泥外運設備108。其中，該噴水冷卻器104可以為文丘裡管或者飽和器，與汽化煙道103相連接。該精除塵器105也可以為文丘裡管，與噴水冷卻器104相連接。該脫水器106與精除塵器105相連接。循環水處理設備107分別與噴水冷卻器104、精除塵器105和脫水器106相連接，將各個步驟中煙氣裡的乾粉塵沉積下來。泥漿或汙泥外運設備108與循環水處理設備107相連接，將除塵沉積產生的泥漿或汙泥外運出去。在溼法除塵設備100之後接風機109，風機109又接三通閥110，一端通向放散煙囪111，另一端通向煤氣櫃112。煤氣櫃112再與溼式靜電除塵器113相連接，經過管路中的煤氣加壓機114，輸送到煤氣用戶115。
[0003]上述溼法除塵設備100的主要優點是除塵設備結構簡單、操作維修容易、排放穩定，但是還存在如下主要問題:
[0004]1.排放煙氣和回收煤氣粉塵濃度高達50-100mg/Nm3，已經不能滿足中國和世界大部分國家和地區的環保控制要求，特別是排放的粉塵大部分是危害極大的PM2.5細顆粒粉塵，回收煤氣通常得在煤氣櫃後採用溼式靜電除塵器再淨化到< 10mg/Nm3後才能經濟地做為燃料利用；而用於燃氣輪機直接發電則需要在入口進一步淨化到< lmg/Nm3 ；
[0005]2.水處理投資多、佔地面積大、運行成本高。因為煙氣中的粉塵全部被洗滌進入排水中，並且高溫煙氣的冷卻也完全依靠噴水升溫換熱實現，所以循環水量最高達1000噸/時，水處理投資通常佔除塵系統總投資的50%以上，以百萬或千萬元人民幣計；
[0006]3.能耗高，循環水處理運行能耗高和風機壓力高導致的一次除塵風機電耗合為幹法電耗的約2倍。
[0007] 圖2為現有技術中的一種轉爐幹法除塵設備的模塊結構示意圖。如圖2所示，轉爐201作為煙氣來源與收集煙氣的煙罩202相連接，然後接20~30米長的汽化煙道203冷卻煙氣。接著汽化煙道203與幹法除塵設備200相連接，該幹法除塵設備200可以包括蒸發冷卻器204、乾式靜電除塵器205和乾粉塵外運設備208。其中，該蒸發冷卻器204與汽化煙道203相連接,噴出非常少量的水。該乾式靜電除塵器205與蒸發冷卻器204相連接，以靜電吸附機械振打的方式進行精除塵。乾粉塵外運設備208分別與蒸發冷卻器204和乾式靜電除塵器205相連接，將幹法除塵產生的乾粉塵外運出去。在幹法除塵設備200之後接軸流風機209，軸流風機209又接切換站210，一端通向放散煙? 211，另一端通向煤氣冷卻器216。煤氣冷卻器216接循環冷卻水設備213，將煤氣的溫度降至70°C以下，然後又接煤氣櫃212。煤氣櫃212再經過管路中的煤氣加壓機214，輸送到煤氣用戶215。
[0008]上述幹法除塵設備200的主要優點是粉塵完全採用幹灰方式回收利用，使循環水處理系統大為簡化；排放煙氣和回收煤氣的粉塵濃度低，可以直接達到≤10mg/Nm3 ;系統阻損小電耗低，只有溼法電耗的約一半，但是存在更多問題:
[0009]1.維修量大:主要是蒸發冷卻器204、煤氣管道、特別是乾式靜電除塵器205積灰導致設備維修量大、維修成本高，並且維修過程影響轉爐201的生產；
[0010]2.自動控制連鎖多、操作維護難度大，系統正常運行時很好，一旦出問題檢測維修難，也降低轉爐201的作業率；
[0011]3.不同程度存在洩爆隱患，洩爆不僅損壞設備，還導致髒煙氣直排汙染。
[0012]中國發明專利CN02136785.X公開了一種轉爐半乾法除塵工藝，組合採用了蒸發冷卻洗滌器+溼式電除塵器，與溼法一樣粉塵全部被洗滌進入排水中，水處理量雖有所減少，但不能徹底解決汙水處理難題。中國專利CN10138263A公開了一種轉爐煙氣冷卻、淨化方法，採用乾式蒸發冷卻器對煙氣進行初步的冷卻和淨化，但沿用文氏管進行精除塵，除塵能耗和排放都仍高。日本專利 JPA 1981075508, JPA1987093308, JP 63297520A 1_5 都公開了不同類型的轉爐半乾法除塵工藝和設備，乾式冷卻除塵分別採用葉片除塵+過濾除塵、旋風除塵器+廢熱鍋爐、或顆粒層冷卻除塵等不同乾式高溫煙氣冷卻和粗除塵器，但溼法除塵沿用文氏管，不能解決溼法風機壓力高導致的能耗高問題。

【發明內容】

[0013]本發明所要解決的技術問題是提供一種轉爐半乾法除塵設備，能夠降低排放煙氣和回收煤氣的粉塵濃度，減少洗滌粉塵的汙水處理量，降低能耗。
[0014]為解決上述技術問題，本發明提供一種轉爐半乾法除塵設備，兩端分別與一汽化煙道和一風機相連接，包括:
[0015]乾式蒸發冷卻器，與所述汽化煙道相連接，用於高溫煙氣的冷卻和粗除塵；
[0016]溼式靜電除塵器，分別與所述乾式蒸發冷卻器和所述風機相連接，用於煙氣的精除塵和除霧；
[0017]乾粉塵外運設備，與所述乾式蒸發冷卻器相連接；
[0018]循環水處理設備，與所述溼式靜電除塵器相連接；以及
[0019]泥漿或汙泥外運設備，與所述循環水處理設備相連接。
[0020]可選地，所述乾式蒸發冷卻器具有直接噴霧蒸發部件，所述直接噴霧蒸發部件包括蒸發冷卻水進水管和霧化介質輸送管。
[0021]可選地，所述乾式蒸發冷卻器的出口煙氣通過一聯接管道與所述溼式靜電除塵器相連接。
[0022]可選地，所述溼式靜電除塵器的數量為一組或者多組，採用立式或者臥式布置在車間內或車間外。
[0023]可選地，所述風機為一次除塵風機。
[0024]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0025]本發明通過組合採用乾式蒸發冷卻器和溼式靜電除塵器，能夠降低排放煙氣和回收煤氣的粉塵濃度，減少洗滌粉塵的汙水處理量，降低了能耗。
[0026]另外，本發明的結構簡單且易於維修，降低洩爆隱患，杜絕髒煙氣直排汙染，適合新建轉爐除塵採用，更特別適用於對現有溼法和幹法除塵系統的技術改造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]本發明的上述的以及其他的特徵、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0028]圖1為現有技術中的一種轉爐溼法除塵設備的模塊結構示意圖；
[0029]圖2為現有技術中的一種轉爐幹法除塵設備的模塊結構示意圖；
[0030]圖3為本發明一個實施例的轉爐半乾法除塵設備的模塊結構示意圖；
[0031]圖4為本發明一個實施例的採用立式溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備的立體結構示意圖；
[0032]圖5為本發明一個實施例的採用臥式溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節以便於充分理解本發明，但是本發明顯然能夠以多種不同於此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下根據實際應用情況作類似推廣、演繹，因此不應以此具體實施例的內容限制本發明的保護範圍。
[0034]圖3為本發明一個實施例的轉爐半乾法除塵設備的模塊結構示意圖。需要注意的是，這些以及後續其他的附圖均僅作為示例，其並非是按照等比例的條件繪製的，並且不應該以此作為對本發明實際要求的保護範圍構成限制。
[0035]如圖3所示，首先轉爐301作為煙氣來源與收集煙氣的煙罩302相連接，然後接20~30米長的汽化煙道303冷卻煙氣。接著汽化煙道303與本實施例中的半乾法除塵設備300相連接，該半乾法除塵設備300可以包括乾式蒸發冷卻器304、溼式靜電除塵器305、乾粉塵外運設備306、循環水處理設備307和泥漿或汙泥外運設備308。其中，該乾式蒸發冷卻器304 —般布置在車間內汽化煙道303出口處，與汽化煙道303相連接，用於高溫煙氣的冷卻和粗除塵。溼式靜電除塵器305的數量可以為一組或者多組，採用立式或者臥式布置在車間內或車間外，分別與乾式蒸發冷卻器304和風機309相連接，用於煙氣的精除塵和除霧。乾粉塵外運設備306與乾式蒸發冷卻器304相連接。循環水處理設備307與溼式靜電除塵器305相連接，泥漿或汙泥外運設備308與循環水處理設備307相連接，將除塵沉積產生的泥漿或汙泥外運出去。在溼式靜電除塵器305之後接風機309，該風機309可以為一次除塵風機，風機309之後又接三通閥310，一端通向放散煙囪311，另一端通向煤氣櫃312。煤氣櫃312經過管路中的煤氣加壓機314，輸送到煤氣用戶315。
[0036]在本實施例中，轉爐產生的高溫一次煙氣，在汽化冷卻煙道(即汽化煙道)內進行冷卻並回收餘熱，煙氣溫度降到700~1000°C後，進入到乾式蒸發冷卻器。該乾式蒸發冷卻器採用直接噴霧蒸發技術，通過對煙氣進行直接噴水霧蒸發冷卻和粗除塵，使煙氣溫度蒸發冷卻到90~300°C，粗除塵分離和回收乾粉塵的效率達到40~80%，產生的乾粉塵通過汽車或其它輸送方法外運，確保出口煙氣為不飽和幹煙氣。
[0037]經過乾式蒸發冷卻器冷卻和粗除塵後的煙氣，通過聯接管道進入溼式靜電除塵器，在聯接管道內或者溼式靜電除塵器內進一步冷卻到飽和狀態和除塵，然後通過一個或多個電場的溼式靜電除塵器精除塵和除霧。溼式靜電除塵器的結構形式，可以依據現場條件採用立式或臥式，均考慮充分的防洩爆措施。精除塵除霧後通過風機和三通切換閥排放煙氣，或者回收轉爐煤氣。出口粉塵濃度按照後部工序需要降低到< 10或lmg/Nm3。系統的壓力平衡通過風機採用交流變頻調速實現，或通過其它類型調壓設備實現。
[0038]圖4為本發明一個實施例的採用立式溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備的立體結構示意圖。如圖4所示，其中的附圖標記所指代的部件名稱如下:
[0039]41:高溫煙氣進口 ；42:乾式蒸發冷卻器；421:蒸發冷卻進水管；422:霧化介質輸送管；43:卸灰裝置；44:聯接管道；45:溼式靜電除塵器；451:循環水泵站；452:氣流分布板；453:高壓供電裝置；454:噴水清洗系統；46:淨煙氣出口 ；47:汙泥或泥漿出口 ；48:收塵管及極線。
[0040]在本實施例中，該霧化介質可以為氮氣或者蒸汽。該乾式蒸發冷卻器304具有直接噴霧蒸發部件，該直接噴霧蒸發部件包括蒸發冷卻水進水管421和霧化介質輸送管422。另外，該乾式蒸發冷卻器304的出口煙氣通過聯接管道44與溼式靜電除塵器305相連接。
[0041]圖5為本發明一個實施例的採用臥式溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備的立體結構示意圖。如圖5所示，其中的附圖標記所指代的部件名稱與圖4中所示實施例相同，只是溼式靜電除塵器45由立式轉變為臥式，這是依據現場條件採用的，其他的部件連接關係均相同。
[0042]採用圖4所示實施例的立式溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備進行除塵的數據如下，以120噸轉爐為例:
[0043]轉爐公稱容量:120噸
[0044]進口煙氣最大流量:~95，OOONmVh
[0045]進口煙氣溫度:700-1000°C
[0046]進口煙氣含塵濃度:70-200g/Nm3
[0047]蒸發冷卻最大噴水量:15_30t/h
[0048]最大總噴水量:40_60t/h
[0049]平均補充新水量:5_10t/h
[0050]霧化介質需要量:氮氣1000-1200Nm3/h，蒸汽3_5t/h
[0051]出口煙氣溫度:90-300°C (依據現場條件設計)
[0052]收幹灰量:30-160g/Nm3(3-10t/h)
[0053]立式溼式靜電除塵器電場風速:0.6-4m/s
[0054]立式溼式靜電除塵器除塵效率:≥90-99% (單個電場)
[0055]立式溼式靜電除塵器電場數:1個或多個
[0056]出口煙氣溫度:25-70 V
[0057]除塵系統總阻損:l_3kPa
[0058]出口煙氣含塵濃度:< 10或lmg/Nm3。
[0059]採用圖5所示 實施例的臥式溼式靜電除塵器的轉爐半乾法除塵設備進行除塵的數據如下，以250噸轉爐為例:
[0060]轉爐公稱容量:250噸[0061]進口煙氣最大流量:~170，OOONmVh
[0062]進口煙氣溫度:700-1000°C
[0063]進口煙氣含塵濃度:70-200g/Nm3
[0064]蒸發冷卻最大噴水量:40_65t/h
[0065]最大總噴水量:80_110t/h
[0066]平均補充新水量:8_15t/h
[0067]霧化介質需要量:氮氣1500-2000Nm3/h，蒸汽6-lOt/h
[0068]出口煙氣溫度:90-300°C (依據現場條件設計)
[0069]收幹灰量:30-l60g/Nm3(6_20t/h)
[0070]溼式靜電除塵器電場風速:0.6-4m/s
[0071]溼式靜電除塵器除塵效率:≥90-99% (單個電場)
[0072]溼式靜電除塵器電場數:1個或多個
[0073]出口煙氣溫度:25-70 V
[0074]除塵系統總阻損:l_3kPa
[0075]出口煙氣含塵濃度:< 10或lmg/Nm3。
[0076]本發明通過組合採用乾式蒸發冷卻器和溼式靜電除塵器，能夠降低排放煙氣和回收煤氣的粉塵濃度，減少洗滌粉塵的汙水處理量，降低了能耗。
[0077]另外，本發明的結構簡單且易於維修，降低洩爆隱患，杜絕髒煙氣直排汙染，適合新建轉爐除塵採用，更特別適用於對現有溼法和幹法除塵系統的技術改造。
[0078]本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發明權利要求所界定的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種轉爐半乾法除塵設備(300)，兩端分別與一汽化煙道(303)和一風機(309)相連接，其特徵在於，包括: 乾式蒸發冷卻器(304)，與所述汽化煙道(303)相連接，用於高溫煙氣的冷卻和粗除/1、土 ; 溼式靜電除塵器(305)，分別與所述乾式蒸發冷卻器(304)和所述風機(309)相連接，用於煙氣的精除塵和除霧； 乾粉塵外運設備(306)，與所述乾式蒸發冷卻器(304)相連接； 循環水處理設備(307)，與所述溼式靜電除塵器(305)相連接；以及 泥漿或汙泥外運設備(308)，與所述循環水處理設備(307)相連接。
2.根據權利要求1所述的轉爐半乾法除塵設備(300)，其特徵在於，所述乾式蒸發冷卻器(304)具有直接噴霧蒸發部件，所述直接噴霧蒸發部件包括蒸發冷卻水進水管(421)和霧化介質輸送管(422)。
3.根據權利要求1所述的轉爐半乾法除塵設備(300)，其特徵在於，所述乾式蒸發冷卻器(304)的出口煙氣通過一聯接管道(44)與所述溼式靜電除塵器(305)相連接。
4.根據權利要求1或3所 述的轉爐半乾法除塵設備(300)，其特徵在於，所述溼式靜電除塵器(305)的數量為一組或者多組，採用立式或者臥式布置在車間內或車間外。
5.根據權利要求1所述的轉爐半乾法除塵設備(300)，其特徵在於，所述風機(309)為一次除塵風機。
【文檔編號】B01D50/00GK103571993SQ201210285496
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月10日 優先權日:2012年8月10日
【發明者】劉晨 申請人:斯普瑞噴霧系統(上海)有限公司