乾濕混合法轉爐煙氣一次除塵淨化系統的製作方法
2024-03-31 02:18:05
本發明是涉及一種轉爐煙氣淨化結構的改進。
背景技術：
目前，轉爐煙氣一次除塵主要有「溼法」和「幹法」兩種。前者以日本的新老og法為代表，採用雙級文丘裡或塔環縫溼法洗滌來捕集轉爐煙氣中的粉塵，以汙泥或泥漿形式回收利用，在轉爐一次除塵系統使用新老og工藝除塵方式約佔90%左右。後者以德國的lt幹法為代表，採用乾式蒸發冷卻器+乾式電除塵器捕集轉爐煙氣中的粉塵，以幹灰形式回收利用，在轉爐一次除塵系統使用幹法工藝除塵方式約佔15%左右。我國現有的轉爐煤氣淨化與回收系統，大多採用傳統的溼法除塵技術(og法)。
og溼法是日本新日鐵和川崎公司聯合開發研製的一項轉爐煤氣淨化回收技術。og法系統主要由煙氣冷卻、淨化、煤氣回收和汙水處理等幾部分組成。煙氣淨化系統包括兩級文氏管、脫水器和水霧分離器，煙氣經冷卻煙道降溫後進入煙氣淨化系統，經噴水處理後，除去煙氣中的煙塵，帶煙塵的汙水經分離、濃縮、脫水等處理，汙泥送燒結廠作為豎爐和燒結原料，淨化後的煤氣被回收利用。新og法是在原og法（溢流文氏管+rd文氏管+脫水器）的基礎上進行改後的一種（噴淋塔+環縫裝置+脫水塔）溼式除塵方式。現已發展到第四代即「一塔一文」系統。og法的主要缺點是能耗高、耗水量大、系統阻損大、汙水處理複雜、運行成本高。
lt幹法是由德國魯奇公司和蒂森鋼廠聯合開發研製的一項轉爐煤氣淨化回收技術，lt法系統主要由煙氣冷卻、淨化、回收和粉塵壓塊等幾部分組成，其煙氣經冷卻煙道降溫後進入煙氣淨化系統，煙氣通過蒸發冷卻器使其溫度繼續降至180~200℃，同時通過調質處理，使煙塵的比電阻降低並收集了粗粉塵，經過初步處理的煙氣進入電除塵器，經過進一步的淨化，由電除塵器和蒸發冷卻器收下的粉塵經輸送機送到壓塊站，熱壓成型的粉塊可直接用於轉爐煉鋼。lt法的主要缺點是設備結構複雜，故障率高，防爆、卸爆、積灰問題突出，投資大，運行維護費用高。
技術實現要素：
針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種除塵效率高的乾濕混合法轉爐一次除塵煙氣淨化集成系統。
本發明是採取如下技術方案來完成的：乾濕混合法轉爐煙氣一次除塵淨化系統，包括幹法設備和溼法設備，其特徵在於：所述幹法設備包括汽化冷卻煙道、一級相變蒸發冷卻塔（ec塔）、高效旋風除塵塔和幹灰儲罐，轉爐的排氣口通過汽化冷卻煙道連接一級相變蒸發冷卻塔（ec塔），一級相變蒸發冷卻塔（ec塔）出口端通過u形煙氣通道連接高效除塵塔，u形煙氣通道底部和高效除塵塔底部均通過閥門連接幹灰儲罐；
所述溼法設備包括二級水膜蒸發冷卻洗滌塔、低阻高效調壓環縫文氏管、動力波洗浴箱、三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔和高效脫水除霧塔，幹法設備的高效除塵塔輸出端連接溼法設備的二級水膜蒸發冷卻洗滌塔，二級水膜蒸發冷卻洗滌塔輸出端連接動力波洗浴箱輸入端，動力波洗浴箱輸出端連接低阻高效調壓環縫文氏管的輸入端，低阻高效調壓環縫文氏管的輸出端連接三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔輸入端，三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔輸出端連接高效脫水除霧塔，高效脫水除霧塔輸出端連接風機系統。
作為另一種優選方案，所述的幹灰儲罐內設有氣力輸送裝置。
本發明的有益效果是：本發明結合了幹法與溼法技術各自優勢以及我國轉爐實際運行情況，多級高效，不僅能解決了幹法防爆、卸爆、積灰、設備運行維護量大等問題，同時還解決了溼法耗水量大、能耗高、系統阻損大等問題。該系統除塵效果優異、能耗低、耗水量小、運行穩定操作簡單、後期維護費用低，是轉爐一次除塵技術今後發展方向。該技術既滿足鋼鐵工業可持續發展的要求，也符合國家產業和環保政策。
本發明中採用的是幹、溼兩部分多級組合除塵的工藝路線，幹法除塵部分採用三級（一級相變蒸發冷卻塔蒸發冷卻除塵+u形煙氣通道導流出灰+高效旋風除塵塔離心旋風除塵）出幹灰除塵的形式。溼法除塵採用五級（水膜蒸發冷卻洗滌塔+動力波洗浴箱洗浴除塵+環縫文氏管低阻調壓霧化洗滌+文氏環蒸發冷卻洗滌塔+脫水除霧塔脫水除霧）洗滌霧化除塵組合形式，集合了幹法除塵出幹灰和溼法除塵對小粒度粉塵顆粒物洗滌捕捉淨化效率高等各自的優點，採用此技術方案的除塵效率較單一幹法和溼法工藝提高50%，採用本發明技術方案確保轉爐煙氣一次除塵顆粒物排放小於30mg/nm3標準，滿足國家50mg/nm3標準。
該系統採用的工藝技術路線幹法除塵部分由於採用多級組合幹法除塵確保系統出幹灰比例佔整體除塵灰比例的80%以上，這樣大大減輕了溼法洗滌除塵系統的效率和能力問題，更主要的問題是為後期濁環水系統大大減輕了負擔，濁環水系統可以停掉斜板和粗顆粒分離系統的運行，節省50%以上的藥劑消耗，提高了淨化水質標準的同時降低水處理成本50%以上。
該系統出幹灰比例的提高更為將來煉鋼廠除塵灰自循環系統運行打下了堅實的基礎，自壓成球迴轉爐系統自用將會降低噸鋼成本10元以上，節能降耗潛力巨大。在整個鋼鐵行業減產能，經濟形勢不景氣，環保標準日益嚴格的大背景下，是增加鋼廠效益的良方。
另外，本發明多級循環水洗滌系統的應用將大大降低排煙溫度，減少了煙氣量，可在不改原有風機的前提下提升系統除塵能力，降低了改造成本。節水20%以上，減少了氮氣霧化噴槍的使用量和強度，節省了除塵系統的氮氣消耗和水消耗。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖。
圖中，1轉爐，2汽化冷卻煙道，3一級相變蒸發冷卻塔（ec塔），4煙氣緩衝調整裝置及上升段，5高效旋風除塵塔，6二級水膜蒸發冷卻洗滌塔，7低阻高效調壓環縫文氏管，8動力波洗浴箱，9三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔，10高效脫水除霧塔，11排水水封，12插板閥和翻板閥，13幹灰儲罐，14風機系統。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。
根據附圖1所示，乾濕混合法轉爐煙氣一次除塵淨化系統，包括幹法設備和溼法設備，其特徵在於：所述幹法設備包括汽化冷卻煙道、一級相變蒸發冷卻塔（ec塔）、高效旋風除塵塔和幹灰儲罐，轉爐的排氣口通過汽化冷卻煙道連接一級相變蒸發冷卻塔（ec塔），一級相變蒸發冷卻塔（ec塔）出口端通過u形煙氣通道連接高效除塵塔，u形煙氣通道底部和高效除塵塔底部均通過閥門連接幹灰儲罐，所述的幹灰儲罐內設有氣力輸送裝置，所述閥門為插板閥和翻板閥；
所述溼法設備包括二級水膜蒸發冷卻洗滌塔、低阻高效調壓環縫文氏管、動力波洗浴箱、三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔和高效脫水除霧塔，幹法設備的高效除塵塔輸出端連接溼法設備的二級水膜蒸發冷卻洗滌塔，二級水膜蒸發冷卻洗滌塔輸出端連接動力波洗浴箱輸入端，動力波洗浴箱輸出端連接低阻高效調壓環縫文氏管的輸入端，低阻高效調壓環縫文氏管的輸出端連接三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔輸入端，三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔輸出端連接高效脫水除霧塔，高效脫水除霧塔輸出端連接風機系統。
本系統使用過程為：在轉爐1吹氧煉鋼過程中，約1500℃的高溫煙氣攜帶平均100（波動範圍70-200）g/nm3的粉塵從爐口溢出進入煙罩，通過汽化冷卻煙道2將煙氣冷卻到700～900℃。隨後煙氣進入一級相變蒸發冷卻塔（ec塔）3，一級相變蒸發冷卻塔3通過霧狀噴水，直接冷卻煙氣，噴水量是根據煙氣含熱量被精確控制的，所噴的水完全被蒸發，煙氣在塔內始終為幹煙氣。一級相變蒸發冷卻塔3除了冷卻煙氣外，還可依靠氣流的減速以及進口處水滴對煙塵的潤溼將粗顆粒的煙塵分離出去，達到除塵的目的。煙氣從一級相變蒸發冷卻塔3出來後溫度降至約300℃，通過u形煙氣通道4進入高效旋風除塵塔5，經過處理後煙氣中質量含量80%以上的粉塵以幹灰的形式被捕集回收進入幹灰儲罐13及氣力輸送系統，通過控制插板閥和翻板閥12開啟和關閉將幹灰排至幹灰儲罐中，再用氣力輸送排出。煙氣從幹法設備出來經煙道相繼進入二級水膜蒸發冷卻洗滌塔6，動力波洗浴箱8，低阻高效調壓環縫文氏管7，三級文氏環蒸發冷卻洗滌塔9，高效脫水除霧塔10等設備精除塵、脫水除霧後將煙氣中顆粒物含量降低到30mg/nm3以下，煙氣溫度降低到55度以下。高效脫水除霧塔10出口末端連接風機系統14。動力波洗浴箱8和高效脫水除霧塔10底部排出的含塵汙水經排水水封通過室外新建流槽進入濁環水處理系統，經淨化後再進行循環使用，系統所有含塵汙水不需要進行化學水處理。
以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。