CN101327402B - 冲天炉用水膜除尘脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
一种冲天炉用水膜除尘脱硫装置，包括壳体和锥形冲天炉盖帽，盖帽通过连接条固定在壳体的内壁上，壳体通过底孔连接在冲天炉炉体顶部，壳体的环形底面上设有排水槽，壳体内在盖帽的上方设有上喷淋组和下喷淋组；所述上喷淋组包括固定在壳体的内壁上的上底隔板，上底隔板上设有均匀分布的烟管孔，每烟管孔中设有上排烟管，所有上排烟管的上端面位于同一平面；所述下喷淋组包括固定在壳体内壁上的下底隔板，下底隔板上设有均匀分布的烟管孔，每烟管孔中设有下排烟管，所有下排烟管的上端面位于同一平面；壳体上对应上喷淋组处设有进水口，壳体上对应排水槽处设有排水口，本发明节能减排效果明显、结构简单、使用成本低，尤其适宜对现有冲天炉的改造。
Description
技术领域
本发明属于一种冲天炉用水膜除尘脱硫装置。
背景技术
冲天炉是铸造企业传统的熔化设备，用于生产各类铸铁件。冲天炉依靠焦炭燃烧产生的热量熔化金属；与感应熔化炉相比，设备费用低廉、维护费用和运行成本低，同时存在化学增碳的冶金过程，生产的铸铁内部石墨组织细小，不仅如此，冲天炉可实现连续熔化，因此，冲天炉仍是铸造企业目前广泛使用的生产设备。但是由于冲天炉的特性，冲天炉运行过程中，排出的烟气中含有大量的焦炭、氧化铁等颗粒粉尘和氧化硫、一氧化碳等有毒气体，对大气造成了严重的污染，影响附近居民的生活。目前普遍使用的冲天炉脱硫除尘的装置采用两类方法，水幕除尘和布袋除尘。水幕除尘方法是在冲天炉的上部设置一个水喷头，利用高压水横向喷出水幕，当冲天炉的高温炉气穿过水幕时，较大的颗粒与水幕碰撞吸水而与水混合，随水流入排污池，炉气中部分硫的氧化物也被水吸收成为硫酸从炉气中分离；由于水膜厚度小，上述方法仅能除去冲天炉烟气中直径较大的颗粒，烟气中的微颗粒和大部分硫氧化物气体仍然排入大气中；另外形成水膜需要高压水，动力能源消耗大，运行成本较高。布袋除尘方法是采用大功率引风机把冲天炉的烟气引入旋风式除尘器，利用旋风式除尘器的降温作用和除尘作用，去除烟气中的大颗粒，降低烟气温度；然后对炉气进行布袋除尘，去除烟气中的微小颗粒，这一类除尘方法可去除冲天炉烟气中的大部分固体颗粒，但无法去除烟气中的氧化硫和一氧化碳等有害气体；并且这类除尘器投资费用大，运行过程中，各种动力消耗大，运行成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种除尘脱硫效果好、节能的冲天炉用水膜除尘脱硫装置。
为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：本发明包括壳体和锥形冲天炉盖帽，上述锥形冲天炉盖帽通过连接条固定在壳体的内壁上，壳体通过底孔连接在冲天炉炉体顶部，壳体的环形底面上设有排水槽，壳体内在盖帽的上方设有上喷淋组和下喷淋组；所述上喷淋组包括固定在壳体的内壁上的上底隔板和顶隔板，上底隔板上设有均匀分布的烟管孔，每烟管孔中设有上排烟管，所有上排烟管的上端面位于同一平面，所述顶隔板上对应每一上排烟管设有烟管孔，各上排烟管上部穿过顶隔板上对应的烟管孔而露出，上喷淋组的顶隔板上且处于上排烟管与烟管孔之间具有环形间隙，环形间隙即为溢水孔，；所述下喷淋组包括固定在壳体内壁上的下底隔板，下底隔板上设有均匀分布的烟管孔，每烟管孔中设有下排烟管，所有下排烟管的上端面位于同一平面；壳体上对应上喷淋组的顶隔板与上底隔板之间的部位处设有进水口，进水口上连接有进水管，壳体上对应排水槽处设有排水口，排水口上连接有排水管。
所述下喷淋组的下排烟管的数量、直径与上喷淋组的上排烟管一致。
所述上喷淋组顶隔板上的烟管孔直径大于上排烟管的直径。
所述壳体的环形底面由内向外地向下倾斜而形成水槽。
所述壳体的直径是冲天炉直径的1.5倍。
本发明具有如下积极效果
本发明能形成多层水幕，排放的烟气一方面经过多层水幕，另一方面烟气经过空间的截面积不同，造成烟气流速、密度的变化，能达到良好的除尘效果，而且还可去除烟气的大部分硫，排出的烟气温度基本接近室温，本发明利用自然形成的水幕，不需要高压水，动力消耗很小，只有现有水膜除尘装置的二分之一，所以本发明节能减排效果明显；本发明结构简单，安装方便，成本低，维护成本和使用成本低，尤其适宜目前中小铸造企业对现人冲天炉的改造。
附图说明
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
附图1是本发明实施例的结构示意图；
附图2是本发明上喷淋组的结构示意图；
附图3是本发明下喷淋组的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
附图所示的实施例包括壳体1和锥形冲天炉盖帽8，壳体1的直径是冲天炉直径的1.5倍。上述锥形冲天炉盖帽8通过连接条7固定在壳体1的内壁上，壳体1的底面设有底孔1-1，从而壳体1形成环形底面，环形底面由内向外地向下倾斜。壳体1通过底孔1-1连接在冲天炉炉体11顶部，壳体1的倾斜环形底面形成排水槽1-2。
壳体1内在盖帽8的上方设有上喷淋组3和下喷淋组5。上、下喷淋组之间的距离是0.5～1米。上喷淋组3和下喷淋组5将壳体1的内腔分隔成上烟室2、中烟室4和下烟室6。
所述上喷淋组3包括焊接在壳体1的内壁上的上底隔板3-1和顶隔板3-3。上底隔板3-1上设有均匀分布有烟管孔，烟管孔的直径和数量根据冲天炉容量的大小确定，每烟管孔中焊接有上排烟管3-2，顶隔板3-3上对应每一上排烟管3-2设有烟管孔，各上排烟管3-2上部穿过顶隔板3-3上对应的烟管孔而露出，所有上排烟管3-2的上端面位于同一平面。顶隔板3-3上设有溢水孔3-3-1，本实施例中，上喷淋组顶隔板3-3上的烟管孔直径大于上排烟管3-2的直径，上排烟管3-2与上喷淋组顶隔板3-3上的烟管孔之间的环形间隙形成溢水孔3-3-1。壳体1上对应上喷淋组3的顶隔板3-3与上底隔板3-1之间的部位上设有进水口，进水口上连接有进水管9。虽然冷却水先进入上喷淋组3，上底隔板3-1受到的水压不均匀，但由于上喷淋组3还设有顶隔板3-3，冷却水通过顶隔板3-3的溢水孔再进入上排烟管3-2，从而保证从各个上排烟管下落的水膜均匀。
所述下喷淋组5包括焊接在壳体内壁上的下底隔板5-1。下底隔板5-1上设有均匀分布有烟管孔，每烟管孔中设有下排烟管5-2，所有下排烟管5-2的上端面位于同一平面；壳体1上对应排水槽1-2处设有排水口，排水口上连接有排水管10。由于下喷淋组承接上喷淋组的喷淋水，没有压力问题，所以只需要一层隔板。
当冷却水从进水管9进入上喷淋组3，冷却水首先充满由上底隔板3-1、顶隔板3-3和上排烟管3-2围成的空间，并逐渐上升，通过顶隔板3-3上的溢水孔3-3-1溢出，当水平面超过上排烟管3-2的高度时，冷却水流入上排烟管3-2，沿上排烟管3-2的内壁下落，形成管状水膜，这样在下底隔板5-1与上底隔板3-1之间的中空间4形成很多道水膜；从上喷淋组3下落的水落在下喷淋组5的下底隔板5-1上，液面上升，当水平面超过下排烟管5-2的高度时，冷却水流入下排烟管5-2，，沿下排烟管5-2内壁落下，形成园形水膜，这样在下空间6形成多道管状水膜，从下喷淋组5落下的水膜的水落在冲天炉的盖帽8上，沿冲天炉盖帽8的边沿形成大的园形水膜，最后冷却水落到排水槽1-2中，并从排水管10流入循环池，经沉淀冷却碱化处理后，用泵输入上喷淋组，循环使用。
经沉淀冷却后，由水泵输入进水管，完成循环。
冲天炉工作时，冲天炉内的含硫含尘高温烟气，进入壳体1，首先穿过冲天炉盖帽2的边沿的管状水膜，进入由冲天炉盖帽8和下底隔板5-1之间的下空间6内。在这过程中，高温烟气中的大颗粒被水膜中的水冲落；高温烟气与水膜的水发生强烈的热交换，一方面小部分水被加热到汽化，形成水蒸汽，增大了烟气的密度，烟气中的微颗粒上升速度下降；烟气中的氧化硫与水蒸气结合，形成硫酸，溶入水中；另一方面，烟气的温度下降，烟气体积缩小，流速降低。其次，烟气进入下空间6中，由于下空间6截面积比冲天炉大，烟气的流速也减少，造成烟气中的大颗粒沉降。达到初步除去烟气中大颗粒的烟尘和二氧化硫。
降温的烟气带着微小的烟尘从下喷淋组5的下排烟管5-2进入下底隔板5-1与上底隔板3-1之间的中空间4中，由于烟气必须穿过下喷淋组5的下排烟管5-2形成的管状水膜，烟气继续与水膜发生热交换，烟气温度进一步降低，烟气的体积减少，由于中空间4的截面积比下排烟管5-2的截面积总和大，烟气在中空间4的速度减少，烟气中各种颗粒的继续沉降，被水吸收；烟气中的二氧化硫继续被水膜吸收，最后，烟气通过上喷淋组3的上排烟管3-2的管状水膜，经过上喷淋组3的上排烟管3-2以及上喷淋组3上方的上空间2排入大气中。最后排放的烟气中只有极小的固体微颗粒和极少量的氧化硫气体，到达排放要求。
一个测试例是采用本发明的装置的冲天炉，烟气中微尘含量为70mg/m3，去除烟气中90％的二氧化硫，从本装置排出的烟气温度为65℃。既达到布袋除尘装置的除尘效果，又达到了比水膜除尘效果好的多的脱硫效果。
Claims (5)
1.一种冲天炉用水膜除尘脱硫装置，包括壳体(1)和锥形冲天炉盖帽(8)，锥形冲天炉盖帽(8)通过连接条(7)固定在壳体(1)的内壁上，壳体(1)通过底孔(1-1)连接在冲天炉炉体(11)顶部，壳体(1)的环形底面上设有排水槽(1-2)，壳体(1)上对应排水槽(1-2)处设有排水口，排水口上连接有排水管(10)，其特征在于：壳体(1)内在盖帽(8)的上方设有上喷淋组(3)和下喷淋组(5)；所述上喷淋组(3)包括固定在壳体(1)的内壁上的上底隔板(3-1)和顶隔板(3-3)，上底隔板(3-1)上设有均匀分布的烟管孔，每烟管孔中设有上排烟管(3-2)，所有上排烟管(3-2)的上端面位于同一平面，所述顶隔板(3-3)上对应每一上排烟管(3-2)设有烟管孔，各上排烟管(3-2)上部穿过顶隔板(3-3)上对应的烟管孔而露出，上喷淋组的顶隔板(3-3)上且处于上排烟管(3-2)与烟管孔之间具有环形间隙，环形间隙即为溢水孔(3-3-1)；所述下喷淋组(5)包括固定在壳体内壁上的下底隔板(5-1)，下底隔板(5-1)上设有均匀分布的烟管孔，每烟管孔中设有下排烟管(5-2)，所有下排烟管(5-2)的上端面位于同一平面；壳体(1)上对应上喷淋组(3)的顶隔板(3-3)与上底隔板(3-1)之间的部位处设有进水口，进水口上连接有进水管(9)。
2.根据权利要求1所述的冲天炉用水膜除尘脱硫装置，其特征在于：所述下喷淋组(5)的下排烟管(5-2)的数量、直径与上喷淋组(3)的上排烟管(3-2)一致。
3.根据权利要求1所述的冲天炉用水膜除尘脱硫装置，其特征在于：所述上喷淋组顶隔板(3-3)上的烟管孔直径大于上排烟管(3-2)的直径。
4.根据权利要求1所述的冲天炉用水膜除尘脱硫装置，其特征在于：所述壳体(1)的环形底面由内向外地向下倾斜而形成水槽(1-2)。
5.根据权利要求1所述的冲天炉用水膜除尘脱硫装置，其特征在于：所述壳体(1)的直径是冲天炉直径的1.5倍。
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