CN102382934A - 转炉一次烟气干法除尘系统 - Google Patents

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纪世昌
王亮
邵远敬
葛雷
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Abstract

本发明涉及一种转炉一次烟气(煤气)干法除尘系统。提钒转炉一次烟气干法除尘系统，其特征在于它包括蒸发冷却塔、第一烟气管道、高温布袋除尘器、文氏管流量计、第二烟气管道、引风机、第三烟气管道、消声器、第四烟气管道、烟气成分分析仪、杯阀切换站、放散烟囱；转炉炉口处产生的高温烟气经过汽化冷却烟道冷却进入到蒸发冷却塔内，蒸发冷却塔的烟气出口通过第一烟气管道与高温布袋除尘器的烟气输入口相连通；高温布袋除尘器的烟气出口安装有文氏管流量计；引风机的输出口与消声器的输入口通过第三烟气管道相连；杯阀切换站的放散侧杯阀通过放散管与放散烟囱相连。该系统能安全运行，能使排放烟气中粉尘含量≤15mg/Nm3。

Description

转炉一次烟气干法除尘系统
技术领域
本发明涉及一种转炉一次烟气(煤气)干法除尘系统。
背景技术
转炉煤气(烟气)干法除尘工艺的主要优点为：一是除尘净化效率高，粉尘质量浓度降至15mg/Nm3以下；二是该系统全部采用干法处理，不存在二次污染和污水处理；三是系统阻损小，煤气发热值高，回收粉尘可直接利用，降低了能耗；四是系统简化，占地面积小，便于管理和维护。
但是由于常规的转炉煤气干法除尘工艺中使用的是静电除尘器，由于转炉烟气性质的特殊性，导致了其不可避免的会产生爆炸。常规的干法工艺虽然采取了诸多措施来保证系统的安全，但是泄爆仍会发生，对转炉冶炼及回收煤气量都会产生不小的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转炉一次烟气干法除尘系统，该系统能安全运行，能使排放烟气中粉尘含量≤15mg/Nm3。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：提钒转炉一次烟气干法除尘系统，其特征在于它包括蒸发冷却塔3、第一烟气管道4、高温布袋除尘器5、文氏管流量计6、第二烟气管道7、引风机8、第三烟气管道9、消声器10、第四烟气管道11、烟气成分分析仪12、杯阀切换站13、放散烟囱14、眼镜阀15、第五烟气管道16、煤气冷却器17、内置式刮板输灰机18、粗灰卸灰管19、第一气动插板阀20、第一气动双层翻板阀21、粗灰仓22、第一刮板输灰机23、第二气动插板阀24、第二气动双层翻板阀25、第一细灰卸灰管26、第二刮板输灰机27、事故气动插板阀28、事故卸灰管29、第二细灰卸灰管30、螺旋输灰机31、斗式提升机32、第三细灰卸灰管33、细灰仓34；
转炉1炉口处产生的高温烟气经过汽化冷却烟道2冷却进入到蒸发冷却塔3内(蒸发冷却塔3的入口与汽化冷却烟道2的出口相连通)，蒸发冷却塔3内设有用作喷雾化液滴蒸发冷却烟气的双流喷枪系统(双流体气雾喷枪)；蒸发冷却塔3的烟气出口通过第一烟气管道4与高温布袋除尘器5的烟气输入口相连通；高温布袋除尘器5的烟气出口安装有文氏管流量计6；文氏管流量计6与引风机8的输入口通过第二烟气管道7相连；引风机8的输出口与消声器10的输入口通过第三烟气管道9相连；消声器10的输出口与杯阀切换站13的输入口通过第四烟气管道11相连，第四烟气管道11上安装有烟气成分分析仪12；杯阀切换站的回收侧杯阀与煤气冷却器17的输入口通过第五烟气管道16相连通，第五烟气管道16上设有眼镜阀15；杯阀切换站的放散侧杯阀通过放散管与放散烟囱14相连；放散烟囱14上安装有氮气引射装置及点火装置；蒸发冷却塔3的香蕉弯型的除尘装置处的内置式刮板输灰机18与粗灰仓22通过粗灰卸灰管19相连，粗灰卸灰管19上安装有第一气动插板阀20和第一气动双层翻板阀21；高温布袋除尘器5的出口下方安装有第一刮板输灰机23，第一刮板输灰机23的正常出灰口与第二刮板输灰机27通过第一细灰卸灰管26相连，第一细灰卸灰管26上安装有第二气动插板阀24和第二气动双层翻板阀25；第一刮板输灰机23的紧急出灰口与事故灰仓通过事故卸灰管29相连，事故卸灰管29上安装有事故气动插板阀28；第二刮板输灰机27的输出口与螺旋输灰机31的输入口通过第二细灰卸灰管30相连；螺旋输灰机31的输出口直接与斗式提升机32的输入口相连；斗式提升机32的输出口与细灰仓34通过第三细灰卸灰管33相连。
本发明具有以下有益效果：由于其采用了蒸发冷却塔粗除尘、高温布袋除尘器精除尘，可保证烟气中粉尘浓度≤15mg/Nm3，远低于国家要求排放标准；同时由于系统采用蒸发式冷却，可节省大量冷却水，不存在二次污染和污水处理；且系统简化，占地面积小，便于管理和维护。对比使用静电除尘器的干法系统，由于使用的是高温布袋除尘器，绝对避免了系统爆炸，可保证系统安全运行。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图；
图中：1-转炉(提钒转炉)，2-汽化冷却烟道，3-蒸发冷却塔，4-第一烟气管道，5-高温布袋除尘器，6-文氏管流量计，7-第二烟气管道，8-引风机，9-第三烟气管道，10-消声器，11-第四烟气管道，12-烟气成分分析仪，13-杯阀切换站，14-放散烟囱，15-眼镜阀，16-第五烟气管道，17-煤气冷却器，18-内置式刮板输灰机，19-粗灰卸灰管，20-第一气动插板阀，21-第一气动双层翻板阀，22-粗灰仓，23-第一刮板输灰机，24-第二气动插板阀，25-第二气动双层翻板阀，26-第一细灰卸灰管，27-第二刮板输灰机，28-事故气动插板阀，29-事故卸灰管，30-第二细灰卸灰管，31-螺旋输灰机，32-斗式提升机，33-第三细灰卸灰管，34-细灰仓。(注：转炉一次烟气干法除尘系统中不包括转炉1、汽化冷却烟道2)
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
如图1所示，提钒转炉一次烟气干法除尘系统，它包括蒸发冷却塔3、第一烟气管道4、高温布袋除尘器5、文氏管流量计6、第二烟气管道7、引风机8、第三烟气管道9、消声器10、第四烟气管道11、烟气成分分析仪12、杯阀切换站13、放散烟囱14、眼镜阀15、第五烟气管道16、煤气冷却器17、内置式刮板输灰机18、粗灰卸灰管19、第一气动插板阀20、第一气动双层翻板阀21、粗灰仓22、第一刮板输灰机23、第二气动插板阀24、第二气动双层翻板阀25、第一细灰卸灰管26、第二刮板输灰机27、事故气动插板阀28、事故卸灰管29、第二细灰卸灰管30、螺旋输灰机31、斗式提升机32、第三细灰卸灰管33、细灰仓34；
转炉1炉口处产生的高温烟气经过汽化冷却烟道2冷却进入到蒸发冷却塔3内(蒸发冷却塔3的入口与汽化冷却烟道2的出口相连通)，蒸发冷却塔3内设有用作喷雾化液滴蒸发冷却烟气的双流喷枪系统(双流体气雾喷枪)；蒸发冷却塔3的烟气出口通过第一烟气管道4与高温布袋除尘器5的烟气输入口相连通；高温布袋除尘器5的烟气出口安装有文氏管流量计6；文氏管流量计6与引风机8的输入口通过第二烟气管道7相连；引风机8的输出口与消声器10的输入口通过第三烟气管道9相连；消声器10的输出口与杯阀切换站13的输入口通过第四烟气管道11相连，第四烟气管道11上安装有烟气成分分析仪12；杯阀切换站的回收侧杯阀与煤气冷却器17的输入口通过第五烟气管道16相连通，第五烟气管道16上设有眼镜阀15；杯阀切换站的放散侧杯阀通过放散管与放散烟囱14相连；放散烟囱14上安装有氮气引射装置(直接与放散烟囱相连通)及点火装置；蒸发冷却塔3的香蕉弯型的除尘装置处的内置式刮板输灰机18与粗灰仓22通过粗灰卸灰管19相连，粗灰卸灰管19上安装有第一气动插板阀20和第一气动双层翻板阀21；高温布袋除尘器5的出口下方安装有第一刮板输灰机23，第一刮板输灰机23的正常出灰口与第二刮板输灰机27通过第一细灰卸灰管26相连，第一细灰卸灰管26上安装有第二气动插板阀24和第二气动双层翻板阀25；第一刮板输灰机23的紧急出灰口与事故灰仓通过事故卸灰管29相连，事故卸灰管29上安装有事故气动插板阀28；第二刮板输灰机27的输出口与螺旋输灰机31的输入口通过第二细灰卸灰管30相连；螺旋输灰机31的输出口直接与斗式提升机32的输入口相连；斗式提升机32的输出口与细灰仓34通过第三细灰卸灰管33相连。
经过运行，系统安全运行状态很好。
如图1所示，提钒转炉一次烟气干法除尘工艺，它包括如下步骤：
1)转炉(1)炉口处产生的1600℃高温含尘的烟气经过汽化冷却烟道(2)冷却至880～920℃(最佳为900℃)，进入蒸发冷却塔(3)；
2)在蒸发冷却塔(3)内，含尘的烟气与双流喷枪系统(双流体气雾喷枪)喷出的雾化水液滴发生接触式换热(雾化液滴的成份为工业净循环水)，为保证含尘的烟气与雾化水液滴充分换热，含尘的烟气在蒸发冷却塔(3)内的停留时间不少于4秒(一般为4～6秒)；
在蒸发冷却塔(3)下部的香蕉弯型的除尘装置对含尘的烟气进行粗除尘，在蒸发冷却塔(3)出口温度被降至248～252℃(最佳为250℃)，经过降温、粗除尘的烟气经过第一烟气管道(4)进入到高温布袋除尘器(5)；
3)在高温布袋除尘器(5)内，含尘的烟气被精除尘，高温布袋除尘器的出口的含尘浓度≤15mg/Nm3，高温布袋除尘器内使用的滤料要求：长期耐温200℃，瞬时耐温250℃，耐酸碱、抗水解性能好；经高温布袋除尘器(5)精除尘后，烟气经文氏管流量计(6)及第二烟气管道(7)进入到引风机(8)内；
所指耐酸碱是指可以耐类似碳酸及碳酸钠等弱酸碱性物质；抗水解性能的指标为要求其软化系数大于0.85，用材料的软化系数K来表示；K＝fw(w为下标)/f
式中：fw---材料在饱和水状态下的抗压强度，MPa；
f---材料在干燥状态下的抗压强度，MPa；
4)引风机(8)是干法除尘系统的动力来源，烟气在引风机(8)中被加压，引风机风量是由流量控制器及炉口微差压控制器综合控制，经过加压后烟气经过第三烟气管道(9)进入到消声器(10)；
5)在消声器(10)内对引风机(8)出口处的高速烟气进行降噪处理，要求消声器消音量≥35dB(A)，然后经过第四烟气管道(11)到杯阀切换站(13)；
6)在第四烟气管道(11)上安装有烟气成分分析仪(12)，在烟气成分分析仪(12)内对烟气成分进行分析，并与程序进行连锁控制，符合回收条件时，烟气(煤气)进入到煤气冷却器(17)进行冷却，最后收集进入煤气柜储存；不符合回收条件时，则进入到放散烟囱(14)进行燃烧、放散；
烟气(煤气)回收与切换通过杯阀切换站(13)操作完成，当烟气成分中一氧化碳体积含量＞35％，且氧气体积含量≤0.5％时(符合回收条件时)，杯阀切换站的放散侧杯阀关闭，杯阀切换站的回收侧杯阀打开，进行烟气(煤气)回收；反之，则杯阀切换站的放散侧杯阀打开，杯阀切换站的回收侧杯阀关闭，进行烟气(煤气)放散；
进行烟气(煤气)回收时，烟气(煤气)经过杯阀切换站的回收侧杯阀通过第五烟气管道(16)运输至煤气冷却器(17)，第五烟气管道(16)上安装有眼镜阀(15)；在煤气冷却器(17)内，温度为200℃烟气(煤气)经过喷水冷却至70℃，最终进入到煤气柜中进行储存；
进行烟气(煤气)放散时，烟气(煤气)经过杯阀切换站的放散侧杯阀进入到放散烟囱(14)，在放散烟囱(14)顶部，烟气(煤气)经过点火燃烧，烟气被排放至大气中，排放时烟气含尘浓度≤15mg/Nm3；如果在吹氧过程中引风机(8)跳闸或烟气流量小于设定值(该设定值为75000Nm3/h)持续10秒钟以上，立即打开氮气引射装置(氮气引射装置安装在放散烟囱上，直接与放散烟囱相连通)，氮气通过氮气引射装置注入放散烟囱，以排出整个除尘系统残存的烟气；
7)通过蒸发冷却塔(3)下部香蕉弯处的内置式刮板输灰机(18)除下来的温度为248～252℃(最佳为250℃)的粗灰经过粗灰卸灰管(19)、第一气动插板阀(20)及起到锁气作用的第一气动双层翻板阀(21)落到粗灰仓(22)内；
8)粗灰仓(22)仓壁上安装有第一流化装置，并周期性开启，周期为：开启10秒，关闭600秒的周期，防止粗灰仓(22)内的灰尘发生板结；粗灰仓(22)的下部安装有第一星形卸灰阀，当达到高料位时(根据用户需要确定)，第一星形卸灰阀启动开始卸灰；回收的灰尘可继续用作冶炼的原料；为保证卸灰顺利，在粗灰仓(22)的顶部装有第一简易布袋除尘器及第一真空释放阀；
9)在高温布袋除尘器(5)内被除下温度为248～252℃(最佳为250℃)的细灰经过高温布袋除尘器的出口下方的第一刮板输灰机(23)，细灰被送至高温布袋除尘器的外部；在正常情况下，细灰通过第一细灰卸灰管(26)、第二气动插板阀(24)及起到锁气作用的第二气动双层翻板阀(气动双层翻板阀)(25)落至第二刮板输灰机(27)，然后经过第二细灰卸灰管(30)被输送至螺旋输灰机(31)，最后经由斗式提升机(32)及第三细灰卸灰管(33)被输送至细灰仓(34)；在事故状态下，细灰通过事故气动插板阀(28)及事故卸灰管(29)落至事故灰仓中；
10)细灰仓(34)仓壁上安装有第二流化装置，并周期性开启，周期为：开启60秒，关闭600秒的周期，防止细灰仓(34)内的灰尘发生板结；细灰仓(34)的下部安装有第二星形卸灰阀，当达到高料位时(根据用户需要确定)，第二星形卸灰阀启动开始卸灰；回收的灰尘可继续用作冶炼的原料；为保证卸灰顺利，在细灰仓(34)顶部装有第二简易布袋除尘器及第二真空释放阀。
步骤4)中通过对引风机风量的控制实现对烟气流量的控制：
对于烟气流量(即引风机风量)控制器：在提钒转炉(1)的氧枪处于关闭的状态时，不同阶段的烟气风量设定值直接设定为额定值的百分比，见下表：
Figure BDA0000103962640000051
在氧枪处于开启状态时，烟气风量设定值设定为与吹氧量相关的公式，公式为：烟气流量设定值＝(氧气流量x2.1438)+烟罩压力控制器输出(氧气流量是指转炉氧枪吹氧时的氧气流量，烟罩压力控制器是指转炉炉口处的活动烟罩)；对于加熔剂时的吹氧阶段，设定点计算如下：烟气流量设定点＝(氧气流量x2.1438x1.07)+烟罩压力控制器输出，烟罩压力控制器的输出流量值范围为-25,000Nm3/h～+25,000Nm3/h。

Claims (1)

1.提钒转炉一次烟气干法除尘系统，其特征在于它包括蒸发冷却塔(3)、第一烟气管道(4)、高温布袋除尘器(5)、文氏管流量计(6)、第二烟气管道(7)、引风机(8)、第三烟气管道(9)、消声器(10)、第四烟气管道(11)、烟气成分分析仪(12)、杯阀切换站(13)、放散烟囱(14)、眼镜阀(15)、第五烟气管道(16)、煤气冷却器(17)、内置式刮板输灰机(18)、粗灰卸灰管(19)、第一气动插板阀(20)、第一气动双层翻板阀(21)、粗灰仓(22)、第一刮板输灰机(23)、第二气动插板阀(24)、第二气动双层翻板阀(25)、第一细灰卸灰管(26)、第二刮板输灰机(27)、事故气动插板阀(28)、事故卸灰管(29)、第二细灰卸灰管(30)、螺旋输灰机(31)、斗式提升机(32)、第三细灰卸灰管(33)、细灰仓(34)；
转炉(1)炉口处产生的高温烟气经过汽化冷却烟道(2)冷却进入到蒸发冷却塔(3)内，蒸发冷却塔(3)内设有用作喷雾化液滴蒸发冷却烟气的双流喷枪系统；蒸发冷却塔(3)的烟气出口通过第一烟气管道(4)与高温布袋除尘器(5)的烟气输入口相连通；高温布袋除尘器(5)的烟气出口安装有文氏管流量计(6)；文氏管流量计(6)与引风机(8)的输入口通过第二烟气管道(7)相连；引风机(8)的输出口与消声器(10)的输入口通过第三烟气管道(9)相连；消声器(10)的输出口与杯阀切换站(13)的输入口通过第四烟气管道(11)相连，第四烟气管道(11)上安装有烟气成分分析仪(12)；杯阀切换站的回收侧杯阀与煤气冷却器(17)的输入口通过第五烟气管道(16)相连通，第五烟气管道(16)上设有眼镜阀(15)；杯阀切换站的放散侧杯阀通过放散管与放散烟囱(14)相连；放散烟囱(14)上安装有氮气引射装置及点火装置；蒸发冷却塔(3)的除尘装置处的内置式刮板输灰机(18)与粗灰仓(22)通过粗灰卸灰管(19)相连，粗灰卸灰管(19)上安装有第一气动插板阀(20)和第一气动双层翻板阀(21)；高温布袋除尘器(5)的出口下方安装有第一刮板输灰机(23)，第一刮板输灰机(23)的正常出灰口与第二刮板输灰机(27)通过第一细灰卸灰管(26)相连，第一细灰卸灰管(26)上安装有第二气动插板阀(24)和第二气动双层翻板阀(25)；第一刮板输灰机(23)的紧急出灰口与事故灰仓通过事故卸灰管(29)相连，事故卸灰管(29)上安装有事故气动插板阀(28)；第二刮板输灰机(27)的输出口与螺旋输灰机(31)的输入口通过第二细灰卸灰管(30)相连；螺旋输灰机(31)的输出口直接与斗式提升机(32)的输入口相连；斗式提升机(32)的输出口与细灰仓(34)通过第三细灰卸灰管(33)相连。
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