CN103432860A

CN103432860A - 节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统及其工艺流程

Info

Publication number: CN103432860A
Application number: CN2013104375628A
Authority: CN
Inventors: 韩学池; 李万阳; 竹志勇; 李蓉
Original assignee: China MCC5 Group Corp Ltd
Current assignee: China MCC5 Group Corp Ltd
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: CN103432860B

Abstract

本发明公开了一种节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统及其工艺流程，主要解决了现有技术中，治理“白烟”的方法能耗高、不节能减排等问题。该节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，包括通过管道相连的风机和脱硫塔，通过第一烟气管道与风机和脱硫塔之间管道连接的换热器，分别与该换热器连接的余热制冷系统和除尘器，与除尘器出口连接的吸收器，用于引导从吸收器中排除的烟气的引风机，与引风机连接的深度制冷器，与深度制冷器连接并用于将烟气排向大气的脱硫烟囱，以及用于储存除尘器和吸收器脱除的水份、渣滓的污水池；其中，余热制冷系统通过冷水循环管道与深度制冷器连接。本发明采用先进的余热回收技术和余热制冷技术，降低了能耗，节能减排。

Description

节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统及其工艺流程

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，具体的说，是涉及一种节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统及其工艺流程。

背景技术

随着我国经济的快速发展，能源和资源相对不足已成为经济发展瓶颈，如何合理的利用现有的宝贵资源是确保我国经济可持续发展的关键所在。为此，国务院在《节能减排综合性工作方案》中指出，到2015年，中国国内生产总值能耗将由2010年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下，降低约25%；单位工业增加值用水量降低30%；主要污染物排放总量减少10%。节能减排已成为高耗能工业尤其是传统重工业发展过程中面临的重大战略性任务，一方面，上述企业是是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志，另一方面，它们又是耗能大户，在“节能减排”中占有举足轻重的作用。

工业废气，如：“白烟”的治理一直是传统重工业的重要工序之一，“白烟”实质上是水雾和水蒸汽的混合体，现有技术中，治理“白烟”的传统方法主要有：干法脱湿技术、冷冻脱湿技术和过滤脱湿技术。其中，干法脱湿技术，需要对脱湿设备反复加热，能耗高，通过高能耗达到除湿、治理的目的，且在治理过程中没有余热回收工序，浪费热能量资源，不符合节能的要求；冷冻脱湿技术，需要应用大型的冷冻设备，由于“白烟”量大，因此，采用大型冷冻设备的冷水消耗量高，其同样在治理过程中没有余热回收工序，不符合节能节水要求；过滤脱湿技术，需要随时更换过滤网设备，过滤网的面积过大，消耗量高，没有热回收，也不符合节能的要求。

综上所述，现有技术中，“白烟”治理工艺均存在耗能高、无余热回收的缺陷。因此，如何研发一种低能耗，同时有效地进行余热回收的新工艺，以达到节能减排的目的，就成为了本领域技术人员的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构设计合理、科学，能耗低且可有效地回收治理“白烟”过程中的余热的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，包括通过管道相连的风机和脱硫塔，还包括通过第一烟气管道与风机和脱硫塔之间管道连接的换热器，分别与该换热器连接的余热制冷系统和除尘器，与除尘器出口连接的吸收器，用于引导从吸收器中排除的烟气的引风机，与引风机连接的深度制冷器，与深度制冷器连接并用于将烟气排向大气的脱硫烟囱，以及用于储存除尘器和吸收器脱除的水份、渣滓的污水池；其中，余热制冷系统通过冷水循环管道与深度制冷器连接。

在上述结构的基础上，在一种实施方案中，第一烟气管道直接与风机连通，风机引入的烟气经管道后进入第一烟气管道，而不进入脱硫塔；在另一中实施方案中，为了确保烟气的脱硫过程，将第一烟气管道及其后续的换热器、除尘器、吸收器等零部件与脱硫塔相互独立开，实现方式如下：在所述风机和脱硫塔之间的管道上、且位于该管道与第一烟气管道的连接处还安装有用于将烟气引入第一烟气管道的翻板阀。调整翻板阀，连通第一烟气管道和风机，则烟气被引入第一烟气管道；若第一烟气管道后续的换热器、除尘器、吸收器等零部件损坏，无法对烟气进行正常的脱湿处理，则反向调整翻板阀，第一烟气管道被封堵，烟气经管道直接进入脱硫塔，而不影响烧结烟气的脱硫过程。

为了减低吸收器中的烟气温度，使得吸收器能更好的对烟气进行杂质的吸收处理，吸收器还连接有用于降低吸收器中吸收的烟气温度的多级冷却塔。

进一步的，所述多级冷却塔还与所述余热冷却系统连接并将从吸收器中降低烟气温度获得的热量用于提供给余热冷却系统。

作为优选，所述换热器为耐酸换热器；所述除尘器为旋风式除尘器。

为了更好的对烟气进行脱湿、吸收处理，所述吸收器为用于吸收烟气中的渣滓、水汽、SO₂的渣、雾、硫吸收器，且该吸收器通过第二烟气管道与除尘器的出口连接。该渣、雾、硫吸收器可采用现有的吸收器实现同时吸收烟气中的渣滓、水汽、SO₂等成分的目的，本技术领域人员也可根据实际需要在现有吸收器上进行改装。

上述节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统的工艺流程，包括以下步骤：

（1）风机通过管道与脱硫塔连接，烟气通过风机进入管道后，调整翻板阀，将烟气引入第一烟气管道；

（2）初步降温处理：烟气经第一烟气管道引入换热器对烟气进行初步降温处理；

（3）初步除尘、脱湿处理：初步降温后的烟气经管道进入除尘器，用于初步除去烟气中的烟尘和水雾；

（4）降温除湿处理：除尘器内的烟气经第二烟气管道进入吸收器，对烟气进行降温除湿处理，同时，除去烟气中的渣滓、二氧化硫及含硫成分；

（5）深度降温除湿处理：吸收器处理后的烟气，通过引风机引入深度制冷器对其进行深度的降温除湿处理；

（6）经过深度降温除湿处理的烟气送入脱硫烟囱，由脱硫烟囱排向大气；

其中，所述步骤（2）中换热器对烟气进行初步降温所获得的热量用于驱动余热制冷器工作，而步骤（5）中深度制冷器则由余热制冷器提供制冷用的冷水。

脱硫塔与风机、第一烟气管道与风机之间连通的状态切换如下：在所述步骤（1）中，烟气通过风机进入管道后，反向调整翻板阀，即可封堵第一烟气管道，烟气由管道进入脱硫塔。调整翻板阀，则第一烟气管道与风机连通，烟气由管道进入第一烟气管道。

为了更好的实现本发明，所述步骤（4）中吸收器还连接有多级冷却塔，用于降低吸收器中吸收的烟气温度，同时，该多级冷却塔将从吸收器中降低烟气温度获得的热量提供给余热制冷器使用。

为了进一步完善上述工艺流程，吸收器和除尘器中脱除的水份和渣滓由污水池储存。

本发明的设计原理：摒弃了传统的耗能除湿，烟气经过降温—除尘、脱湿—降温除湿—深度降温除湿四步工序，有效地处理了烟气中污染杂质；同时，采用先进的余热回收技术和余热制冷技术，先回收现有被迫放散的散（废）蒸汽以及烟气在换热器、多级冷却塔中降温释放的余热资源，然后利用该余热资源进行制冷，用于对烟气的降温处理；以热制冷的方式，既降低冶炼能耗，又提高能源利用率，实现能源梯级利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明有别于现有的干法脱湿技术、冷冻脱湿技术和过滤脱湿技术，对烟气进行降温—除尘、脱湿—降温除湿—深度降温除湿四步工序，降温与除湿循序渐进，相互交替进行，一方面顺利地对烟气进行脱水处理；另一方面，烟气中的杂质、二氧化硫等成分在治理过程中被吸收处理，使排入大气的废烟气的污染物指标得到有效地降低，使烟囱不再冒“白烟”，产生良好的环保效益和社会效益。

（2）本发明采用先进的余热回收技术和余热制冷技术，通过换热器回收现有被迫放散的散（废）蒸汽余热资源，然后将利用余热资源用于驱动余热制冷系统制冷，制冷后得到的冷却水又应用于深度制冷器，使其对烟气进行深度制冷，且其中最为关键的深度除湿过程采用全余热制冷的方式产生冷源用于制冷脱湿，能耗水平低；以热制冷的方式，既降低冶炼能耗，又提高能源利用率，实现能源梯级利用，减少废热对大气的污染，改善厂区及周边环境。

（3）本发明采用旁路延伸除湿系统的方法，在原有脱硫系统基础上，在风机和脱硫塔之间的管道上连接烟气管道，同时加装翻板阀，调整翻板阀，第一烟气管道和风机连通，烟气直接进入第一烟气管道后，经过换热器、除尘器等进行处理；反向调整翻板阀，则封堵第一烟气管道，烟气直接进入脱硫塔；通过上述实现了烟气管道与后续的换热器、除尘器等零部件和原系统相对独立的运行，一旦换热器、除尘器等零部件出现故障，则反向调整翻板阀，使烟气直接进入脱硫塔，而不影响烧结烟气的脱硫过程，通过翻板阀调整，达到脱硫塔与风机、第一烟气管道与风机的连通状态切换的目的，真正实现原有脱硫系统与本发明增设的降温脱湿系统之间的协调统一。

（4）本发明中机组选型按全年中最大烟气量作的最大化优化设计，适应烧结脱硫周期性的烟气参数波动，保证机组安全、平稳运行，并提高用能效率。

（5）本发明采用自动化控制系统用以实现各部件之间的协调控制，实现生产过程中无人值守或者少人值守的目的，提高系统的自动化程度，降低了人工成本。

（6）本发明中余热制冷系统、深度制冷机的能源来至钢厂的散（废）蒸汽，使废蒸汽得到再循环再利用，实现“以废治废”，对钢铁行业用能情况的改善和循环经济的发展起到重要的推动作用。

（7）采用本发明治理白烟的能耗低，节能减排，相较于现有技术而言，不仅具备新颖性和创造性，而且实用性高，工艺技术符合国家的产业政策，行业推广的价值很大。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明的工艺流程图。

其中，附图标记所对应的名称：1-风机，2-脱硫塔，3-第一烟气管道，4-换热器，5-除尘器，6-余热制冷器，7-多级冷却塔，8-吸收器，9-污水池，10-冷水循环管道，11-引风机，12-引风机基础，13-深度制冷器，14-脱硫烟囱，15-第二烟气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

传统工艺对“白烟”的处理，进入风机后，由管道直接进入脱硫塔，且对脱硫塔的生产过程改动大，系统出现故障后维修不便，且易对生产造成影响。如图1所示，本实施例提供了一种节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，该系统中，风机1和脱硫塔2通过管道连接，进一步的，在二者之间的管道上连接有一根第一烟气管道3；同时，在风机和脱硫塔之间的管道、位于该管道与第一烟气管道的连接处加装一个翻板阀，正向调整翻板阀，第一烟气管道与风机出口后面的管道连通，烟气经风机进入管道后，引入第一烟气管道；反向调整翻板阀，第一烟气管道被封堵，烟气经风机进入管道后，直接进入脱硫塔。

如图2所示，进入第一烟气管道的烟气，先后经过降温—除尘、脱湿—降温除湿—深度降温除湿四步工序，降温与除湿循序渐进，相互交替进行。

第一烟气管道的一端与风机和脱硫塔之间的管道连接，其另一端连接有换热器，通过换热器对烟气进行初步降温处理；考虑到烧结烟气的酸性较重，本实施例中，换热器选用耐酸换热器，耐酸换热器为现有成熟的换热器类型，在此不作赘述。在换热器内对烟气进行降温处理，一般的，烧结烟气进入换热器之间的温度在130℃，经换热器降温处理后的温度在90℃左右。

换热器分别连接有除尘器5和余热制冷系统6；其中，换热器降低烟气温度所获得的热能源用于驱动余热制冷系统运行，该余热制冷系统为现有成熟系统，本实施例不作赘述；此外，余热制冷系统也可利用厂区被迫放散的散（废）蒸汽的余热资源进行驱动。余热制冷系统制备冷却水，通过与其连接的冷却水循环管道送至系统后续的深度制冷器13，以用作对烟气的深度降温使用，实现“以热制冷”，既降低冶炼能耗，又提高能源利用率，实现能源梯级利用。

烟气经过换热器降温处理后，通过管道进入除尘器中，作为优选，除尘器选用现有的旋风式除尘器，通过该除尘器初步除去烟气中的烟尘和水雾，完成第二步工序的除尘、脱湿处理。

除尘器的出口端连接有第二烟气管道15，并通过该第二烟气管道与吸收器8连接，作为优选，吸收器8选用渣、雾、硫吸收器，该渣、雾、硫吸收器可采用现有的吸收器，本技术领域人员也可根据实际需要在现有吸收器上进行改装，其占地小，脱硫效果好，价格低，在有效除去烟气含硫成分的同时，可以降低烟气中的水份。进入吸收器的烟气为未脱硫的烟气，其在吸收器中主要用于吸收其内的渣滓、水汽、SO₂等成分，完成第三步工序的降温除湿。

为了进一步完善本系统及其工艺，烟气在除尘器和吸收器中脱除的水份和渣滓等排向污水池9储存，污水收集到一起后再作废水处理。

吸收器降低烟气温度通过多级冷却塔7实现，多级冷却塔为成熟的现有技术，因此，本实施例中不对其详述；同时，根据需要还可以将多级冷却塔从吸收器降低烟气温度获得的热量用于提供给余热制冷系统使用。

从吸收器中出来的烟气，通过引风机11引入深度制冷器13中，其中，引风机11安装在引风机基础12上。引风机引至深度制冷器的烟气温度在夏季一般为35℃左右，冬季为17℃左右。深度制冷器制冷烟气的冷却水，由余热制冷系统通过冷水循环管道送入；经过前面三步工序后的烟气中的水份含量很低，此时，再利用深度制冷器进行第四步工序，对烟气做深度的降温除湿，经过深度制冷器降温除湿的烟气温度在夏季一般为15℃左右，冬季为0至10℃；最后排出的烟气水份达到要求后送至脱硫烟囱14排向大气，完成整个工艺流程。

为了更好的实现本发明，扩展其适用范围，根据产能，本系统中所有设备大小和数量均可以扩展。

若换热器、除尘器等零部件出现故障，则反向调整翻板阀，使烟气直接进入脱硫塔，而不影响烧结烟气的脱硫过程；上述部件维修完成后，则正向调整翻板阀，第一烟气管道与风机连通，烟气经风机进入第一烟气管道，恢复至原有的状态。通过翻板阀调整，达到脱硫塔与风机、第一烟气管道与风机的连通状态切换的目的，真正实现原有脱硫系统与本发明增设的降温脱湿系统之间的协调统一。

采用本系统不仅可以回收“白烟”当中的余热加以利用，而且还可以每小时生产50吨以上60℃~70℃的热水，供生产使用，极大的减少了治理白烟的能耗；同时，还可以回收一部份“白烟”当中的水分，经济、节能、环保效益明显。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims

1.节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，包括通过管道相连的风机（1）和脱硫塔（2），其特征在于，还包括通过第一烟气管道（3）与风机（1）和脱硫塔（2）之间管道连接的换热器（4），分别与该换热器（4）连接的余热制冷系统（6）和除尘器（5），与除尘器（5）出口连接的吸收器（8），用于引导从吸收器（8）中排除的烟气的引风机（11），与引风机（11）连接的深度制冷器（13），与深度制冷器（13）连接并用于将烟气排向大气的脱硫烟囱（14），以及用于储存除尘器（5）和吸收器（8）脱除的水份、渣滓的污水池（9）；其中，余热制冷系统（6）通过冷水循环管道（10）与深度制冷器（13）连接。

2.根据权利要求1所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，其特征在于，在所述风机（1）和脱硫塔（2）之间的管道上、且位于该管道与第一烟气管道（3）的连接处还安装有用于将烟气引入第一烟气管道（3）的翻板阀。

3.根据权利要求2所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，其特征在于，还包括用于降低吸收器（8）中吸收的烟气温度的多级冷却塔（7）。

4.根据权利要求3所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，其特征在于，所述多级冷却塔（7）还与所述余热冷却系统（6）连接并将从吸收器（8）中降低烟气温度获得的热量用于提供给余热冷却系统（6）。

5.根据权利要求1所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，其特征在于，所述换热器（4）为耐酸换热器；所述除尘器（5）为旋风式除尘器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统，其特征在于，所述吸收器（8）为用于吸收烟气中的渣滓、水汽、SO₂的渣、雾、硫吸收器，且该吸收器通过第二烟气管道（15）与除尘器（8）的出口连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统的工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统的工艺流程，其特征在于，在所述步骤（1）中，烟气通过风机进入管道后，反向调整翻板阀，即可封堵第一烟气管道，烟气由管道进入脱硫塔。

9.根据权利要求7或8所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统的工艺流程，其特征在于，所述步骤（4）中吸收器还连接有多级冷却塔，用于降低吸收器中吸收的烟气温度，同时，该多级冷却塔将从吸收器中降低烟气温度获得的热量提供给余热制冷器使用。

10.根据权利要求9所述的节能环保型高效烧结脱硫除白烟系统的工艺流程，其特征在于，吸收器和除尘器中脱除的水份和渣滓由污水池储存。