CN103900392A - 电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法和系统 - Google Patents

电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法和系统，包括通过管路依次联通的电炉、烟气处理装置、除尘装置、主风机和烟囱，所述烟气处理装置包括高温烟气处理段和中低温烟气处理段，所述高温烟气处理段处理后的烟气被引入中低温烟气处理段中进行处理，所述高温烟气处理段处理后的烟气温度不低于450℃，所述中低温烟气处理段处理后的烟气温度不高于250℃；本发明通过将电炉烟气进行温度分区处理，在高温区因为超过二噁英再合成的上限温度450℃，因而不会有二噁英再合成，在中低温区可以快速使烟气降温至二噁英再合成的下限温度250℃以下，因而不会有二噁英再合成，因此本发明不但能够利用烟气余热还能抑制二噁英的再合成，从而降低二噁英的排放量。

Description

电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法和系统
技术领域
本发明属于电炉烟气余热利用与净化设备领域，具体涉及一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法和系统。 
背景技术
现有的电炉烟气二噁英减排技术大体分为源头生成量减排技术和已生成二噁英减排技术两大类。源头生成量减排技术即在源头上消除二噁英生成条件，可以通过入炉原料分选、加料工艺过程控制、烟气喷水急冷、烟气喷入碱性抑制剂等手段来实现，预计二噁英可减排80%～95%。已生成二噁英减排技术可分为高效过滤技术、活性炭吸附技术、催化过滤Remedia技术及其他技术四大类。高效过滤技术是利用二噁英低温条件下绝大部分是以固态形式吸附在烟尘表面的特性，通过高效除尘器来减少二噁英排放量。活性炭吸附技术分为两种工艺，一种工艺是在布袋除尘器前喷入活性炭粉末，吸附烟气中的二噁英，然后通过布袋除尘器去除，达到降低二噁英排放的目的。该方法烟气中气相二噁英同活性炭的接触和被吸附的机会少，且布袋除尘器清灰周期短，活性炭在布袋上停留时间短，活性炭利用率低，二噁英去除效果有限；另一种工艺是设置固定床活性炭吸附装置，此技术投资成本较高，对于电炉烟气如设计不合理还有爆炸燃烧的可能性。催化过滤Remedia技术由美国戈尔公司首创，将表面过滤技术同催化过滤技术集成在滤袋上，能够把二噁英在低温状态下（180～260℃）通过催化反应彻底分解成CO、H2O和HCl，二噁英去除彻底且不存在二次污染。该技术较适合电炉烟气，而且适合现有布袋除尘器的技术改造，只需更换滤袋并可满足二噁英的排放要求。但滤袋价格昂贵，催化剂寿命不高，滤袋更换频繁，运行成本相对较高。对已生成二噁英烟气的其他净化手段，其技术核心是催化+分解技术，如选择催化反应技术（SCR）、电子束分解技术、光催化技术等，这些技术目前大多数还处于研发阶段，普遍存在投资成本较高，装置庞大复杂、运行寿命低等问题，大规模的工业应用尚不成熟。烟气急冷技术存在运行成本高、耗水、烟气余热没有回收利用等缺点，减排但不节能。目前虽然有先通过余热锅炉回收烟气余热，再通过布袋除尘器净化的处理工艺，但该处理工艺普遍没有考虑二噁英的减排。 
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法和系 统，不但能够利用电炉烟气余热并且能够抑制二噁英的再合成，从而显著降低二噁英的排放。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 
一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法，包括如下步骤： 
第一步：将电炉烟气以500℃进行温度分区； 
第二步：将500℃以上的高温烟气引入高压余热锅炉中进行烟气热量回收； 
第三步：将500℃以下中、低温段烟气引入中压热管式余热锅炉进行烟气热量回收或者采用喷雾冷却的方式对500℃以下中、低温段烟气进行冷却； 
第四步：将经过第三步处理后的烟气引入除尘装置中进行净化。 
一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，包括通过管路依次联通的电炉、烟气处理装置、除尘装置、主风机和烟囱，所述烟气处理装置包括高温烟气处理段和中低温烟气处理段，所述高温烟气处理段处理后的烟气被引入中低温烟气处理段中进行处理，所述高温烟气处理段处理后的烟气温度不低于450℃，所述中低温烟气处理段处理后的烟气温度不高于250℃； 
进一步，所述高温烟气处理段采用高压余热锅炉对烟气进行余热回收； 
进一步，所述高温烟气处理段处理后的烟气温度为500℃； 
进一步，所述中低温烟气处理段采用中压热管式余热锅炉对中低温烟气进行余热回收或者采用喷雾冷却的方式对中低温烟气进行冷却； 
进一步，所述除尘装置采用布袋除尘器，所述布袋除尘器采用高效覆膜滤料并进行二次烟气混风处理。 
本发明的有益效果是：本发明通过将电炉烟气进行温度分区处理，在高温区因为超过二噁英再合成的上限温度450℃，因而不会有二噁英再合成，在中低温区可以快速使烟气降温至二噁英再合成的下限温度250℃以下，因而也不会有二噁英再合成，因此本发明不但能够利用烟气余热还能抑制二噁英的再合成，从而降低二噁英的排放量。 
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。 
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中： 
图1为本发明实施例一的结构示意图； 
图2为本发明实施例二的结构示意图。 
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 
如图1所示，实施例一的电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，包括通过管路依次联通的电炉1、烟气处理装置2、除尘装置3、主风机4和烟囱5，所述烟气处理装置包括高温烟气处理段21和中低温烟气处理段22，所述高温烟气处理段处理后的烟气被引入中低温烟气处理段中进行处理，所述高温烟气处理段处理后的烟气温度不低于450℃，所述中低温烟气处理段处理后的烟气温度不高于250℃。 
本实施例中，所述高温烟气处理段采用高压余热锅炉对烟气进行余热回收，所述高温烟气处理段处理后的烟气温度设定为500℃；所述中低温烟气处理段采用中压热管式余热锅炉对中低温烟气进行余热回收，其出口烟气设定为210℃。现有的高压余热锅炉、中压热管式余热锅炉均是成熟技术，根据具体烟气参数对设备进行正确选型就能满足上升参数设定的要求。 
本实施例中，500℃以上的高温烟气采用高压余热锅炉来回收烟气热量，此温度区间传热温差大，且可以有效利用烟气辐射热，综合传热效率高；500℃以下中、低温段采用中压热管式余热锅炉回收低温段烟气热量，充分利用热管式余热锅炉相变介质的快速热传递性质，同样可以保持很高的传热效率。因此，两种技术的集成使得较少的锅炉受热面积便可将温度快速降至210℃左右。本实施例的优点在于既能有效减少二噁英的再合成，又可回收几乎全部可利用的烟气废热。 
本实施例中，烟气最后再通过布袋除尘器进行净化，布袋除尘器采用高效覆膜滤料，采用较低的过滤风速，能够保证烟气出口颗粒物浓度在10mg/m3以下并最大限度的减少二噁英的排放，较适合50t以上一次烟气量较大的电炉。 
图2为本发明实施例二的电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，实施例二的系统与实施例一的区别在于中低温烟气处理段采用双介质高压喷枪6对中低温烟气进行喷雾冷却。 
本实施例中，采用双介质高压喷枪喷雾对烟气进行急冷，通过进出口烟气温度、烟气流量、喷水量三冲量闭环自动控制技术来实现对喷水量的精确调节，使烟气温度降到200℃以下的同时保证烟气在烟气露点以上，确保后续布袋除尘器不糊袋，运行安全。 
本实施例中的喷嘴设在余热锅炉尾部，通过蒸发冷却使烟气快速冷却至200℃以下，此小部分烟气热量不回收，可减少余热锅炉投资，并能显著降低二噁英再合成风险；同时，每标方烟气喷水量也大幅度减少，粗略计算约为传统的烟气急冷耗水量的1/6，经济、环境综合效益明显。本实施例的优点在于能有效减少二噁英的再合成，一次性投资较少，系统简单，能耗低；较适合于50t以下一次烟气量较小电炉或者现有电炉的改造。 
本实施例中，烟气最后也通过布袋除尘器进行净化，布袋除尘器采用高效覆膜滤料，采用较低的过滤风速（控制在0.8m/min以下）。为保证布袋除尘器安全及电炉二次烟气中的颗粒物及二噁英的消除，还采取了二次烟气混风措施。 
最后，实施例一与实施例二对烟气进行余热利用与净化的方法，采用的是如下步骤： 
第一步：将电炉烟气以500℃进行温度分区； 
第二步：将500℃以上的高温烟气引入高压余热锅炉中进行烟气热量回收； 
第三步：将500℃以下中、低温段烟气引入中压热管式余热锅炉进行烟气热量回收或者采用喷雾冷却的方式对500℃以下中、低温段烟气进行冷却； 
第四步：将经过第三步处理后的烟气引入除尘装置中进行净化。 
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (6)

1.一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：将电炉烟气以500℃进行温度分区；
第二步：将500℃以上的高温烟气引入高压余热锅炉中进行烟气热量回收；
第三步：将500℃以下中、低温段烟气引入中压热管式余热锅炉进行烟气热量回收或者采用喷雾冷却的方式对500℃以下中、低温段烟气进行冷却；
第四步：将经过第三步处理后的烟气引入除尘装置中进行净化。
2.一种电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，包括通过管路依次联通的电炉、烟气处理装置、除尘装置、主风机和烟囱，其特征在于：所述烟气处理装置包括高温烟气处理段和中低温烟气处理段，所述高温烟气处理段处理后的烟气被引入中低温烟气处理段中进行处理，所述高温烟气处理段处理后的烟气温度不低于450℃，所述中低温烟气处理段处理后的烟气温度不高于250℃。
3.根据权利要求2所述的电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，其特征在于：所述高温烟气处理段采用高压余热锅炉对烟气进行余热回收。
4.根据权利要求2所述的电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，其特征在于：所述高温烟气处理段处理后的烟气温度为500℃。
5.根据权利要求2所述的电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，其特征在于：所述中低温烟气处理段采用中压热管式余热锅炉对中低温烟气进行余热回收或者采用喷雾冷却的方式对中低温烟气进行冷却。
6.根据权利要求2所述的电炉烟气余热利用与高效过滤联合净化的系统，其特征在于：所述除尘装置采用布袋除尘器，所述布袋除尘器采用高效覆膜滤料并进行二次烟气混风处理。
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