CN104331049B - 一种移动式高温烟尘废气流场控制装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动式高温烟尘废气流场控制装置，其特征在于：控制装置为罩体结构，由：流场驱动系统和热能导流系统组成，移动式高温烟尘废气流场控制工艺方法，采用以下步骤：流场驱动系统和热能导流系统同步工作，流场驱动系统处于负压工作状态，热能导流系统处于正压逐渐减弱负压逐渐增强的工作状态；流场驱动系统有组织的环境气流进入流场驱动系统；采用正压驱动和烟尘废气净化系统的负压引导驱动，通过脱硫剂浆液水幕向筛网周边区域流动，最终排入熄焦车厢焦罐内，进行高级脱硫除尘。本发明避可大大减少烟尘废气净化系统的吸风量，使净化系统有效控制固体或液体粒子污染，具有节能减排和低运行成本的实际意义。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，是一种利用流场驱动系统和热能导流系统，以低能耗、小吸风量来控制高温烟尘废气流场，同时脱除烟尘废气中所含的低浓度SO2等酸性组分及大颗粒固体或液体粒子等污染物的移动式高温烟尘废气流场控制装置及工艺方法，特别涉及一种移动式高温烟尘废气流场控制装置及工艺方法。
背景技术
烟尘废气净化系统主要由局部排气罩、净化装置、管道系统及通风机等组成，是目前对烟尘废气污染控制的主要和有效手段。局部排气罩是一种污染源控制装置，本发明所述移动式高温烟尘废气流场控制装置是传统局部排气罩的升级换代装置，局部排气罩控制的是一个生产环节单股携尘气流单一流场，而本发明所述移动式高温烟尘废气流场控制装置控制的是多个生产环节多股携尘气流叠加流场，通过利用高新技术有效控制多股携尘气流和削弱其尘化强度，在避免固体（或液体）粒子等污染物扩散的同时，使烟尘废气净化系统的运行有效、节能和经济。对于焦侧区域的污染源，主要产生于焦炉出焦过程。装入焦炉炭化室的煤经高温干馏炼成赤热的红焦后，被推焦车按顺序从炭化室推出，推出的红焦发生破裂在空气中燃烧和从导焦栅落到熄焦车厢（焦罐）内撞击，在出焦过程的炉门处、拦焦车导焦栅和焦炭从拦焦车导焦栅落到熄焦车厢（焦罐）三个推焦环节产生大量烟尘废气，每吨红焦散发的烟尘废气数量达0.4kg之多。污染源具有：烟尘废气温度高、间歇、阵发性和产尘点沿焦炉纵向频繁移动等特点，废气中主要含有焦尘（颗粒物）和低浓度（约为100mg/m3）SO2气体等污染物。对出焦过程三个推焦环节的污染源控制，国内外常采用移动局部排气罩捕集烟尘废气。移动局部排气罩与烟尘废气净化系统的其它组成部分不固定，排气罩罩住拦焦车导焦栅出口和熄焦车车厢（焦罐）口，排气罩固定在拦焦车上随拦焦车一起移动，排气罩出口连接管与管道系统的集尘汇总管移动连接，烟尘废气净化系统的其它组成部分固定在地面上。污染源控制机制是：将出焦过程三个推焦环节的污染源看成为一个污染源，从局部排气罩内部吸出高温烟尘废气，使内部因物料携带与诱导气流而出现的正压区变为负压区，控制携尘气流从排气罩缝隙处挤出。上述在对出焦过程三个推焦环节污染源的控制中，将出焦过程三个推焦环节的污染源看成为一个污染源，不考虑对低浓度SO2等酸性组分的控制，主要考虑对焦尘（颗粒物）的控制。移动局部排气罩，普遍存在密封不严，尤其拦焦车导焦栅与炉门接触部位（特别是下部）无法完全密封，导致一部分烟尘废气外逸；捕集能力不足或不均匀，造成有一部分烟尘废气从局部排气罩下部边缘与熄焦车车厢（焦罐车罐口）上部边缘的空隙外逸等缺陷。为解决这部分烟尘废气外逸，通常都采用加大排气量措施，另外，由于净化装置一般都选用袋式除尘器，所以在处理高温烟气废气时，必须先考虑烟尘废气的冷却降温，然后再进入袋式除尘器净化，这样会带来烟尘废气净化系统设施庞大，不符合节能减排和低运行成本的要求。
发明内容
本发明克服了上述存在的缺陷，目的是针对焦炉出焦过程三个推焦环节的污染源，利用流场驱动系统和热能导流系统，以低能耗、小吸风量来控制高温烟尘废气叠加流场，同时脱除烟尘废气中所含的低浓度SO2等酸性组分及大颗粒固体或液体粒子等污染物，通过密封及结构设计实现控制污染要求，提供一种方便经济的移动式高温烟尘废气流场控制装置及工艺方法。
本发明移动式高温烟尘废气流场控制装置及工艺方法内容简述：
本发明移动式高温烟尘废气流场控制装置，其特征在于：移动式高温烟尘废气流场控制装置为罩体结构，由：流场驱动系统和热能导流系统组成，流场驱动系统由：前驱动装置、左驱动装置、右驱动装置、三通道连接法兰、管道系统分配负压装置和烟尘废气负压引流段组成；
前驱动装置，由：前条缝罩组、前罩组集合管、前罩组管件和前罩组集合管连管组成，在前条缝罩组的上方依次设有前罩组集合管、前罩组管件和前罩组集合管连管，前条缝罩组通过8～12个条缝罩组合焊接在一起构成；
左驱动装置，由：左条缝罩组、左罩组集合管、左罩组管件和左罩组集合管连管组成，在左条缝罩组的上方依次设有左罩组集合管、左罩组管件和左罩组集合管连管，左条缝罩组通过6～10个条缝罩组合焊接在一起构成；
右驱动装置，由：右条缝罩组、右罩组集合管、右罩组管件、右罩组集合管连管和右罩组连管管件组成，在右条缝罩组的上方依次设有右罩组集合管、右罩组管件、右罩组集合管连管和右罩组连管管件，右条缝罩组通过6～10个条缝罩组合焊接在一起构成。
所述的前条缝罩组、左条缝罩组及右条缝罩组与热能导流系统高温烟尘废气集气室的长方形集气喇叭口侧壁的垂直段螺栓固定连接，前条缝罩组通过支管与前罩组集合管连接，前罩组集合管通过前罩组管件与前罩组集合管连管连接；左条缝罩组通过支管与左罩组集合管连接，左罩组集合管通过左罩组管件与左罩组集合管连管连接；右条缝罩组通过支管与右罩组集合管连接，右罩组集合管通过右罩组管件与右罩组集合管连管连接，右罩组集合管连管连接右罩组连管管件后，通过管段与前罩组集合管连管、左罩组集合管连管汇合，汇合后的各集合管连接管通过三通道连接法兰与管道系统分配负压装置法兰连接，管道系统分配负压装置出口与烟尘废气负压引流段法兰采用焊接连接。
移动式高温烟尘废气流场控制工艺方法，采用以下步骤：
（1）、当移动式高温烟尘废气流场控制装置工作时，流场驱动系统和热能导流系统同步工作，流场驱动系统处于负压工作状态，热能导流系统处于正压逐渐减弱负压逐渐增强的工作状态；
（2）、流场驱动系统各条缝罩组从三股携尘气流叠加流场尘化区四周吸出空气，造成有组织的环境气流，进入流场驱动系统；
（3）、由于流场驱动系统驱动作用，在热能导流系统高温烟尘废气集气室内，只有红焦携带与热诱导气流存在，内部出现正压，在出焦过程的炉门处、拦焦车导焦栅和焦炭从拦焦车导焦栅落到熄焦车厢焦罐三个推焦环节产生的三股携尘气流，借助自身的热诱导气流即上升浮力，正压驱动和烟尘废气净化系统的负压引导驱动，汇集后即高温烟尘废气被驱动流进隔离筛网内部区域；
（4）、在污染源控制室，通过设在球冠形反射挡板外顶处脱硫剂浆液喷洒设施的喷洒，在隔离筛网上形成脱硫剂浆液水幕，脱硫剂浆液水幕将污染源控制室隔离成烟尘废气热能均衡区即筛网内部区域和初级脱硫反应除尘区即筛网周边区域，流进筛网内部区域的高温烟尘废气，由于球冠形反射挡板的阻挡和过流截面的扩大，其流速和流向都发生了改变，通过脱硫剂浆液水幕向筛网周边区域流动；
（5）、在初级脱硫反应除尘区，在控制室上罩体内表面处设有脱硫剂浆液雾化设施，将脱硫剂浆液雾化，烟尘废气与水蒸气和被雾化的脱硫剂接触，发生物理、化学反应过程，获得较好的脱硫、除尘效果；同时由于水蒸气的洗涤，烟尘废气中的粉尘大颗粒在污染源控制室内沉降到控制室锥段罩体并汇集，最终排入熄焦车厢焦罐内；
（6）、有组织的环境气流进入流场驱动系统后，经过前、左和右三套驱动装置驱动和三通道连接法兰后，进入管道系统分配负压装置参加分配负压，分配负压后的环境气流再进入烟尘废气负压引流段，在负压引流段内经整流叶片组件的整流，使在工作管段内流动的环境气流，中间部分气流减弱，四周部分增强，并与来自热能导流系统的被吸收SO2和去除粉尘大颗粒的细颗粒烟尘废气开始混合，开始混合后烟尘废气温度开始进一步的降低，满足烟尘废气净化系统后续净化装置高级脱硫除尘的需要。
本发明由于流场驱动系统有组织的环境气流作用，避免了大量无组织的环境气流进入热能导流系统，大大减少了烟尘废气净化系统的吸风量，可达50％以上，使净化系统有效而又经济的控制固体或液体粒子等污染物；由于流场驱动系统有组织的环境气流出现，为三股携尘气流叠加流场尘化区的控制，找到了有效而又经济的控制方法，具有节能减排和低运行成本的实际意义。
附图说明
图1 是移动式高温烟尘废气流场控制装置结构示意图；
图2 是移动式高温烟尘废气流场控制装置左视图；
图3 是移动式高温烟尘废气流场控制装置仰视图；
图4 是移动式高温烟尘废气流场控制装置右视图。
图中：1是前条缝罩组、2是左条缝罩组、3是右条缝罩组、4是前罩组集合管、5是左罩组集合管、6是右罩组集合管、7是前罩组管件、8是左罩组管件、9是右罩组管件、10是前罩组集合管连管、11是左罩组集合管连管、12是右罩组集合管连管、13是右罩组连管管件、14是三通道连接法兰、15是管道系统分配负压装置、16是烟尘废气负压引流段。
具体实施方式
本发明移动式高温烟尘废气流场控制装置及工艺方法是这样实现的，下面结合附图作具体说明。
见图1～图4，移动式高温烟尘废气流场控制装置为罩体结构，由：流场驱动系统和热能导流系统组成，流场驱动系统由：前驱动装置、左驱动装置、右驱动装置、三通道连接法兰14、管道系统分配负压装置15、烟尘废气负压引流段16、连接管段和管件组成。
前驱动装置，由：前条缝罩组1、前罩组集合管4、前罩组管件7和前罩组集合管连管10组成，在前条缝罩组1的上方依次设有前罩组集合管4、前罩组管件7和前罩组集合管连管10，前条缝罩组1通过8～12个条缝罩组合焊接在一起构成。
左驱动装置，由：左条缝罩组2、左罩组集合管5、左罩组管件8和左罩组集合管连管11组成，在左条缝罩组2的上方依次设有左罩组集合管5、左罩组管件8和左罩组集合管连管11，左条缝罩组2通过6～10个条缝罩组合焊接在一起构成。
右驱动装置，由：右条缝罩组3、右罩组集合管6、右罩组管件9、右罩组集合管连管12和右罩组连管管件13组成，在右条缝罩组3的上方依次设有右罩组集合管6、右罩组管件9、右罩组集合管连管12和右罩组连管管件13，右条缝罩组3通过6～10个条缝罩组合焊接在一起构成。
前条缝罩组1、左条缝罩组2及右条缝罩组3与热能导流系统高温烟尘废气集气室的长方形集气喇叭口侧壁的垂直段螺栓固定连接，前条缝罩组1通过支管与前罩组集合管4连接，前罩组集合管4通过前罩组管件7与前罩组集合管连管10连接；左条缝罩组2通过支管与左罩组集合管5连接，左罩组集合管5通过左罩组管件8与左罩组集合管连管11连接；右条缝罩组3通过支管与右罩组集合管6连接，右罩组集合管6通过右罩组管件9与右罩组集合管连管12连接，右罩组集合管连管12连接右罩组连管管件13后，通过管段与前罩组集合管连管10、左罩组集合管连管11汇合，汇合后的各集合管连接管通过三通道连接法兰14与管道系统分配负压装置15法兰连接，管道系统分配负压装置15出口与烟尘废气负压引流段16法兰采用焊接连接。
热能导流系统采用本申请人的另外两项专利，专利申请号:201420631330.6,名称：一种烟尘废气污染源控制装置和专利申请号:201410589187.3,名称：一种烟尘废气污染源控制装置及工艺方法，热能导流系统设有高温烟尘废气集气室、污染源控制室、烟尘废气负压引流段、脱硫系统、骨架和固定连接件；脱硫系统由设于地面的脱硫剂浆液配制子系统和设于焦炉顶部的脱硫剂浆液投放子系统构成。
本发明移动式高温烟尘废气流场控制的工艺方法：
（1）、本发明所述移动式高温烟尘废气流场控制装置工作时，流场驱动系统和热能导流系统同步工作，流场驱动系统处于负压工作状态，热能导流系统处于正压逐渐减弱负压逐渐增强的工作状态。
（2）、流场驱动系统各条缝罩组1、2、3从三股携尘气流叠加流场尘化区四周吸出空气，造成有组织的环境气流，进入流场驱动系统，有组织的环境气流，不仅阻隔一次尘化气流形成局部烟尘废气尘化区的扩大，而且有效抑制二次气流进入尘化区使烟尘废气进一步扩散。
（3）、由于流场驱动系统驱动作用，在热能导流系统高温烟尘废气集气室内，只有红焦携带与热诱导气流存在，内部出现正压；在出焦过程的炉门处、拦焦车导焦栅和焦炭从拦焦车导焦栅落到熄焦车厢焦罐，三个推焦环节产生的三股携尘气流，借助自身的热诱导气流即上升浮力，正压驱动和烟尘废气净化系统的负压引导驱动，汇集后的高温烟尘废气被驱动流进隔离筛网内部区域，在高温烟尘废气流进隔离筛网内部区域过程中，以上升浮力驱动为主，负压引导驱动为辅。
（4）、在污染源控制室，通过设在球冠形反射挡板外顶处脱硫剂浆液喷洒设施的喷洒，在隔离筛网上形成脱硫剂浆液水幕，脱硫剂浆液水幕将污染源控制室隔离成烟尘废气热能均衡区即筛网内部区域和初级脱硫反应除尘区即筛网周边区域，流进筛网内部区域的高温烟尘废气，由于球冠形反射挡板的阻挡和过流截面的扩大，其流速和流向都发生了改变，通过脱硫剂浆液水幕向筛网周边区域流动，在烟尘废气热能均衡区内，高温烟尘废气自身上升浮力驱动能力逐渐减弱，而烟尘废气净化系统的负压引导驱动能力逐渐增强，烟尘废气热能趋于均衡。
（5）、在初级脱硫反应除尘区，在控制室上罩体内表面处设有脱硫剂浆液雾化设施，将脱硫剂浆液雾化，烟尘废气与水蒸气和被雾化的脱硫剂接触，发生物理、化学反应过程，获得较好的脱硫、除尘效果；与此同时，由于水蒸气的洗涤，烟尘废气中的粉尘大颗粒在污染源控制室内沉降到控制室锥段罩体并汇集，最终排入熄焦车厢焦罐内。在步骤⑷中，所述脱硫剂浆液喷洒设施喷洒的脱硫剂浆液水幕与脱硫剂浆液雾化设施雾化的极细小雾滴，两者的汽化和吸收同时进行，整个过程不产生多余废水，在初级脱硫反应除尘区内，以上升浮力驱动为辅，负压引导驱动为主。
（6）、有组织的环境气流进入流场驱动系统后，经过前、左和右三套驱动装置驱动和三通道连接法兰后，进入管道系统分配负压装置参加分配负压，分配负压后的环境气流再进入烟尘废气负压引流段，在负压引流段内经整流叶片组件的整流，使在长方形斜工作管段内流动的环境气流，中间部分气流减弱，四周部分增强，并与来自热能导流系统的被吸收SO2和去除粉尘大颗粒的细颗粒烟尘废气开始混合，开始混合后烟尘废气温度开始进一步的降低，满足烟尘废气净化系统后续净化装置高级脱硫除尘的需要。
本发明的有益效果是：
1、由于流场驱动系统有组织的环境气流作用，避免了大量无组织的环境气流进入热能导流系统，这使整个烟尘废气净化系统的吸风量大为减少，减少达50％以上，使净化系统有效而又经济的控制固体（或液体）粒子等污染物。
2、由于流场驱动系统有组织的环境气流出现，为三股携尘气流叠加流场尘化区的控制，找到一个有效而又经济的控制方法，特别具有节能减排和低运行成本的实际意义。
Claims (3)
1.一种移动式高温烟尘废气流场控制装置，其特征在于：移动式高温烟尘废气流场控制装置为罩体结构，由：流场驱动系统和热能导流系统组成，流场驱动系统由：前驱动装置、左驱动装置、右驱动装置、三通道连接法兰（14）、管道系统分配负压装置（15）和烟尘废气负压引流段（16）组成；
前驱动装置，由：前条缝罩组（1）、前罩组集合管（4）、前罩组管件（7）和前罩组集合管连管（10）组成，在前条缝罩组（1）的上方依次设有前罩组集合管（4）、前罩组管件（7）和前罩组集合管连管（10），前条缝罩组（1）通过8～12个条缝罩组合焊接在一起构成；
左驱动装置，由：左条缝罩组（2）、左罩组集合管（5）、左罩组管件（8）和左罩组集合管连管（11）组成，在左条缝罩组（2）的上方依次设有左罩组集合管（5）、左罩组管件（8）和左罩组集合管连管（11），左条缝罩组（2）通过6～10个条缝罩组合焊接在一起构成；
右驱动装置，由：右条缝罩组（3）、右罩组集合管（6）、右罩组管件（9）、右罩组集合管连管（12）和右罩组连管管件（13）组成，在右条缝罩组（3）的上方依次设有右罩组集合管（6）、右罩组管件（9）、右罩组集合管连管（12）和右罩组连管管件（13），右条缝罩组（3）通过6～10个条缝罩组合焊接在一起构成。
2.根据权利要求1所述的移动式高温烟尘废气流场控制装置，其特征在于：所述的前条缝罩组（1）、左条缝罩组（2）及右条缝罩组（3）与热能导流系统高温烟尘废气集气室的长方形集气喇叭口侧壁的垂直段螺栓固定连接，前条缝罩组（1）通过支管与前罩组集合管（4）连接，前罩组集合管（4）通过前罩组管件（7）与前罩组集合管连管（10）连接；左条缝罩组（2）通过支管与左罩组集合管（5）连接，左罩组集合管（5）通过左罩组管件（8）与左罩组集合管连管（11）连接；右条缝罩组（3）通过支管与右罩组集合管（6）连接，右罩组集合管（6）通过右罩组管件（9）与右罩组集合管连管（12）连接，右罩组集合管连管（12）连接右罩组连管管件（13）后，通过管段与前罩组集合管连管（10）、左罩组集合管连管（11）汇合，汇合后的各集合管连接管通过三通道连接法兰（14）与管道系统分配负压装置（15）法兰连接，管道系统分配负压装置（15）出口与烟尘废气负压引流段（16）法兰采用焊接连接。
3.一种移动式高温烟尘废气流场控制的工艺方法，其特征在于：移动式高温烟尘废气流场控制采用以下步骤：
（1）、当移动式高温烟尘废气流场控制装置工作时，流场驱动系统和热能导流系统同步工作，流场驱动系统处于负压工作状态，热能导流系统处于正压逐渐减弱负压逐渐增强的工作状态；
（2）、流场驱动系统各条缝罩组从三股携尘气流叠加流场尘化区四周吸出空气，造成有组织的环境气流，进入流场驱动系统；
（3）、由于流场驱动系统驱动作用，在热能导流系统高温烟尘废气集气室内，只有红焦携带与热诱导气流存在，内部出现正压，在出焦过程的炉门处、拦焦车导焦栅和焦炭从拦焦车导焦栅落到熄焦车厢焦罐三个推焦环节产生的三股携尘气流，借助自身的热诱导气流上升浮力，正压驱动和烟尘废气净化系统的负压引导驱动，汇集后的高温烟尘废气被驱动流进隔离筛网内部区域；
（4）、在污染源控制室，通过设在球冠形反射挡板外顶处脱硫剂浆液喷洒设施的喷洒，在隔离筛网上形成脱硫剂浆液水幕，脱硫剂浆液水幕将污染源控制室隔离成烟尘废气热能均衡区即筛网内部区域和初级脱硫反应除尘区即筛网周边区域，流进筛网内部区域的高温烟尘废气，由于球冠形反射挡板的阻挡和过流截面的扩大，其流速和流向都发生了改变，通过脱硫剂浆液水幕向筛网周边区域流动；
（5）、在初级脱硫反应除尘区，在控制室上罩体内表面处设有脱硫剂浆液雾化设施，将脱硫剂浆液雾化，烟尘废气与水蒸气和被雾化的脱硫剂接触，发生物理、化学反应过程，获得较好的脱硫、除尘效果；同时由于水蒸气的洗涤，烟尘废气中的粉尘大颗粒在污染源控制室内沉降到控制室锥段罩体并汇集，最终排入熄焦车厢焦罐内；
（6）、有组织的环境气流进入流场驱动系统后，经过前、左和右三套驱动装置驱动和三通道连接法兰后，进入管道系统分配负压装置参加分配负压，分配负压后的环境气流再进入烟尘废气负压引流段，在负压引流段内经整流叶片组件的整流，使在工作管段内流动的环境气流，中间部分气流减弱，四周部分增强，并与来自热能导流系统的被吸收SO2和去除粉尘大颗粒的细颗粒烟尘废气开始混合，开始混合后烟尘废气温度开始进一步的降低，满足烟尘废气净化系统后续净化装置高级脱硫除尘的需要。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 13 Hongqi South Street, Qianshan District, Anshan City, Liaoning Province (Dadaowan Economic and Technological Development Zone) Applicant after: Liaoning Hongtuo Technology Co., Ltd. Address before: 114013 No. 13 Hongqi South Street, Dadaowan Economic and Technological Development Zone, Anshan City, Liaoning Province Applicant before: Anshan Hongtuo Machinery Manufacturing Co., Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |