CN105021051B - 一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统 - Google Patents

Abstract

一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，包括冲天炉，火花捕集器，第一级烟气输出管道，旋流式空气换热器，供风管道，鼓风机，供风热管，第二级烟气输出管道，旋流式多管水冷却器，供水管道，冷却水泵，回水管道，冷却塔，进水管，回水管，与进水管、回水管相接的冷却水池，第三级烟气输出管道，安装在第三级烟气输出管道另一端上的布袋除尘器，第四级烟气输出管道，引风机，安装在引风机烟气出口管道周围的高效烟气脱硫塔，烟囱，脱硫供水管道，脱硫水泵，脱硫供水管，脱硫回水管，与脱硫供水管、脱硫回水管相接的脱硫水池。本发明除尘脱硫效果好，余热利用，节能环保，占地面积小，投资少，运行费用低。可广泛应用于冲天炉熔炼系统中。

Description

一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统

技术领域

本发明涉及一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，可广泛应用于冲天炉熔炼系统中。

背景技术

在冲天炉熔炼过程中，由于焦炭的燃烧，金属炉料的预热、熔化及过热、炉气的运动、炉料的加入及下降等作用，还有因化学作用，热作用以及机械作用，使冲天炉排放的烟气中含有大量的气体及固体有害物质。这些物质不仅对人类是有害的，而且对自然环境有极大的危害，对大气造成了严重的污染。目前，要达到国家规定的排放标准，除尘设备十分复杂，占地面积大，投资多。

现有冲天炉除尘技术存在的问题有：1、烟气温度高。冲天炉处于正常炉况时，混入加料口冷风后，烟气温度≤120℃；当加料不及时，空炉、棚料及打炉瞬间烟气温度急剧上升，可达600℃～800℃，这为单一的干法除尘带来困难。2、粉尘多，微粉比例大，大部分不亲水。由于不亲水，单一的湿法除尘效果差。3、烟气含酸性氧化物及氮氧化物。焦炭燃烧过程中产生的SO₂、CO₂和NO_X都溶于水，呈酸性。若用湿法除尘，水呈酸性，易腐蚀设备，对人有害，还污染水质和土壤。

冲天炉排出的烟气具有很高的温度，一般直接排放或者经过冷却处理后排放，烟气废热白白浪费掉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除尘脱硫效果好、余热利用、节能环保、占地面积小、投资少、运行费用低的冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统。

为了达到上述目的，本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，包括设有少量空气入口的冲天炉，安装在冲天炉顶部并设有少量空气入口的火花捕集器，一端安装在火花捕集器侧面的第一级烟气输出管道，安装在烟气输出管道另一端上的旋流式空气换热器，安装在旋流式空气换热器侧面的供风管道，安装在供风管道另一端上的鼓风机，安装在冲天炉与旋流式空气换热器之间的供风热管，安装在旋流式空气换热器顶部的第二级烟气输出管道，安装在第二级烟气输出管道另一端的旋流式多管水冷却器，安装在旋流式多管水冷却器下部侧面的供水管道，安装在供水管道另一端的冷却水泵，安装在旋流式多管水冷却器上部侧面的回水管道，安装在回水管道另一端的冷却塔，一端与冷却水泵相连的进水管，冷却塔底部安装的回水管，与进水管、回水管相接的冷却水池，安装在旋流式多管水冷却器顶部的第三级烟气输出管道，安装在第三级烟气输出管道另一端上的布袋除尘器，安装在布袋除尘器侧面上的第四级烟气输出管道，安装在第四级烟气输出管道另一端上的引风机，安装在引风机烟气出口管道周围的高效烟气脱硫塔，安装在高效烟气脱硫塔顶部的烟囱，安装在高效烟气脱硫塔上部的脱硫供水管道，安装在脱硫供水管道另一端的脱硫水泵，安装在脱硫水泵上的

脱硫供水管，安装在高效烟气脱硫塔下部的脱硫回水管，与脱硫供水管、脱硫回水管相接的脱硫水池。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所述的旋流式多管水冷却器，包括封闭的外筒体和由封闭的外筒体内置很多换热管。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，将引风机设在布袋除尘器之后，避免了粉尘对引风机的磨损，延长了风机使用寿命。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，其工作原理是：冲天炉所出来的烟气，首先，经过火花捕集器，把大于50um的烟尘颗粒除去；其次，高温含尘气体进入旋流式空气换热器，高温含尘气体得到第一次冷却，温度可下降到150～160℃，同时一部分粗颗粒在气体扩张、流速减慢和旋风的作用下沉降下来；再次，含尘气体进入旋流式多管水冷却器，烟气得到进一步冷却，温度下降到110℃以下；然后，含尘气体再进入布袋除尘器除尘；最后，经布袋除尘器净化后的烟气，由引风机抽至高效烟气脱硫塔进一步除尘、脱硫。经过以上几步处理后的洁净气体通过引风机排入大气。本发明经多级除尘步骤，有目的地去除大、中、小颗粒，从而达到除尘效果，又降低成本，减少占地面积。同时在消烟除尘脱硫过程中，既降低了烟气的温度，又充分利用了余热。其烟尘排放浓度≤20mg/Nm³，除尘效率可达99%以上。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，从冲天炉设计开始，就考虑到后级除尘的治理。设计冲天炉时，根据熔化铸件材质的不同要确定相应的冲天炉有效高度，通常冲天炉有效高度比正常冲天炉加高2～3m，熔化灰口铸铁、球墨铸铁时有效高度增加值取下限，熔化可锻铸铁冲天炉有效高度增加值取上限。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，在冲天炉、火花捕集器处要掺入一定的少量空气，目的是：

（1）降低烟气最前端温度，冷却管道，不致管道受热变形，延长其使用寿命，这样即使在熔炼结束烟气温度超过600℃时，也可保证管道不过分受热变形，经后级的旋流式多管水冷却器冷却，除尘系统照常能正常工作。

（2）从炉顶吸入一定量的空气还可保持炉顶及加料口处压力平衡，不致过分吸入空气，影响冲天炉正常熔炼。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的火花捕集器，利用重力沉降原理，把烟气中的大颗粒粉尘，特别是未燃尽或还在燃烧的焦炭粒先沉降除掉，避免抽尘管道的堵塞。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的旋流式空气换热器，其工作原理是：将鼓风机冷风流经换热管束内部，冲天炉烟气流经换热管束外部，通过换热管壁换热，烟气温度在250～300℃时，旋流式空气换热器可将冷风加热到150℃以上的热风，热风输送到冲天炉回收利用，起到提高铁水温度，节省焦炭，充分利用能源，余热回收利用的作用。旋流式空气换热器下部旋风部分内部有特殊旋流通道，离心力大，去除大颗粒粉尘效率高，将旋风除尘器与多管空气冷却器合二为一，避免换热管集灰，减少阻力损失，降低后级引风机的动力消耗。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所述的旋流式多管水冷却器，工作时，封闭的外筒体里不断的补给冷水，高温烟气从换热管中通过，与换热管外的冷却水进行热交换，把烟气温度降下来的同时，冷却水换热升温后从冷却器上方溢出，流经水池，经冷却塔降温后循环使用。另外，由于高温烟气与冷却水是隔绝开的，所以水是无污染的，故也可以余热利用，如供洗澡用。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所述的旋流式多管水冷却器，由冷却水泵从冷却水池将水送到旋流式多管水冷却器，把烟气冷却降温后，经冷却塔冷却后回到冷水池，如此循环使用。冲天炉正常熔炼时，烟气温度一般不超过300℃，首先旋流式空气换热器可将300℃烟气温度降至110℃以下。冲天炉在生产过程中，加料口处会经常有明火，特别是大吨位冲天炉，烟气中CO含量较高，在加料口与吸入的氧气接触燃烧，致使烟气温度一般在200℃～500℃左右，特别是在空炉、棚料和打炉前，最高温度可达到600℃～800℃。当打炉阶段或空炉、棚料等非正常状况发生时，旋流式多管水冷却器水泵自动开启，这时旋流式空气换热器、旋流式多管水冷却器共同工作，最终将烟气温度降至110℃以下，即后续普通布袋除尘器滤袋能够承受的温度范围，保证布袋除尘器正常工作。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的布袋除尘器，其工作原理是：布袋除尘器是利用袋式过滤原理来捕集含尘气体中的粉尘，使气体净化，同时通过清灰机构清除被阻留在滤袋表面上的附尘，使过滤袋再生而恢复其过滤功能的高效除尘设备。当烟气进入除尘器的导流过道后，因容积突然增大，粗颗粒粉尘在重力作用下首先沉降掉落进灰斗，细微粉尘随气流向上流动，被滤袋阻隔并截留在滤袋表面。经滤袋过滤后的洁净空气，经风机后从烟囱排出。清灰效果好，除尘效率高。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的引风机，由它把冲天炉的烟气从设在火花捕集器上方的抽气口引出炉外，由管道进入并经过旋流式多管水冷却器、布袋除尘器和引风机本身后，经过消烟除尘后的洁净空气由烟囱排出。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，从布袋除尘器净化后的烟气通过引风机自下方进入高效烟气脱硫塔。采用湿式双碱吸收法高效脱硫，吸收液在高效烟气脱硫塔内被雾化成细小液滴，充分粘附烟尘、吸收烟气中的SO₂。吸收后的雾滴随烟气旋流至塔壁，在塔壁汇集形成水膜，进一步对烟气进行净化。失去活性的吸收液由塔底流入排灰水沟，汇入脱硫水池。经曝气、再生、沉淀、过滤后，由循环水泵及供液管道送入脱硫塔内循环使用。整个脱硫液循环系统闭路循环，不会产生二次污染。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，设置冷却水池、脱硫水池，废水中含有的烟尘颗粒沉降，定期清除，废水循环使用，对环境不会造成二次污染。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，设置二级烟气超温保护措施，保证除尘系统的正常运行。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，脱硫除尘于一体，占地面积小，投资少，运行费用低。

综上所述，本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，除尘脱硫效果好，余热利用，节能环保，占地面积小，投资少，运行费用低。

附图说明

以下结合附图及其实施例对本发明作更进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的俯视图。

具体实施方式

在图1、图2中，本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，包括设有少量空气入口的冲天炉1，安装在冲天炉顶部并设有少量空气入口的火花捕集器2，一端安装在火花捕集器侧面的第一级烟气输出管道3，安装在烟气输出管道另一端上的旋流式空气换热器4，安装在旋流式空气换热器侧面的供风管道5，安装在供风管道另一端上的鼓风机6，安装在冲天炉与旋流式空气换热器之间的供风热管7，安装在旋流式空气换热器顶部的第二级烟气输出管道8，安装在第二级烟气输出管道另一端的旋流式多管水冷却器9，安装在旋流式多管水冷却器下部侧面的供水管道10，安装在供水管道另一端的冷却水泵11，安装在旋流式多管水冷却器上部侧面的回水管道12，安装在回水管道另一端的冷却塔13，一端与冷却水泵相连的进水管14，冷却塔底部安装的回水管15，与进水管、回水管相接的冷却水池16，安装在旋流式多管水冷却器顶部的第三级烟气输出管道17，安装在第三级烟气输出管道另一端上的布袋除尘器18，安装在布袋除尘器侧面上的第四级烟气输出管道19，安装在第四级烟气输出管道另一端上的引风机20，安装在引风机烟气出口管道周围的高效烟气脱硫塔21，安装在高效烟气脱硫塔顶部的烟囱22，安装在高效烟气脱硫塔上部的脱硫供水管道23，安装在脱硫供水管道另一端的脱硫水泵24，安装在脱硫水泵上的脱硫供水管25，安装在高效烟气脱硫塔下部的脱硫回水管26，与脱硫供水管、脱硫回水管相接的脱硫水池27。

本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所述的旋流式多管水冷却器9，包括封闭的外筒体9-1和由封闭的外筒体内置很多换热管9-2。

此外，图中，少量空气入口a，烟气方向b，供风方向c，热风方向d，供水方向e，回水方向f。

Claims (2)

1.一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，其特征在于，包括设有少量空气入口的冲天炉，安装在冲天炉顶部并设有少量空气入口的火花捕集器，一端安装在火花捕集器侧面的第一级烟气输出管道，安装在烟气输出管道另一端上的旋流式空气换热器，安装在旋流式空气换热器侧面的供风管道，安装在供风管道另一端上的鼓风机，安装在冲天炉与旋流式空气换热器之间的供风热管，安装在旋流式空气换热器顶部的第二级烟气输出管道，安装在第二级烟气输出管道另一端的旋流式多管水冷却器，安装在旋流式多管水冷却器下部侧面的供水管道，安装在供水管道另一端的冷却水泵，安装在旋流式多管水冷却器上部侧面的回水管道，安装在回水管道另一端的冷却塔，一端与冷却水泵相连的进水管，冷却塔底部安装的回水管，与进水管、回水管相接的冷却水池，安装在旋流式多管水冷却器顶部的第三级烟气输出管道，安装在第三级烟气输出管道另一端上的布袋除尘器，安装在布袋除尘器侧面上的第四级烟气输出管道，安装在第四级烟气输出管道另一端上的引风机，安装在引风机烟气出口管道周围的高效烟气脱硫塔，安装在高效烟气脱硫塔顶部的烟囱，安装在高效烟气脱硫塔上部的脱硫供水管道，安装在脱硫供水管道另一端的脱硫水泵，安装在脱硫水泵上的脱硫供水管，安装在高效烟气脱硫塔下部的脱硫回水管，与脱硫供水管、脱硫回水管相接的脱硫水池。

2.根据权利要求1所述的一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，其特征在于，所述的旋流式多管水冷却器，包括封闭的外筒体和由封闭的外筒体内置很多换热管。