CN105841499A - 废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气处理系统，包含废气接收管路、第一闸门、第二闸门、低硫气体连接管路、第一静电集尘装置、第二静电集尘装置、脱硫装置、第一风车以及废气排出管路。当废气处理系统进行废气处理作业时，位于废气接收管路中的第一废气按序经由第一静电集尘装置及第一风车而从废气排出管路排出，以及位于高硫气体区的第二废气按序经由第二静电集尘装置、脱硫装置及第一风车而从废气排出管路排出。本发明除可处理含硫氧化物的废气，以降低排放至外界的含硫氧化物外，也可针对高硫气体处理，兼顾降低脱硫设备的投资成本以及环保问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体处理系统，且特别涉及一种废气处理系统。
背景技术
一般的炼铁厂，主要是负责供应炼钢作业所需要的铁水，而高炉炼铁所需炼铁原料，例如焦碳及烧结矿，分别由炼焦厂及烧结厂所供应。在烧结厂中，主要是通过烧结机生产烧结矿。烧结矿的制作方式主要是将各种粉铁矿、石料、焦碳屑及无烟煤等原料，根据预定的成分比例之后，再经过均匀搅拌、造粒等步骤以形成拌合料，之后这些拌合料铺设在烧结台车上并进行烧结步骤，以使前述的原料形成粒度约为5毫米至55毫米的烧结矿。
一般而言，烧结台车的数量会是多个，并且这些烧结台车是串成类似于脚踏车炼条状。在进行烧结步骤时，位于烧结机的头端的点火炉会点燃铺设在烧结台车上的拌合料，以使这些拌合料燃烧形成烧结矿。其中，拌合料燃烧时会产生反应气体及粉尘(后称废气)，可通过设置在烧结台车下方的风箱或邻近烧结台车的风箱抽取所有烧结台车上的废气，以使废气从烧结台车的上方至烧结台车的下方抽出，并将这些废气排至大气中。
然而，由于拌合料包含焦炭以及无烟煤的原料，焦炭与无烟煤的成分皆含有硫成分。当拌合料进行烧结反应时，硫会与氧气反应产生硫氧化物，因此废气的反应气体中会含有硫氧化物的成分。硫氧化物会造成大气污染以及环境酸化等环保问题，因此需要经过适当的处理才能向外界排放。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种废气处理系统，其可对含硫成分的废气进行脱硫处理。
本发明的另一个目的在于提供一种废气处理系统，其可仅对含高硫成分的气体进行脱硫处理。
根据本发明的上述目的，提出一种废气处理系统，其包含废气接收管路、第一闸门、第二闸门或盲板、低硫气体连接管路、第一静电集尘装置、第二静电集尘装置、脱硫装置以及废气排出管路。废气接收管路具有高硫气体区、第一低硫气体区及第二低硫气体区，其中高硫气体区位于第一低硫气体区及第二低硫气体区之间。第一闸门设于高硫气体区及第一低硫气体区之间。第二闸门或盲板设于高硫气体区及第二低硫气体区。低硫气体连接管路连接第一低硫气体区及第二低硫气体区。第一静电集尘装置连接第一低硫气体区。第二静电集尘装置连接高硫气体区。脱硫装置连接第二静电集尘装置。第一风车连接脱硫装置及第一静电集尘装置。废气排出管路连接第一风车。当废气处理系统进行废气处理作业时，位于第一低硫气体区以及第二低硫气体区中的第一废气按序经由第一静电集尘装置及第一风车而从废气排出管路排出。位于高硫气体区的第二废气按序经由第二静电集尘装置、脱硫装置及第一风车而从废气排出管路排出。
根据本发明一个实施例，上述废气处理系统还包含第一风量调整装置，设于第一风车的一侧。
根据本发明一个实施例，上述废气处理系统还包含第二风车连接第二静电集尘装置及脱硫装置，其中第二废气从第二静电集尘装置，按序经由第二风车及脱硫装置，且朝第一风车流动。
根据本发明一个实施例，上述废气处理系统还包含第二风量调整装置，设于第二风车的一侧。
根据本发明一个实施例，上述脱硫装置还包含脱硫设备以及热交换器。脱硫设备具有气体入口及气体出口，其中脱硫设备用于脱除第二废气的硫氧化物成分。热交换器跨接气体入口及气体出口，其中第二废气从第二静电集尘装置，按序经由位于气体入口的热交换器、脱硫设备以及位于气体出口的热交换器且朝第一风车流动。
根据本发明一个实施例，上述废气处理系统还包含第三闸门及第四闸门。第三闸门设于高硫气体区及第二静电集尘装置之间。第四闸门设于第一风车及脱硫装置之间。
根据本发明一个实施例，上述废气处理系统还包含紧急排风门设于脱硫装置与第四闸门之间，且可电性连接压力计，当此压力变成正压时即自动打开紧急排风门。
根据本发明一个实施例，上述废气接收管路还包含多个废气输入管以及废气总管。一部分的废气输入管用于输入第一废气，以及剩余部分的废气输入管用于输入第二废气。废气总管连接此些废气输入管，其中废气总管具有高硫气体区、第一低硫气体区以及第二低硫气体区。
根据本发明一个实施例，上述废气输入管包含数个切换器，以控制废气输入管输入高硫气体区与低硫气体区(包括第一及第二低硫气体区)的废气输入管的个数。
根据本发明一个实施例，上述第二废气的含硫量大于第一废气的含硫量。
本发明一种废气处理系统的优点在于通过第一静电集尘装置、第二静电集尘装置以及脱硫装置，借以处理含硫氧化物的废气，以使排放至外界的含硫氧化物降低。此外，本发明实施例的废气处理系统还可针对高硫气体处理，兼顾降低脱硫设备的投资成本以及环保问题。
附图说明
为让本发明的上述含其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为根据本发明实施例的一种废气处理系统的示意图。
具体实施方式
以下配合本发明的实施例详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效。
请参照图1，图1为根据本发明实施例的一种废气处理系统100的示意图。废气处理系统100可用来处理含硫废气。例如，废气处理系统100可用来处理制造烧结矿时所产生含硫废气。废气处理系统100包含废气接收管路102、第一闸门104、第二闸门或盲板106、低硫气体连接管路108、第一静电集尘装置110、第二静电集尘装置112、脱硫装置114、第一风车116以及废气排出管路118。废气接收管路102具有高硫气体区120、第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124，其中高硫气体区120位于第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124之间。在一个例子中，废气接收管路102可用来接收来自烧结机的废气。在一个示范例子中，例如中国钢铁公司的中钢四号烧结机的多个风箱900是沿着废气接收管路102排列。这些风箱900输出的废气输送至废气接收管路102中，其中位于头尾两侧区段的风箱900所输出的废气的含硫量较低(后称第一废气)，分别输送到第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124中。另一方面，位于中间区段的风箱900所输出的废气的含硫量较高(后称第二废气)，则输送到高硫气体区120中。
第一闸门104设于高硫气体区120及第一低硫气体区122之间。第二闸门或盲板106设于高硫气体区120及第二低硫气体区124之间。在一个例子中，可通过开启或关闭第一闸门104与第二闸门或盲板106来使高硫气体区120连通第一低硫气体区122或第二低硫气体区124。
低硫气体连接管路108连接第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124。当第一闸门104与第二闸门或盲板106同时关闭时，第一废气可通过低硫气体连接管路108流通于第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124之间。
第一静电集尘装置110连接第一低硫气体区122。第一静电集尘装置110可用来处理废气中所含有的粉尘，以使处理后的废气的含尘量符合环境法规的限制。第二静电集尘装置112连接高硫气体区120。第二静电集尘装置112是类似于第一静电集尘装置110，可用来处理废气中所含有的粉尘。不同之处在于，第一静电集尘装置110主要是用来处理第一废气中所含有的粉尘，第二静电集尘装置112主要是用来处理第二废气中所含有的粉尘。
脱硫装置114连接第二静电集尘装置112。脱硫装置114主要是用来降低或脱除第二废气中的硫氧化物含量。在一个例子中，脱硫装置114是采用湿式脱硫的方式。在另一例子中，脱硫装置114可采用活性碳法、喷入褐煤法、石灰或活性碳的高性能烧结废气净化(Maximized Emission Reduction ofSintering；MEROS)法、硫酸铵盐法、氨/硫氨法、氧化镁、石灰/石膏法、海水脱硫法、碱吸收法(例如可使用氢氧化钠)、双碱法、循环流化床法、新型一体化脱硫法(New Integrated Desulphurization；NID)或密相干塔法。在其他例子中，脱硫装置114包含脱硫设备126以及热交换器128。脱硫设备126具有气体入口126A及气体出口126B，脱硫设备126用于脱除第二废气的硫成分。热交换器128跨接气体入口126A及气体出口126B。在一个例子中，第二废气经过第二静电集尘装置112，借以除去废气中的粉尘。然后，经过位于气体入口126A处的热交换器128，借以将第二废气的温度降低至摄氏约100度以下。之后，第二废气再经过脱硫设备126，借以脱除第二废气的硫成分。然后，经脱除硫成分的第二废气再经过位于气体出口126B处的热交换器128，借以将第二废气的温度回升至摄氏约100度以上。前述将第二废气降温再升温的方式主要是为了避免高温的第二废气在经过脱硫设备126之后降低温度而导致废气处理系统100的管路被低温的第二废气腐蚀，所以通过热交换器128先将保存第二废气的热量，待第二废气经过脱硫设备126之后再将第二废气加热至摄氏100度以上。在一个示范例子中，通过此种加热方式可使第二废气平均达摄氏约116.9度。在另一个例子中，位于气体入口126A以及气体出口126B的管路内部可设有玻璃鳞片及耐腐蚀树脂，借以减少管路受到低温的第二废气的腐蚀。
第一风车116连接脱硫装置114及第一静电集尘装置110。第一风车116主要是用来控制第一废气以及第二废气的流量。在一个例子中，第一风车116做为整个废气处理系统100的主要风车，借以控制第一废气与第二废气的流量。在另一个例子中，第一风车116的一侧可设有第一风量调整装置130，借以调整第一风车116输出的风量。
废气排出管路118连接第一风车116，可用于将经过处理的第一废气与第二废气排放至外界。在一个例子中，废气排出管路118可为烟囱。
在一个例子中，本发明实施例的废气处理系统100可还包含第二风车132，第二风车132连接第二静电集尘装置112及脱硫装置114。在一个例子中，第二风车132位于第二静电集尘装置112及脱硫装置114之间，借以辅助控制第二废气的流量，以使第二废气按序经由第二风车132及脱硫装置114，且朝第一风车116流动。在另一个例子中，第二风车132的一侧可设有第二风量调整装置134，借以调整第二风车132输出的风量。
在一个例子中，在高硫气体区120及第二静电集尘装置112之间可设有第三闸门138，以及在第一风车116及脱硫装置114之间可设有第四闸门140。第三闸门138与第四闸门140的开启或关闭需和第一闸门104与第二闸门或盲板106的开启或关闭配合。例如，在需要进行高硫的第二废气的脱硫作业时，将第一闸门104与第二闸门或盲板106关闭，以避免高硫的第二废气混入低硫的第一废气中。然后，将第三闸门138与第四闸门140开启，借以对高硫的第二废气进行脱硫作业。同理，若是在无需对第二废气进行脱硫作业，或是位于第三闸门138与第四闸门140之间的装置或元件故障时，可以将第一闸门104与第二闸门或盲板106开启(若选择设置盲板即为关闭，因有设置低硫气体连接管路108可连接第一低硫气体区及第二低硫气体区)，且将第三闸门138与第四闸门140关闭，借以使第一废气与第二废气按序经由第一静电集尘装置110及第一风车116而从废气排出管路118排出。
在一个例子中，本发明实施例的废气处理系统100可还包含脱硝及脱戴奥辛装置144，脱硝及脱戴奥辛装置144设于第一风车116与废气排出管路118之间。脱硝及脱戴奥辛装置144可用来脱除或减少第一废气与第二废气中所含有的氮氧化物。
在一个例子中，本发明实施例的废气处理系统100可还包含紧急排风门146，紧急排风门146设于脱硫装置114与第四闸门140之间。在一个示范例子中，当第一风车116故障且第二风车132正常工作时，此时位于第二风车132后的脱硫装置114或其他设备将会从负压状态转换成正压状态，此将会造成脱硫装置114或其他设备的仪表或膨胀接头损坏。在一个例子中，紧急排风门146可电性连接脱硫装置114或其他设备的压力计，当压力变成正压时即自动打开紧急排风门146，借以避免脱硫装置114或其他设备的损坏。
为进一步说明本发明实施例的废气处理系统100的优点，以下说明本发明实施例的废气处理系统100的实际使用状态。首先，废气接收管路102可包含多个废气输入管148以及废气总管150，其中废气总管150连接这些废气输入管148，且废气总管150中具有高硫气体区120、第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124。烧结机的风箱900所产生的第一废气与第二废气分别通过一部分的废气输入管148以及剩余部分的废气输入管148输入至废气总管150中。根据废气中的硫氧化物含量，若是硫氧化物含量符合于环境法规的限制，则可将低硫含量的废气归类为第一废气；反之，若是硫氧化物含量不符合于环境法规的限制，则可将高硫含量的废气归类为第二废气。在一个例子中，第一废气输入至废气总管150的第一低硫气体区122或第二低硫气体区124，以及第二废气输入至废气总管150的高硫气体区120。在另一个例子中，废气输入管148可包含切换器152。根据废气的含硫量以及废气输入管148的位置，可通过操作这些切换器152，来控制废气输入管148输入高硫气体区120与低硫气体区(包括第一低硫气体区122及第二低硫气体区124)的废气输入管148的个数。
在进行废气处理作业时，需先将第一闸门104与第二闸门或盲板106关闭，以使位于第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124的第一废气隔绝位于高硫气体区120的第二废气。其中，位于第一低硫气体区122以及第二低硫气体区124的第一废气主要是通过第一风车116来控制流量，以使第一废气按序经过第一静电集尘装置110、第一风车116以及脱硝及脱戴奥辛装置144，而从废气排出管路118排出。另一方面，位于高硫气体区120的第二废气受到第一风车116以及第二风车132的导引，而按序经由第二静电集尘装置112、第二风车132、脱硫装置114及第一风车116而从废气排出管路118排出。在一个例子中，使用本发明实施例的废气处理系统100后，硫氧化物的排放平均值从90.86百万分率(ppm)降低至24.22百万分率。
根据上述，由于第一废气的含硫量较低，所以第一废气只要进行脱除粉尘的处理后(也可选择性增加脱硝及脱戴奥辛的处理)，就可以排放至外界。另一方面，由于第二废气的含硫量较高，所以第二废气需要进行脱除粉尘以及脱硫的处理(也可选择性增加脱硝及脱戴奥辛的处理)，始排放至外界。换句话说，本发明实施例的废气处理系统可根据废气的含硫量选择性进行脱硫处理，因此可以兼顾脱硫的支出成本以及环保问题。
Claims (10)
1.一种废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统包含：
废气接收管路，其具有高硫气体区、第一低硫气体区以及第二低硫气体区，其中所述高硫气体区位于所述第一低硫气体区以及所述第二低硫气体区之间；
第一闸门，其设于所述高硫气体区及所述第一低硫气体区之间；
第二闸门或盲板，其设于所述高硫气体区及所述第二低硫气体区之间；
低硫气体连接管路，其连接所述第一低硫气体区以及所述第二低硫气体区；
第一静电集尘装置，其连接所述第一低硫气体区；
第二静电集尘装置，其连接所述高硫气体区；
脱硫装置，其连接所述第二静电集尘装置；
第一风车，其连接所述脱硫装置及所述第一静电集尘装置；以及
废气排出管路，其连接所述第一风车，
其中，当所述废气处理系统进行废气处理作业时，位于所述第一低硫气体区以及所述第二低硫气体区中的第一废气按序经由所述第一静电集尘装置及所述第一风车而从所述废气排出管路排出，以及位于所述高硫气体区的第二废气按序经由所述第二静电集尘装置、所述脱硫装置及所述第一风车而从所述废气排出管路排出。
2.如权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统还包含第一风量调整装置，其设于所述第一风车的一侧。
3.如权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统还包含第二风车连接所述第二静电集尘装置及所述脱硫装置，其中所述第二废气从所述第二静电集尘装置，按序经由所述第二风车及所述脱硫装置，且朝所述第一风车流动。
4.如权利要求3所述的废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统还包含第二风量调整装置，其设于所述第二风车的一侧。
5.如权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述脱硫装置还包含：
脱硫设备，其具有气体入口及气体出口，其中所述脱硫设备用于脱除所述第二废气的硫氧化物成分；以及
热交换器，其跨接所述气体入口及所述气体出口，其中所述第二废气从所述第二静电集尘装置，按序经过位于所述气体入口处的所述热交换器、所述脱硫设备以及位于所述气体出口处的所述热交换器，且朝所述第一风车流动。
6.如权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统还包含：
第三闸门，其设于所述高硫气体区及所述第二静电集尘装置之间；以及
第四闸门，其设于所述第一风车及所述脱硫装置之间。
7.如权利要求6所述的废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统还包含紧急排风门，其设于所述脱硫装置与所述第四闸门之间，且可电性连接压力计，当所述压力变成正压时即自动打开所述紧急排风门。
8.如权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述废气接收管路还包含：
多个废气输入管，其中一部分的所述多个废气输入管用于输入所述第一废气，以及剩余部分的所述多个废气输入管用于输入所述第二废气；以及
废气总管，其连接所述多个废气输入管，其中所述废气总管具有所述高硫气体区、所述第一低硫气体区以及所述第二低硫气体区。
9.如权利要求8所述的废气处理系统，其特征在于，所述多个废气输入管包含多个切换器，以控制所述多个废气输入管输入所述高硫气体区、以及所述第一低硫气体区与所述第二低硫气体区的所述多个废气输入管的个数。
10.如权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述第二废气的含硫量大于所述第一废气的含硫量。
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