CN108499307A - 一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法及设备,将钢铁厂烧结机头烟气经过脱硫处理以后得到热烟气，将热烟气中的饱和水蒸气进行降温冷凝，进一步减少热烟气中的含水含尘量,并有效减少其中PM2.5和硫酸盐、硝酸盐等污染物，消除白色烟羽和石膏雨等污染现象的环保净化技术，同时有利于节能创效，可以为企业带来良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁行业的烧结机生产系统，特别是涉及一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法及设备。
背景技术
我国钢铁行业的SO2排放量已经成为仅次于燃煤发电行业的主要污染源之一。其中，烧结工序所产生的SO2占钢铁行业总排放量的60%~90%。因此，控制烧结机SO2排放，早已成为钢铁企业控制污染的重点。
目前大部分烧结机所采用的主要烟气脱硫方法包括：循环流化床半干法、旋转喷雾半干法和石灰石-石膏湿法等，所采用的脱硫剂一般为生石灰、石灰石、白云石等。由于在投资费用、脱硫效率、脱硫剂的资源供应和脱硫副产物的处理等方面各家企业的条件不尽相同，近两年也有企业着手研究出别的方法，比如添加剂法、氨-硫酸铵法、钢渣干法等等。但从运营成本低、脱硫效率高、技术相对成熟等角度考虑，大部分钢铁企业采用的是旋转喷雾半干法和石灰石-石膏湿法工艺。
1、两种烟气脱硫方法的基本工艺原理
（1）旋转喷雾半干法
如说明书附图图1所示，当热的（约120℃左右）未处理的烟气，经过电除尘器除尘后，通过烟气分配器进入旋转喷雾干燥吸收塔，与制备的石灰浆液雾滴（雾滴直径不大于50微米）相接触，烟气中酸性成分被快速吸收并中和，同时雾滴中的水分也被蒸发，随着烟气一道排出。随后处理过的烟气进入布袋除尘器，将其中悬浮固体过滤清除掉，由引风机（增压风机）抽送至烟囱，排入大气。
（2）石灰石-石膏湿法
如说明书附图图2所示，当热的（约120℃左右）未处理的烟气，经过电除尘器除尘后，通过增压风机进入吸收塔，在向上运动的过程中与浆液循环泵送入吸收塔中的向下喷出的石灰石浆液充分接触，发生化学反应生成亚硫酸钙。同时，氧化风机送出的氧化空气经过喷水降温后进入吸收塔，将亚硫酸钙强制氧化并结晶生成石膏。烟气经过除雾器除去所含雾滴，流出吸收塔的净烟气由烟囱直接排入大气。
2、两种烟气脱硫方法共同存在的工艺技术缺陷
根据以上原理分析以及多年来的实践经验，很容易看出，无论是旋转喷雾半干法还是石灰石-石膏湿法脱硫，都存在一项重要的工艺技术缺陷。那就是尽管两者的SO2脱除工艺比较成熟，也具有较高的脱硫效率，但是都要以水为介质，促成脱硫剂与烧结机烟气的化学反应。如此一来，经过处理以后的烟气尾气中，虽然脱除了SO2,但是携带了大量的饱和蒸汽和微粉颗粒（经研究，其主要成分是含有硫酸盐、硝酸盐等粉尘，是构成PM2.5的主要污染源之一）。
由于直接排放到大气的烟气含有大量水蒸气和微粉颗粒，遇冷凝结后形成白色烟羽，尤其在冬季更为明显。在一些除尘或者除雾效果比较差的钢铁企业，甚至会出现浓白烟羽和石膏雨的现象，严重污染了厂区周边的大气环境和自然环境。
如何改善现有的烧结机烟气处理方法，将钢铁厂烧结机头烟气经过循环流化床、旋转喷雾半干法或者石灰石-石膏湿法脱硫处理以后，进一步减少烟气中的含水含尘量，并有效减少其中PM2.5和硫酸盐、硝酸盐等污染物，视觉上消除烟囱排放“白烟”的环保净化技术，是本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法及设备。本发明特别适合用于钢铁厂烧结机头烟气经过循环流化床、旋转喷雾半干法或者石灰石-石膏湿法脱硫处理以后，进一步减少烟气中的含水含尘量，并有效减少其中PM2.5和硫酸盐、硝酸盐等污染物，视觉上消除烟囱排放“白烟”的环保净化技术，同时有利于节能创效，可以为企业带来良好的经济效益。
如说明书附图图3所示，温度在45℃~55℃时，饱和烟气所能携带的水蒸气量为120g/kg干烟气，当其排放到25℃（夏季）或者5℃（冬季）的环境中时，饱和烟气迅速降温，其携带的水蒸气量降低到20g/kg干烟气，因此会析出微小的水滴，与烟气中的微粉颗粒结合后形成白色烟羽。
本发明的基本工作原理，就是依靠说明书附图图3所示的饱和烟气含湿量与其温度的关系，将经脱硫处理以后的热烟气（45℃~55℃）进行冷凝降温，使得烟气温度降低到20℃~30℃，将产生的冷凝水和微粉颗粒（原理上会形成浆液）进行回收，排向大气的冷烟气因为含湿量大大降低（10~20g/kg），实现“脱白”+“净化”的处理效果。
本发明的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法及设备技术方案为，一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法，将钢铁厂烧结机头烟气经过脱硫处理以后得到热烟气，将热烟气中的饱和水蒸气进行降温冷凝，进一步减少热烟气中的含水含尘量。
降温冷凝是指将热烟气50℃以上的初始温度降低到20℃-30℃。
降温冷凝得到冷烟气和浆液，冷烟气通过烟筒排出，浆液回收利用。
一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，包括依次连接的风机或除雾器、换热器、浆液收集池，其中风机或除雾器的烟气出口与换热器的烟道连通；换热器的烟道设置有两个出口，一个浆液出口，一个冷烟气出口，浆液出口与浆液收集池连通，冷烟气出口与烟筒连通，浆液收集池出料口与烧结机混料圆筒连接。
浆液收集池内设置有搅拌器。
浆液收集池出料口通过加压泵与烧结机混料圆筒连接。
换热器的冷烟气出口位于与烟道入口相对的侧面上，浆液出口位于换热器底部。
换热器采用的是山东辰跃节能科技有限公司生产的“柔性换热器FGC2”。
本发明的技术实施主要包括以下三个层面：
第一个层面是换热器的设计。主要工作原理和工艺要求包括以下：
（1）烟气换热。要将高温烟气中的饱和水蒸气进行降温冷凝，50℃以上的初始温度要降低到20℃~30℃，需要较高的换热效率方能满足。
（2）烟气的压力损失补偿。烟气在经过深度处理的过程中，由于温度降低以及流速降慢，会对原有的烟气排放系统造成阻力，即烟气的压力损失。造成的后果一方面会加重增压风机的运行负荷，另一方面烟气动力不足排放不畅。因此换热器要有较低的烟气阻力特性。
（3）换热器的材质。换热器的主要材质耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗结垢等工艺特点。
经过产品考察和技术交流，选取山东辰跃节能科技有限公司生产的“柔性换热器FGC2”作为本发明的换热器。
第二个层面是烧结机烟气排放系统的改造。根据选择脱硫方法的不同，本发明分为两种改造方式。
（1）旋转喷雾半干法。这种方法一般在脱硫以后，依靠增压风机将烟气排向大气。因此选择在增压风机与烟囱之间的烟道上安装换热器，需要按照实际工艺参数，满足流速降低的条件下，实地测量并设计烟道的改造方案。
（2）石灰石-石膏湿法。这种方法一般在脱硫以前，依靠增压风机将烟气鼓入吸收塔，脱硫完毕经过一级或者二级除雾器以后，烟气再排向大气。因此选择在除雾器上部或者一侧安装换热器，重新布置安装烟囱。
第三个层面是冷凝水和微粉颗粒形成的浆液回收。烟气经过换热降温后，大量水蒸气在换热器的密集管束表面凝结成水膜，烟气中的微粉颗粒在流经密集管束时，充分与密集管束表面的水膜接触、粘结、吸附，形成浆液后部分会自然滴落，部分依然粘附在密集管束表面，采用定时水冲洗工艺，保持密集管束表面光滑，连续凝结水膜、吸附微粉颗粒。冲洗后的浆液进入地坑或者收集池，通过加压泵返回烧结机混料圆筒，可以代替混合料加水造球之所需。如此一来有两个好处：一是减少了烧结生产的新水浪费，节约了能源；二是提高了混合料温度，改善料层透气性，有利于降碳增产。
本发明的有益效果为：。
（1）将经过脱硫处理的烧结机烟气更进一步深度处理，减少其中的饱和蒸汽和微粉颗粒，消除白色烟羽和PM2.5粉尘，消灭“石膏雨”现象，具有很重要的环保意义；
（2）将原本直接排入大气的低温废气进行潜热回收，具有良好的节能效益；
（3）烟气深度处理所产生的冷凝水及微粉颗粒，以混合浆液的形式进行回收循环利用，参与烧结机的正常生产运行，具有可观的降耗增产经济效益；
（4）选择新型换热器作为烟气深度处理的核心，将其布置安装在烟道内，具有施工周期短、投资见效快的特点。
附图说明：
图1所示为现有技术中旋转喷雾半干法脱硫工艺流程图；
图2所示为现有技术中石灰石-石膏湿法脱硫工艺流程图；
图3所示为烟气饱和线T-d曲线图；
图4所示为本发明处理方法所用设备结构示意图。
图中，1、增压风机或者除雾器，2、烟道，3、换热器，4、浆液收集池，5、搅拌器，6、加压泵，7、烧结机混料圆筒，8、烟囱。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例１
一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法，将钢铁厂烧结机头烟气经过脱硫处理以后得到热烟气，将热烟气中的饱和水蒸气进行降温冷凝，进一步减少热烟气中的含水含尘量。
降温冷凝是指将热烟气50℃以上的初始温度降低到20℃-30℃。
降温冷凝得到冷烟气和浆液，冷烟气通过烟筒8排出，浆液回收利用。
实施例2
一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，包括依次连接的增压风机1、换热器3、浆液收集池4，其中增压风机1的烟气出口与换热器3的烟道连通；换热器3的烟道设置有两个出口，一个浆液出口，一个冷烟气出口，浆液出口与浆液收集池4连通，冷烟气出口与烟筒8连通，浆液收集池4出料口与烧结机混料圆筒7连接。
浆液收集池4内设置有搅拌器5。
浆液收集池4出料口通过加压泵6与烧结机混料圆筒7连接。
换热器3内的烟道2还与储水箱通过阀门连接。
换热器3的冷烟气出口位于与烟道2入口相对的侧面上，浆液出口位于换热器3底部。
本发明选用的换热器3选用的是山东辰跃节能科技有限公司生产的“柔性换热器FGC2”。
实施例3
一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，包括依次连接的除雾器1、换热器3、浆液收集池4，其中除雾器1的烟气出口与换热器3的烟道连通；换热器3的烟道设置有两个出口，一个浆液出口，一个冷烟气出口，浆液出口与浆液收集池4连通，冷烟气出口与烟筒8连通，浆液收集池4出料口与烧结机混料圆筒7连接。
浆液收集池4内设置有搅拌器5。
浆液收集池4出料口通过加压泵6与烧结机混料圆筒7连接。
换热器3内的烟道2还与储水箱通过阀门连接。
换热器3的冷烟气出口位于与烟道2入口相对的侧面上，浆液出口位于换热器3底部。
本发明选用的换热器3选用的是山东辰跃节能科技有限公司生产的“柔性换热器FGC2”。
Claims (8)
1.一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法，其特征在于，将钢铁厂烧结机头烟气经过脱硫处理以后得到热烟气，将热烟气中的饱和水蒸气进行降温冷凝，进一步减少热烟气中的含水含尘量。
2.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法，其特征在于，降温冷凝是指将热烟气50℃以上的初始温度降低到20℃-30℃。
3.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法，其特征在于，降温冷凝得到冷烟气和浆液，冷烟气通过烟筒排出，浆液回收利用。
4.一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，其特征在于，包括依次连接的风机或除雾器、换热器、浆液收集池，其中风机或除雾器的烟气出口与换热器的烟道连通；换热器的烟道设置有两个出口，一个浆液出口，一个冷烟气出口，浆液出口与浆液收集池连通，冷烟气出口与烟筒连通，浆液收集池出料口与烧结机混料圆筒连接。
5.根据权利要求4所述的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，其特征在于，浆液收集池内设置有搅拌器。
6.根据权利要求4所述的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，其特征在于，浆液收集池出料口通过加压泵与烧结机混料圆筒连接。
7.根据权利要求4所述的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，其特征在于，换热器的烟道与冲洗水罐通过阀门连接。
8.根据权利要求4所述的一种烧结机烟气“脱白+净化”处理设备，其特征在于，换热器的冷烟气出口位于与烟道入口相对的侧面上，浆液出口位于换热器底部。
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|---|---|---|---|
| CN201810615690.XA Pending CN108499307A (zh) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | 一种烧结机烟气“脱白+净化”处理方法及设备 |
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|---|---|
| CN (1) | CN108499307A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115382341A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-25 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | 一种高炉水渣排气筒消白与污水处理方法及其系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10202051A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-08-04 | Chiyoda Corp | 排煙脱硫方法および排煙脱硫装置 |
| KR100694492B1 (ko) * | 2006-09-18 | 2007-03-14 | 문형우 | 자체 폐열을 이용한 백연방지장치 |
| CN105268301A (zh) * | 2015-05-15 | 2016-01-27 | 李正福 | 一种湿法脱硫白烟拖尾的治理装置和方法 |
| CN106191349A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-12-07 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种炼铁工业废水在线综合使用系统及方法 |
| CN205867920U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-01-11 | 国电科学技术研究院 | 一种新型燃煤电厂烟羽治理系统 |
| CN206935026U (zh) * | 2017-07-14 | 2018-01-30 | 孙晓 | 一种脱硫尾气消除烟气白雾装置 |
| CN107983077A (zh) * | 2017-12-02 | 2018-05-04 | 北京清新环境技术股份有限公司 | 一种治理脱硫烟气白色烟羽的系统和方法 |
-
2018
- 2018-06-14 CN CN201810615690.XA patent/CN108499307A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| 张天孙: "《传热学（第二版）》", 28 February 2006, 河北科学技术出版社, pages: 180 * |
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| CN115382341A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-25 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | 一种高炉水渣排气筒消白与污水处理方法及其系统 |
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