CN109439828A - 一种高炉休复风用烟气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉休复风用烟气处理装置，包括高炉炉顶、第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管，所述高炉炉顶通过炉顶球罐（或煤气上升管）分别连通称之为高炉炉顶一号炉顶放散阀和二号炉顶放散阀。本发明通过旋风除尘器、烟气冷却器、气液分离器、石墨乙烯‑蒸气冷凝器、烟气加热器、循环热泵和排烟烟囱的设置，可对在直接排放过程中产生大量含有CO、CO2和灰尘的有毒、可燃物混合气体进行充分处理，解决了目前烟气处理装置不能对有害气体进行充分处理的问题，避免造成大气环境污染，该高炉休复风用烟气处理装置能对高炉直排的高温烟气中的含尘颗粒进行回收，并将有害气体进行水化处理，使得排放的烟气达到国家排放标准，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及有害气体处理技术领域，具体为一种高炉休复风用烟气处理装置。
背景技术
休风与复风是高炉暂时停止生产和随后恢复生产的高炉操作方法，高炉停止生产和恢复生产的基本操作就是停止往炉内送风和恢复往炉内送风高炉，在生产过程中因检修、处理事故或其他原因需要中断生产时，停止送风冶炼就叫做休风，根据休风时间的长短，休风4h以上就称长期休风。休风4h以下，则称短期休风，长期休风又可分为计划休风与非计划（事故）休风，计划休风还可分为计划满炉料休风与计划降部分料面休风。
高炉休、复风状态下，从高炉炉顶放散管将释放大量的高温煤气，这些高温煤气中含有大量粉尘，所排放出的白色烟气将严重污染环境，由于放散管上部的饱和湿烟气流与放散管外的冷空气接触，湿烟气温度下降，水分呈过饱和状态，形成小液滴，随之，小液滴会积聚形成大液滴，开始二次凝结形成水雾，至放散管顶部处，湿空气温度基本接近大气温度，二次凝结达到最大程度，形成放散管上部的水雾拖尾，属于过饱和状态，故产生大量的羽雾，这些羽雾中含有少量的CO、CO2和灰尘的有毒、可燃物混合有害气体，随着烟气的排放，飘散到大气中，对大气造成污染，形成酸雨，破坏大气结构，建筑物等。
目前高炉炉顶放散烟气在直接排放过程中产生大量含有CO、CO2和灰尘的有毒、可燃物混合气体，造成大气环境污染，随着国家对环保的严控，采取了新增环保税、制定错峰限产、严格监控排放状态，绝大多数企业，为了规避国家的监控，采取深夜休、复风措施，没有从根本上给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉休复风用烟气处理装置，具备能对高炉烟气中的有害气体进行充分处理的优点，解决了目前烟气处理装置不能对有害气体进行充分处理的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高炉休复风用烟气处理装置，包括高炉炉顶称之为高炉炉顶一号炉顶放散阀和二号炉顶放散阀，所述高炉炉顶通过炉顶球罐（或煤气上升管）分别连通称之为高炉炉顶一号炉顶放散阀和二号炉顶放散阀，所述一号炉顶放散阀和二号炉顶放散阀均通过放散联通管连通，称之为放散总管，所述放散总管的管壁表面安装有放散总阀，所述放散总管远离放散联通管的一端连通有旋风除尘器，所述旋风除尘器通过管道连通有高炉料罐，所述旋风除尘器和高炉料罐之间的管道安装有颗粒物卸灰阀；
所述旋风除尘器的排气管通过管道连通有烟气冷却器，所述烟气冷却器的排气管通过管道连通有气液分离器，所述气液分离器的出口通过管道连通有石墨乙烯-蒸气冷凝器，所述石墨乙烯-蒸气冷凝器的出气口通过管道连通有烟气加热器，所述烟气加热器和烟气冷却器之间通过管道连通有循环热泵，所述烟气加热器出气口通过管道连通有排烟烟囱。
优选的，所述旋风除尘器的内壁设有耐磨衬板，所述烟气冷却器采用列管式的水直接冷却方式，其冷却能力为600立方/min～3500立方/min。
优选的，所述气液分离器的分离方法为超滤分离，微粒不同的气液混合物通过微孔过滤器进行过筛，液体因重力下流至分离器底部并排出，气体进入石墨乙烯-蒸气冷凝器。
优选的，所述石墨乙烯-蒸气冷凝器联合系统的各个部件中装有大量DN20的冷凝钢管，且冷凝钢管内部镀有石墨烯涂层，管外喷淋水蒸发，管内烟气依靠喷淋水蒸发吸热进一步冷却，所述循环热泵的热力来源为烟气冷却器处未处理烟气的热量，所述循环热泵通过水为介质换热并将热量传递至烟气加热器。
优选的，所述排烟烟囱的高度不低于第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管的高度，且排烟烟囱为钢结构与玻璃钢混合结构形式。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过旋风除尘器、烟气冷却器、气液分离器、石墨乙烯-蒸气冷凝器、烟气加热器、循环热泵和排烟烟囱的设置，可对在直接排放过程中产生大量含有CO、CO2和灰尘的有毒、可燃物混合气体进行充分处理，解决了目前烟气处理装置不能对有害气体进行充分处理的问题，避免造成大气环境污染，该高炉休复风用烟气处理装置能对高炉直排的高温烟气中的含尘颗粒进行回收，并将有害气体进行水化处理，使得排放的烟气达到国家排放标准，值得推广。
2、本发明通过设置旋风除尘器且旋风除尘器的内壁设有耐磨衬板，是为了避免含有大量的颗粒物烟尘经过管道输送到地面，从而造成管道的磨损，通过设置排烟烟囱的高度不低于第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管的高度，能够保证一定的负压量，通过颗粒物卸灰阀的设置，它的作用是对旋风除尘器收集后的颗粒物及灰尘向高炉料罐内进行排放，从而避免对环境的污染和能源的浪费，通过烟气冷却器的设置，它的冷却可进一步对烟气进行除尘、以及将有害气体进行水化处理，通过气液分离器的设置，它的作用是将经过除尘后的烟气通过管道输送到地面，由于长距离的输送，原高温烟气得到降温，烟气中含有脱离出水分的饱和烟气，在管道内输送时是降温过程，一部分可凝气体组分会形成小液滴随气体一起流动，同时，经过烟气冷却器后烟气水量增加，通过气液分离器后，气液分离器的作用就是处理这两部分含有少量凝液的气体，实现凝液回收以及将一部分气相净化，通过石墨乙烯-蒸气冷凝器的设置，它的主要作用是进一步降低烟气温度的同时，减少烟气所携带的水滴数量，基本上可脱去80%～90%的烟气，通过烟气加热器的设置，烟气经过加热后，形成不饱和较高温烟气，从排烟烟囱排出后不易在烟囱口处形成烟羽和拖尾。
附图说明
图1为本发明欧骋炉顶放散工艺模块图；
图2为本发明欧骋炉顶放散工艺流程图；
图3为本发明旋风除尘器的结构主视图；
图4为本发明旋风除尘器的结构俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种高炉休复风用烟气处理装置，包括高炉炉顶、第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管，高炉炉顶通过炉顶球罐分别连通有第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管，第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管均通过放散联通管连通有放散总管，放散总管的管壁表面安装有放散总阀，放散总管远离放散联通管的一端连通有旋风除尘器，旋风除尘器的内壁设有耐磨衬板，旋风除尘器的外形为圆形，直径从0.9米到2.5米不等，旋风除尘器由不同的模块组成，分为：壳体、排气内管，壳体内壁设有微晶石耐磨层，排气内管的长度为0.9米～1.5米，有厚度为12mm锰钢板制成，微晶石的厚度为16mm，采用专用特殊胶泥粘贴，在旋风除尘器内部的含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗，通过设置旋风除尘器且旋风除尘器的内壁设有耐磨衬板，是为了避免含有大量的颗粒物烟尘经过管道输送到地面，从而造成管道的磨损，旋风除尘器通过管道连通有高炉料罐，旋风除尘器和高炉料罐之间的管道安装有颗粒物卸灰阀，通过颗粒物卸灰阀的设置，它的作用是对旋风除尘器收集后的颗粒物及灰尘向高炉料罐内进行排放，从而避免对环境的污染和能源的浪费，旋风除尘器的排气管通过管道连通有烟气冷却器，烟气冷却器采用列管式的水直接冷却方式，烟气冷却器管内流动的液体行径为管程，在管外流动的液体其行径为壳程，管束的壁面即为传热面，达到冷却的效果，其冷却能力为600立方/min～3500立方/min，通过烟气冷却器的设置，它的冷却可进一步对烟气进行除尘、以及将有害气体进行水化处理，烟气冷却器的排气管通过管道连通有气液分离器，气液分离器的出口通过管道连通有石墨乙烯-蒸气冷凝器，气液分离器的分离方法为超滤分离，微粒不同的气液混合物通过微孔过滤器进行过筛，液体因重力下流至分离器底部并排出，气体进入石墨乙烯-蒸气冷凝器，通过气液分离器的设置，它的作用是将经过除尘后的烟气通过管道输送到地面，由于长距离的输送，原高温烟气得到降温，烟气中含有脱离出水分的饱和烟气，在管道内输送时是降温过程，一部分可凝气体组分会形成小液滴随气体一起流动，同时，经过烟气冷却器后烟气水量增加，通过气液分离器后，气液分离器的作用就是处理这两部分含有少量凝液的气体，实现凝液回收以及将一部分气相净化，石墨乙烯-蒸气冷凝器的出气口通过管道连通有烟气加热器，通过石墨乙烯-蒸气冷凝器的设置，它的主要作用是进一步降低烟气温度的同时，减少烟气所携带的水滴数量，基本上可脱去80%～90%的烟气，通过烟气加热器的设置，烟气经过加热后，形成不饱和较高温烟气，从排烟烟囱排出后不易在烟囱口处形成烟羽和拖尾，烟气加热器和烟气冷却器之间通过管道连通有循环热泵，石墨乙烯-蒸气冷凝器联合系统的各个部件中装有大量DN20的冷凝钢管，且冷凝钢管内部镀有石墨烯涂层，管外喷淋水蒸发，管内烟气依靠喷淋水蒸发吸热进一步冷却，循环热泵的热力来源为烟气冷却器处未处理烟气的热量，循环热泵通过水为介质换热并将热量传递至烟气加热器，烟气加热器出气口通过管道连通有排烟烟囱，排烟烟囱的高度不低于第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管的高度，且排烟烟囱为钢结构与玻璃钢混合结构形式，通过设置排烟烟囱的高度不低于第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管的高度，能够保证一定的负压量，通过旋风除尘器、烟气冷却器、气液分离器、石墨乙烯-蒸气冷凝器、烟气加热器、循环热泵和排烟烟囱的设置，可对在直接排放过程中产生大量含有CO、CO2和灰尘的有毒、可燃物混合气体进行充分处理，解决了目前烟气处理装置不能对有害气体进行充分处理的问题，避免造成大气环境污染，该高炉休复风用烟气处理装置能对高炉直排的高温烟气中的含尘颗粒进行回收，并将有害气体进行水化处理，使得排放的烟气达到国家排放标准，值得推广。
使用时，高炉炉顶产生的烟气和颗粒物分别经过第一高炉炉顶放散管、第二高炉炉顶放散管、放散联通管和放散总管进入旋风除尘器的内部，在旋风除尘器内部的含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗，通过打开颗粒物卸灰阀，使得旋风除尘器收集后的颗粒物及灰尘进入高炉料罐的内部排放，剩下的烟气进入烟气冷却器的内部，烟气冷却器通过液体的换热效果使得烟气温度下降，同时对烟气进行除尘以及将有害气体进行水化，之后进入气液分离器的内部，除尘后的烟气通过长距离管道输送至地面，原高温烟气得到降温，气液分离器对含有少量凝液的气体实现凝液回收或者气相净化，之后烟气进入石墨乙烯-蒸气冷凝器内部的管道，管道外喷淋水蒸发，管道内烟气依靠喷淋水蒸发吸收的大量热量进一步冷却，可降低烟温到35℃-38℃，此时烟气中的液态水大量去除，剩余为初步降温后的饱和湿烟气，在烟气冷却器处未经处理的烟气作为循环热泵的热源，循环热泵通过水为介质换热并将热量传递至烟气加热器，同时需要注意定压补水，烟气加热器通过循环热泵传递的热媒水对石墨乙烯-蒸气冷凝器传入的烟气进行加热，烟气在经过烟气加热器的加热后，形成不饱和较高温烟气，从排烟烟囱排出后的烟气不易在烟囱口处形成烟羽和拖尾，排烟烟囱出口的烟温85℃，湿度为3%-6%。
综上所述：该高炉休复风用烟气处理装置，通过高炉炉顶、第一高炉炉顶放散管、第二高炉炉顶放散管、放散联通管、放散总管、放散总阀、旋风除尘器、高炉料罐、颗粒物卸灰阀、烟气冷却器、气液分离器、石墨乙烯-蒸气冷凝器、烟气加热器、循环热泵和排烟烟囱的配合使用，解决了目前烟气处理装置不能对有害气体进行充分处理的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种高炉休复风用烟气处理装置，包括高炉炉顶煤气放散管和放散阀，其特征在于：所述高炉炉顶将原有通过炉顶球罐或煤气上升管通过煤气放散管和放散阀，对高炉炉内煤气进行直接排放，而改变成在保留原煤气放散管和放散阀的同时，增加与煤气放散管和放散阀平行的放散联通管，此放散连通管称之为放散总管，所述放散总管的管壁表面安装有放散总阀，所述放散总管远离放散联通管的一端连通有旋风除尘器，所述旋风除尘器通过管道连通有高炉料罐，所述旋风除尘器和高炉料罐之间的管道安装有颗粒物卸灰阀；
所述旋风除尘器的排气管通过管道连通有烟气冷却器，所述烟气冷却器的排气管通过管道连通有气液分离器，所述气液分离器的出口通过管道连通有，所述的出气口通过管道连通有烟气加热器，所述烟气加热器和烟气冷却器之间通过管道连通有循环热泵，所述烟气加热器出气口通过管道连通有排烟烟囱。
2.根据权利要求1所述的一种高炉休复风用烟气处理装置，其特征在于：所述旋风除尘器的内壁设有耐磨衬板，所述烟气冷却器采用列管式的水直接冷却方式，其冷却能力为600立方/min～3500立方/min。
3.根据权利要求1所述的一种高炉休复风用烟气处理装置，其特征在于：所述气液分离器的分离方法为超滤分离，微粒不同的气液混合物通过微孔过滤器进行过筛，液体因重力下流至分离器底部并排出，气体进入石墨乙烯-蒸气冷凝器。
4.根据权利要求1所述的一种高炉休复风用烟气处理装置，其特征在于：所述石墨乙烯-蒸气冷凝器联合系统的各个部件中装有大量DN20的冷凝钢管，且冷凝钢管内部镀有石墨烯涂层，管外喷淋水蒸发，管内烟气依靠喷淋水蒸发吸热进一步冷却，所述循环热泵的热力来源为烟气冷却器处未处理烟气的热量，所述循环热泵通过水为介质换热并将热量传递至烟气加热器。
5.根据权利要求1所述的一种高炉休复风用烟气处理装置，其特征在于：所述排烟烟囱的高度不低于第一高炉炉顶放散管和第二高炉炉顶放散管的高度，且排烟烟囱为钢结构与玻璃钢混合结构形式。
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- 2018-12-27 CN CN201811607275.6A patent/CN109439828A/zh active Pending
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