CN109833705B - 一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，属于冶金行业的工艺除尘技术领域，包括支架，支架上设置有筒体，筒体上设置有煤气入口管以及若干组声波团聚装置，声波团聚装置上方的筒体内依次设置有水雾除尘喷嘴、脱水除雾器以及冲洗喷嘴，筒体顶部设置有煤气出口管，煤气入口管将烟气导入筒体内部，进入筒体后至自下而上经过声波团聚、水雾除尘和脱水除雾环节，后进入除尘系统管道，本发明可用来替代转炉煤气干法除尘系统的煤气冷却器，也可用来替代转炉煤气湿法除尘系统的脱水器，结构简单且无需额外安装空间，可将转炉煤气含尘浓度由10～100mg/Nm3降至≤10mg/Nm3，实现转炉煤气除尘系统超低排。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业的工艺除尘技术领域，涉及一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置。
背景技术
转炉煤气除尘系统目前的粉尘排放浓度范围为15～50mg/Nm3，具体数值与系统工况及主要除尘设备的运行状态有一定关系。为应对未来更加严格的超低排要求，保证粉尘排放浓度≤10mg/Nm3，不断改进除尘系统工艺，对整个钢铁工业的发展具有重要意义。
鉴于含尘烟气中的大颗粒物容易去除，而微米级小颗粒物难以去除，可尝试将小颗粒物团聚成大颗粒物，再使用常规手段对大颗粒物进行去除。声波团聚原理是利用高强声波使颗粒碰撞并团聚，形成更大的团聚体颗粒。
声波团聚在除尘领域应用时，团聚装置一般安装在烟气管道中，或设置专门的声波团聚室，如CN107029508A、CN103736356A和CN103706219A，流程较长且需要占用较大的安装空间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种满足超低排要求，结构简单且无需额外安装空间的基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，包括支架以及设置在支架上的筒体，筒体上设置有煤气入口管以及若干组声波团聚装置，煤气入口管的出气口位置低于声波团聚装置，声波团聚装置上方的筒体内依次设置有水雾除尘喷嘴、脱水除雾器以及冲洗喷嘴，筒体顶部设置有煤气出口管。
可选的，筒体为钢板焊接的立式圆筒或方形结构，筒体底部设置有下锥体，下锥体连接有排水管，排水管外接有浊环水处理系统。
可选的，煤气入口管沿筒体切线方向接入筒体，使烟气通过出气口切向进入筒体，或将煤气入口管插入筒体内部并设置导流直角弯头，使烟气通过导流直角弯头末端出气口径向朝下进入筒体。
可选的，声波团聚装置包括声源、功率放大器和信号发生器，声源与功率放大器的输出端连接，功率放大器的输入端与信号发生器的输出端连接，信号发生器和功率放大器用于调节声源的频率和声压级。
可选的，煤气入口管的轴心线上设置有水雾润湿喷嘴，水雾润湿喷嘴的喷射方向与烟气流向相同，通过水雾润湿提高团聚效果。
可选的，水雾除尘喷嘴在筒体上部不同高度的平面布置有1～3层，每层水雾除尘喷嘴沿筒体圆周的不同角度布置若干支，沿周向均匀分布或非均匀分布，确保水雾覆盖整个筒体断面。
可选的，冲洗喷嘴设置在脱水除雾器上方，沿筒体周向布置3～5支，保证喷洒面积覆盖整个脱水除雾器。
可选的，水雾润湿喷嘴、水雾除尘喷嘴和冲洗喷嘴均采用实心锥螺旋喷嘴。
可选的，脱水除雾器采用折板式除雾器，该折板式除雾器叶片高度200mm，叶片间距25mm。
本发明的有益效果在于：
1、本发明装置可用来替代转炉煤气干法除尘系统的煤气冷却器，安装在煤气风机与切换站之间，兼具煤气冷却和深度精除尘功能，也可用来替代转炉煤气湿法除尘系统的脱水器，安装在炼钢塔楼内，兼具脱水和深度精除尘功能。结构简单且无需额外安装空间。
2、本发明装置的水雾润湿喷嘴、水雾除尘喷嘴及冲洗喷嘴均采用实心锥螺旋喷嘴，不容易堵塞，且可以产生非常均匀的雾化或喷洒效果，介质采用浊环水，可取自转炉煤气除尘系统配套的浊环水处理系统，无需消耗其它水资源。
3、本发明装置可将转炉煤气含尘浓度由10～100mg/Nm3降至≤10mg/Nm3，实现转炉煤气除尘系统超低排。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置用于转炉煤气干法除尘系统的结构示意图；
图2为本发明一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置用于转炉煤气湿法除尘系统的结构示意图。
附图标记：支座1、筒体2、下锥体3、排水管4、煤气入口管5、水雾润湿喷嘴6、声波团聚装置7、声源71、功率放大器72、信号发生器73、水雾除尘喷嘴8、脱水除雾器9、冲洗喷嘴10、煤气出口管11。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
具体实施例一：
请参阅图1，为一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，用于替代转炉煤气干法除尘系统的煤气冷却器，安装在煤气风机与切换站之间，包括支架，支架上设置有筒体2，筒体2与支座1焊接并通过地角螺栓固定在土建基础上，筒体2为钢板焊接的立式圆筒或方形结构，筒体2底部设置有下锥体3，下锥体3连接有排水管4，排水管4外接有浊环水处理系统，筒体2上设置有煤气入口管5以及若干组声波团聚装置7，煤气入口管5的出气口位置低于声波团聚装置7，煤气入口管5插入筒体2内部并设置导流直角弯头，使烟气通过导流直角弯头末端出气口径向朝下进入筒体2，煤气入口管5的轴心线上设置有水雾润湿喷嘴6，水雾润湿喷嘴6的喷射方向与烟气流向相同，通过水雾润湿提高团聚效果，声波团聚装置7上方的筒体2内依次设置有水雾除尘喷嘴8、脱水除雾器9以及冲洗喷嘴10，水雾润湿喷嘴6、水雾除尘喷嘴8和冲洗喷嘴10均采用实心锥螺旋喷嘴，介质采用浊环水，工作压力为0.3～0.4MPa，喷水流量根据烟气量及温度进行确定，筒体2顶部设置有煤气出口管11，筒体2内的烟气流速为2～3m/s，烟气在声波团聚区域的停留时间为≥3s，此条件下运行效果较好且设备规格较为适宜，工作时，煤气入口管5将干法除尘系统的烟气沿径向朝下导入筒体2内部，干烟气在煤气入口管5道内被润湿，在离心力、惯性力和重力作用下，脱除烟气带入的部分颗粒物或污水，进入筒体2后至自下而上经过声波团聚、水雾除尘和脱水除雾环节，利用高强声波使颗粒碰撞并团聚，形成更大的团聚体颗粒，再使用水雾喷淋手段对大颗粒物进行去除，最后进入除尘系统管道。
在本实施例中，筒体2的下部与下锥段之间为空腔，人员可通过预留孔进入空腔内进行安装和检修。
本实施例中，声波团聚装置7包括声源71、功率放大器72和信号发生器73，声源71与功率放大器72的输出端连接，功率放大器72的输入端与信号发生器73的输出端连接，信号发生器73和功率放大器72用于调节声源71的频率和声压级，声波团聚装置7存在最佳声源71频率，为1400Hz左右，声压级越高能耗越大，且带来噪声污染问题，工业应用中较为适宜的声压级为130dB。
本实施例中，水雾除尘喷嘴8在筒体2上部不同高度的平面布置有1～3层，每层水雾除尘喷嘴8沿筒体2圆周的不同角度布置有5～20支，沿周向均匀分布或非均匀分布，确保水雾覆盖整个筒体2断面，可将烟气温度由150℃降至45℃～65℃，减少烟气中饱和水含量，缓解下游管道及设备腐蚀，尽量避免放散筒冒“白烟”。
本实施例中，冲洗喷嘴10设置在脱水除雾器9上方1m左右的位置，沿筒体2周向布置3～5支，保证喷洒面积覆盖整个脱水除雾器9。
本实施例中，脱水除雾器9可采用折板式除雾器，该折板式除雾器净面流速≤4.2m/s，叶片高度200mm，叶片间距25mm，压力降≤200Pa。
具体实施例二：
请参阅图2，本发明提供一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘系统超低排的装置，用来替代转炉煤气湿法除尘系统的脱水器，安装在炼钢塔楼内，本实施例与具体实施例一不同之处在于：煤气入口管5设置为沿筒体2切线方向接入筒体2，使烟气通过煤气入口管5的出气口切向进入筒体2，煤气入口管5内无需水雾润湿喷嘴6，筒体2的荷载由支座1传递到炼钢塔楼相应平台上，水雾除尘喷嘴8沿筒体2上部轴心线的不同高度布置1～3支，确保水雾覆盖整个筒体2断面，将烟气温度由65℃降至50℃～60℃。
1、本发明装置可用来替代转炉煤气干法除尘系统的煤气冷却器，安装在煤气风机与切换站之间，兼具煤气冷却和深度精除尘功能，也可用来替代转炉煤气湿法除尘系统的脱水器，安装在炼钢塔楼内，兼具脱水和深度精除尘功能。结构简单且无需额外安装空间。
2、本发明装置的水雾润湿喷嘴6、水雾除尘喷嘴8及冲洗喷嘴10均采用实心锥螺旋喷嘴，不容易堵塞，且可以产生非常均匀的雾化或喷洒效果，介质采用浊环水，可取自转炉煤气除尘系统配套的浊环水处理系统，无需消耗其它水资源。
3、本发明装置可将转炉煤气含尘浓度由10～100mg/Nm3降至≤10mg/Nm3，实现转炉煤气除尘系统超低排。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，包括支架以及设置在支架上的筒体，其特征在于：所述筒体上设置有煤气入口管以及若干组声波团聚装置，所述煤气入口管的出气口位置低于所述声波团聚装置，所述声波团聚装置上方的筒体内依次设置有水雾除尘喷嘴、脱水除雾器以及冲洗喷嘴，所述筒体顶部设置有煤气出口管；所述煤气入口管沿筒体切线方向接入筒体，使烟气通过出气口切向进入筒体，或将所述煤气入口管插入筒体内部并设置导流直角弯头，使烟气通过导流直角弯头末端出气口径向朝下进入筒体；所述煤气入口管的轴心线上设置有水雾润湿喷嘴，所述水雾润湿喷嘴的喷射方向与烟气流向相同，通过水雾润湿提高团聚效果。
2.根据权利要求1所述的一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，其特征在于：所述筒体为钢板焊接的立式圆筒或方形结构，所述筒体底部设置有下锥体，所述下锥体连接有排水管，所述排水管外接有浊环水处理系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，其特征在于：所述声波团聚装置包括声源、功率放大器和信号发生器，声源与功率放大器的输出端连接，功率放大器的输入端与信号发生器的输出端连接，信号发生器和功率放大器用于调节声源的频率和声压级。
4.根据权利要求1所述的一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，其特征在于：所述水雾除尘喷嘴在筒体上部不同高度的平面布置有1~3层，每层水雾除尘喷嘴沿筒体圆周的不同角度布置若干支，沿周向均匀分布或非均匀分布，确保水雾覆盖整个筒体断面。
5.根据权利要求1所述的一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，其特征在于：所述冲洗喷嘴设置在脱水除雾器上方，沿筒体周向布置3~5支，保证喷洒面积覆盖整个脱水除雾器。
6.根据权利要求4-5任一所述的一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，其特征在于：所述水雾润湿喷嘴、水雾除尘喷嘴和冲洗喷嘴均采用实心锥螺旋喷嘴。
7.根据权利要求1所述的一种基于声波团聚适用于转炉煤气除尘超低排的装置，其特征在于：所述脱水除雾器采用折板式除雾器，该折板式除雾器叶片高度200mm，叶片间距25mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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