CN109839012B - 一种钢铁厂白羽消除装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢铁厂白羽消除装置和方法，处理钢铁厂排放的乏汽，喷淋凝气塔通过冷却水对输入的乏汽冷凝降温，喷淋凝气塔的出气口连接去饱和混合塔，去饱和混合塔设有第一换热管束，冷却水在第一换热管束中与来自进风窗的环境空气进行热交换，环境空气和乏汽在去饱和混合塔中混合后排出。本发明的有益效果是：利用乏汽冷却水加热部分环境空气后与未被凝结的饱和不凝气体混合，使其被稀释并升温形成不饱和不凝气体；乏汽与10倍以上质量的环境空气混合，形成的混合气体湿度低，可有效消除白羽，并节省能耗。

Description

一种钢铁厂白羽消除装置和方法

技术领域

本发明属于气体排放除雾装置和方法，尤其涉及一种钢铁厂白羽消除装置和方法。

背景技术

在钢铁行业，炼铁高炉冲渣水排汽、烧结排汽湿法脱硫烟气、连铸二冷蒸汽、冷却塔等场合会产生高湿热气体，在排放时会产生大量的白雾，被称为“白羽”。尤其在高炉冲渣水排汽、烧结排汽湿法脱硫烟气、连铸二冷蒸汽等处的白羽，温度高、含湿量大、气体中还有腐蚀性物质，对环境影响较严重，是导致雾霾的原因之一。目前消除白羽的常用措施是，脱湿、加热。脱湿过程是利用冷媒对乏汽进行冷凝，冷凝方式有直接冷凝和间接冷凝两种方式。加热是利用废热对冷凝后的饱和气体进行再加热，使排气处于不饱和状态。目前消除白羽的常用措施的缺点是：要耗费加热热源，排气出口湿度偏大，白羽消除不彻底。

发明内容

本发明的目的是提出一种钢铁厂白羽消除装置和方法的技术方案，节省消除白羽的热能消耗，提高白羽消除的效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钢铁厂白羽消除装置，处理钢铁厂排放的乏汽，包括喷淋凝气塔和去饱和混合塔；所述喷淋凝气塔通过冷却水对输入的乏汽冷凝降温，所述喷淋凝气塔的出气口通过第一管道连接所述去饱和混合塔，所述去饱和混合塔设有第一换热管束、排风机和进风窗，所述第一换热管束是与来自进风窗的环境空气进行热交换的换热管束，所述排风机排出所述去饱和混合塔中乏汽和环境空气的混合气体。

更进一步，为了进入环境空气，本实现乏汽与环境空气的混合，所述去饱和混合塔的顶部设有所述排风机，所述进风窗设置在所述第一换热管束的下方，所述去饱和混合塔设有与所述第一管道连接的第一接口，所述第一接口设置在所述第一换热管束的上方。

更进一步，为了提高乏汽与环境空气的混合效果，所述去饱和混合塔内设有混气填料，所述第一管道设有流量调节阀门。

更进一步，为了实现冷却水的冷却循环，所述喷淋凝气塔的冷却水输出接口通过第二管道连接所述第一换热管束的输入接口，所述第一换热管束的输出接口通过第三管道连接所述喷淋凝气塔的冷却水输入接口。

更进一步，提高第一换热管束的使用寿命，所述白羽消除装置设有二次换热器，所述二次换热器包括流过所述冷却水的第二换热管束，所述二次换热器中设有与所述第二换热管束进行热交换的二次换热水；所述喷淋凝气塔的冷却水输出接口通过第二管道连接所述第二换热管束的输入接口，所述第二换热管束的输出接口通过第三管道连接所述喷淋凝气塔的冷却水输入接口，所述二次换热器的二次换热水输出接口通过第四管道连接所述第一换热管束的输入接口，所述第一换热管束的输出接口通过第五管道连接所述二次换热器的二次换热水输入接口。

更进一步，为了提高二次换热器的热交换效率，所述二次换热器设有二次换热喷头和布水盘，所述布水盘设置在所述第二换热管束的上方，所述二次换热喷头设置在所述布水盘的上方。

一种钢铁厂白羽消除方法，处理钢铁厂排放的乏汽，其特征在于，所述方法包括：

a. 将所述乏汽采用冷却水进行冷凝降温；

b. 采用步骤a中温度升高的冷却水的热量加热环境空气；

c. 将步骤b中被加热的所述环境空气与步骤a中被冷凝降温的所述乏汽混合后输出。

更进一步，一种加热环境空气的过程是，步骤b中，步骤a中温度升高的冷却水直接加热所述环境空气。

更进一步，为了延长设备寿命和便于维护，步骤b中，步骤a中温度升高的冷却水与二次换热水进行热交换，温度升高的所述二次换热水加热所述环境空气。

更进一步，较佳的环境空气与乏汽的配比为，步骤c中输出的所述环境空气与所述乏汽的质量比≥10:1。

本发明的有益效果是：利用乏汽冷却水加热部分环境空气后与未被凝结的饱和不凝气体混合，使其被稀释并升温形成不饱和不凝气体；乏汽与10倍以上质量的环境空气混合，形成的混合气体湿度低，可有效消除白羽，并节省能耗。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

附图说明

图1是本发明结构图，冷却水直接加热环境空气；

图2是本发明结构图，设有二次换热器，冷却水与二次换热水进行热交换，二次换热水加热环境空气。

具体实施方式

如图1，一种钢铁厂白羽消除装置，处理钢铁厂排放的乏汽，包括喷淋凝气塔10和去饱和混合塔20；所述喷淋凝气塔通过冷却水31对输入的乏汽41冷凝降温，所述喷淋凝气塔的出气口通过第一管道11连接所述去饱和混合塔，所述去饱和混合塔设有第一换热管束21、排风机22和进风窗23，所述第一换热管束是与来自进风窗的环境空气42进行热交换的换热管束，所述排风机排出所述去饱和混合塔中乏汽和环境空气的混合气体。

所述去饱和混合塔的顶部设有所述排风机，所述进风窗设置在所述第一换热管束的下方，所述去饱和混合塔设有与所述第一管道连接的第一接口24，所述第一接口设置在所述第一换热管束的上方。

所述去饱和混合塔内设有混气填料25，所述第一管道设有流量调节阀门12。

所述喷淋凝气塔的冷却水输出接口13通过第二管道14连接所述第一换热管束的输入接口26，所述第一换热管束的输出接口27通过第三管道15连接所述喷淋凝气塔的冷却水输入接口16。

如图2，更进一步的方案是，所述白羽消除装置设有二次换热器50，所述二次换热器包括流过所述冷却水的第二换热管束51，所述二次换热器中设有与所述第二换热管束进行热交换的二次换热水32；所述喷淋凝气塔的冷却水输出接口13通过第二管道14连接所述第二换热管束的输入接口52，所述第二换热管束的输出接口53通过第三管道15连接所述喷淋凝气塔的冷却水输入接口16，所述二次换热器的二次换热水输出接口通过第四管道54连接所述第一换热管束的输入接口26，所述第一换热管束的输出接口27通过第五管道55连接所述二次换热器的二次换热水输入接口56。

所述二次换热器设有二次换热喷头57和布水盘58，所述布水盘设置在所述第二换热管束的上方，所述二次换热喷头设置在所述布水盘的上方。

一种钢铁厂白羽消除方法，处理钢铁厂排放的乏汽，所述方法包括：

a. 将所述乏汽采用冷却水进行冷凝降温；

b. 采用步骤a中温度升高的冷却水的热量加热环境空气；

c. 将步骤b中被加热的所述环境空气与步骤a中被冷凝降温的所述乏汽混合后输出。

一种环境空气的加热方式是，步骤b中，步骤a中温度升高的冷却水直接加热所述环境空气。

另一种环境空气的加热方式是，步骤b中，步骤a中温度升高的冷却水与二次换热水进行热交换，温度升高的所述二次换热水加热所述环境空气。

步骤c中输出的所述环境空气与所述乏汽的质量比≥10:1。

实施例一：

如图1，一种钢铁厂白羽消除装置，处理钢铁厂排放的乏汽，包括喷淋凝气塔10和去饱和混合塔20。

喷淋凝气塔采用喷淋冷却水为高温乏汽降温。喷淋凝气塔的上部设有冷却水喷头17。喷淋凝气塔的底部存储冷却水31（冷却水中包含了部分乏汽降温冷凝过程中产生的冷凝水）。喷淋凝气塔的下部设有进风口18。喷淋凝气塔的顶部设有出风口19。喷淋凝气塔的底部设有冷却水输出接口13，喷淋凝气塔设有冷却水输入接口16，冷却水输入接口连接冷却水喷头17。

去饱和混合塔设有第一换热管束21、排风机22和进风窗23，所述去饱和混合塔的顶部设有所述排风机，进风窗设置在去饱和混合塔的底部，在第一换热管束的下方。第一换热管束采用铝合金翅片换热管。

去饱和混合塔设有与第一管道连接的第一接口24，第一接口设置在所述第一换热管束的上方。第一接口的上方设有混气填料25。

喷淋凝气塔的进风口18通过进风管道61连接乏汽气源，进风管道设有进风风机62。本实施例的乏汽气源是一个乏汽收集器60。喷淋凝气塔的出气口通过第一管道11连接去饱和混合塔的第一接口24，第一管道设有流量调节阀门12。喷淋凝气塔的冷却水输出接口13通过第二管道14连接去饱和混合塔的第一换热管束的输入接口26，第二管道14设有冷却水循环水泵71，第一换热管束的输出接口27通过第三管道15连接喷淋凝气塔的冷却水输入接口16。

喷淋凝气塔通过冷却水31对输入的高温乏汽41冷凝降温。高温乏汽从进风口18进入喷淋凝气塔，冷却水通过冷却水喷头17对高温乏汽降温，同时冷却水被加热，冷却水还包含了乏汽降温过程中产生的冷凝水。冷却水是循环水，通过冷却水循环水泵71进行循环。冷却水流经第一换热管束，第一换热管束与来自进风窗23的环境空气42进行热交换，使冷却水降温，环境空气升温。被降温的冷却水输送到冷却水喷头17。被降温的乏汽44从第一接口24进入去饱和混合塔，升温的环境空气在去饱和混合塔内与被降温的乏汽混合，在排风机的作用下，经过混气填料25，混合气体43从去饱和混合塔顶部排出。混合气体中的环境空气含量远大于乏汽的含量，混合气体为不饱和状态，排放的混合气体可以消除白羽。

混合填料可以提高两种气体（升温后的环境空气和被冷凝后的乏汽）的混合效果。

实施例二：

一种钢铁厂白羽消除方法。本实施例采用实施例一所述的钢铁厂白羽消除装置处理钢铁厂排放的乏汽，方法包括：

a. 将乏汽41采用冷却水进行冷凝降温。本步骤在喷淋凝气塔中完成，乏汽41在冷凝降温前的温度为80℃的饱和气体，经过冷凝降温后，被降温的乏汽44为58℃的饱和气体，通过第一管道输送到去饱和混合塔。乏汽降温过程中产生的冷凝水融入冷却水中。进入喷淋凝气塔的乏汽流量为41000立方米/小时，喷淋凝气塔中完成热交换的冷却水温度为55℃。

b. 采用步骤a中温度升高的冷却水的热量加热环境空气。冷却水流经第一换热管束，第一换热管束与来自进风窗23的环境空气42进行热交换，使冷却水降温，环境空气升温。进入去饱和混合塔的环境空气温度为5℃，流量为410000立方米/小时，去饱和混合塔中完成热交换的冷却水温度降低到45度，完成热交换的环境空气被加热至51℃。

c. 将步骤b中被加热的环境空气与步骤a中被冷凝降温的乏汽混合后输出。升温的环境空气在去饱和混合塔内与被降温的乏汽44混合，在排风机的作用下，经过混气填料25，混合气体43从去饱和混合塔顶部排出。混合气体43的温度为52℃。混合气体中的环境空气含量远大于乏汽的含量，混合气体为不饱和状态，排放的混合气体可以消除白羽。

本实施例中，在步骤b中，温度升高的冷却水通过第一换热管束直接加热所述环境空气，具有较高的换热效率。

实施例三：

如图2，一种钢铁厂白羽消除装置，处理钢铁厂排放的乏汽。本实施例是实施例一的一种改进。

本实施例中，白羽消除装置设有二次换热器50，二次换热器设置在去饱和混合塔的下方，与去饱和混合塔制成一体的结构。

二次换热器包括流过冷却水的第二换热管束51，第二换热管束采用2205双相钢。二次换热器中设有与第二换热管束进行热交换的二次换热水32，二次换热水存储在二次换热器的底部。二次换热器设有二次换热喷头57和布水盘58，布水盘设置在第二换热管束的上方，二次换热喷头设置在布水盘的上方。二次换热喷头将二次换热水喷洒在布水盘上，布水盘将二次换热水均匀地淋到第二换热管束上。

喷淋凝气塔的冷却水输出接口13通过第二管道14连接第二换热管束的输入接口52，第二换热管束的输出接口53通过第三管道15连接喷淋凝气塔的冷却水输入接口16，二次换热器的底部设有二次换热水输出接口，二次换热水输出接口通过第四管道54连接第一换热管束的输入接口26，在第四管道上设有二次换热水泵72，第一换热管束的输出接口27通过第五管道55连接二次换热器的二次换热水输入接口56。

由于钢铁厂的乏汽中存在腐蚀性物质，而为了提高环境空气的换热效果，第一换热管束采用的是铝合金的翅片管，铝合金翅片管的耐腐蚀性不够理想。本实施例采用了二次换热的方式，第二换热管束采用不带翅片2205双相钢管，在采用水作为热交换剂时，2205双相钢管同样具有良好的导热性能，对热交换的效果影响不大。且2205双相钢管具有较好的耐腐蚀性能，还可以方便地进行维修更换。

实施例四：

一种钢铁厂白羽消除方法。本实施例采用实施例三所述的钢铁厂白羽消除装置处理钢铁厂排放的乏汽，方法包括：

a. 将乏汽41采用冷却水进行冷凝降温。本步骤在喷淋凝气塔中完成，乏汽41在冷凝降温前的温度为80℃的饱和气体，经过冷凝降温后，被降温的乏汽44为59℃的饱和气体，通过第一管道输送到去饱和混合塔。进入喷淋凝气塔的乏汽流量为41000立方米/小时，喷淋凝气塔中完成热交换的冷却水温度为55度。

b. 采用步骤a中温度升高的冷却水的热量加热环境空气。步骤a中温度升高的冷却水首先与二次换热水进行热交换。冷却水流经第二换热管束51，第二换热管束与二次换热水32进行热交换，使冷却水降温至45℃，二次换热水升温至50℃。然后温度升高的二次换热水加热环境空气，二次换热水通过第四管道54流经第一换热管束，第一换热管束与来自进风窗23的环境空气42进行热交换，使二次换热水降温，环境空气升温。进入去饱和混合塔的环境空气温度为5℃，流量为410000立方米/小时，去饱和混合塔中完成热交换的二次换热水温度降低到40℃，完成热交换的环境空气被加热至48℃。

c. 将步骤b中被加热的环境空气与步骤a中被冷凝降温的乏汽混合后输出。升温的环境空气在去饱和混合塔内与被降温的乏汽44混合，在排风机的作用下，经过混气填料25，混合气体43从去饱和混合塔顶部排出。混合气体43的温度为46℃。混合气体中的环境空气含量远大于乏汽的含量，混合气体为不饱和状态，排放的混合气体可以消除白羽。

Claims (3)

1.一种钢铁厂白羽消除装置，处理钢铁厂排放的乏汽，其特征在于，包括喷淋凝气塔和去饱和混合塔；所述喷淋凝气塔通过冷却水对输入的乏汽冷凝降温，所述喷淋凝气塔的出气口通过第一管道连接所述去饱和混合塔，所述去饱和混合塔设有第一换热管束、排风机和进风窗，所述第一换热管束是与来自进风窗的环境空气进行热交换的换热管束，所述排风机排出所述去饱和混合塔中乏汽和环境空气的混合气体；

所述白羽消除装置设有二次换热器，所述二次换热器包括流过所述冷却水的第二换热管束，所述二次换热器中设有与所述第二换热管束进行热交换的二次换热水；所述喷淋凝气塔的冷却水输出接口通过第二管道连接所述第二换热管束的输入接口，所述第二换热管束的输出接口通过第三管道连接所述喷淋凝气塔的冷却水输入接口，所述二次换热器的二次换热水输出接口通过第四管道连接所述第一换热管束的输入接口，所述第一换热管束的输出接口通过第五管道连接所述二次换热器的二次换热水输入接口；

所述二次换热器设有二次换热喷头和布水盘，所述布水盘设置在所述第二换热管束的上方，所述二次换热喷头设置在所述布水盘的上方。

2.一种钢铁厂白羽消除方法，所述方法采用权利要求1所述的钢铁厂白羽消除装置，处理钢铁厂排放的乏汽，其特征在于，所述方法包括：

a. 将所述乏汽采用冷却水进行冷凝降温；

b. 采用步骤a中温度升高的冷却水与二次换热水进行热交换，温度升高的所述二次换热水加热所述环境空气；

c. 将步骤b中被加热的所述环境空气与步骤a中被冷凝降温的所述乏汽混合后输出。

3.根据权利要求2所述的一种钢铁厂白羽消除方法，其特征在于，步骤c中输出的所述环境空气与所述乏汽的质量比≥10:1。