CN110332816A - 一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置及其工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金行业烟气的急冷除尘领域，涉及一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置及其工艺流程，包括急冷室，燃烧室以及沉降室；燃烧室包括设置在燃烧室上的燃烧室烟气入口，燃烧室侧面上还开设有燃烧室烟气出口；沉降室包括设置在沉降室侧面上的沉降室烟气入口，沉降室上还开设有沉降室烟气出口；急冷室的一端通过燃烧室烟气出口与燃烧室连接，另一端通过沉降室烟气入口与沉降室连接；急冷室内部还设置有用于喷淋用的雾化喷枪。本发明采用不同于现有技术的卧式设置，提高了急冷后烟气中粉尘的沉降效率，对喷淋未蒸发的液滴也可在沉降室内实现沉降捕集，可有效防止后续除尘管道内部积灰、板结，降低布袋除尘器运行负荷、提高运行寿命。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业烟气的急冷除尘领域，涉及一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置及其工艺流程。
背景技术
电炉冶炼过程中将产生大量的高温一次烟气，其中含有大量粉尘(10～20g/m3)，一次烟气先经过冷却，再送入布袋除尘器精除尘后排放，若电炉冶炼所用废钢质量较差，如含大量油漆、油脂、塑料、铜等，则电炉一次烟气中将可能产生大量的二噁英类剧毒物质。
二噁英是210种含氯有机化合物的统称，包括多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)两大类。该类物质具有高温分解、低温从头合成的特点，具体为：当烟气在850℃下停留超过2s，则其中的二噁英可彻底分解成简单物质；而在烟气冷却过程中，尤其在300～500℃区间内，二噁英类物质会通过基元反应再次合成，该区间为二噁英合成的温度窗口。
目前针对电炉粉尘及二噁英的治理，主要是先将一次烟气冷却，冷却方式包括：喷淋冷却塔、机力风冷器、混风、余热锅炉等，然后由布袋除尘器对烟气进行净化后排放。随着环保标准的日益严格，采用机力风冷、混风或余热锅炉等冷却方式的系统，其烟气二噁英将难以实现达标排放。喷淋冷却塔也成为目前治理电炉烟气二噁英的主流方案，通过喷淋冷却将高温烟气(850℃)快速(2s内)冷却至300℃以下，但是为保证喷水与烟气的充分混合，喷淋急冷塔筒体高度一般设计较高(10～25m)，对于部分改造项目现场场地难以满足布置高度的要求；另外，实际运行中，喷淋塔内常出现喷水湿壁、粉尘板结等现象；同时，喷淋塔入口及喷淋塔内烟气流速较高，粉尘难以沉降、喷淋未蒸发的液滴也会随着气流进入后端除尘系统，导致后端的除尘管道内出现大量的积灰、板结，进而引发管道坍塌、布袋糊损等事故。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置及其工艺流程，实现电炉一次烟气中二噁英的彻底分解及可靠抑制，同时可将烟气中的大颗粒粉尘高效沉降，以降低除尘系统负荷，防止除尘管道积灰板结。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，包括急冷室，急冷室的两端分别连接有燃烧室以及沉降室；
燃烧室包括设置在燃烧室上的燃烧室烟气入口，该燃烧室烟气入口的内部设置有补燃烧嘴以及入口温度传感器，燃烧室侧面上还开设有燃烧室烟气出口；
沉降室包括设置在沉降室侧面上的沉降室烟气入口，沉降室上还开设有沉降室烟气出口，沉降室烟气出口的内部设置有出口温度传感器；
急冷室的一端通过燃烧室烟气出口与燃烧室连接，另一端通过沉降室烟气入口与沉降室连接；急冷室内部还设置有用于喷淋用的雾化喷枪。
可选的，烟气在急冷室中的流向为第一方向，与该第一方向垂直的平面为第一平面，急冷室在第一平面上的投影面积小于燃烧室在第一平面上的投影面积，急冷室在第一平面上的投影面积小于沉降室在第一平面上的投影面积。
可选的，燃烧室烟气出口为缩口结构，其靠近急冷室一端在第一平面上的投影面积沿着燃烧室所在的方向逐渐增大。
可选的，沉降室烟气入口为扩口结构，其靠近急冷室一端在第一平面上的投影面积沿着沉降室所在的方向逐渐增大。
可选的，燃烧室与沉降室上分别设置有用于清灰用的燃烧室清灰门以及沉降室清灰门。
可选的，雾化喷枪的喷淋方向朝向沉降室，与烟气流动的方向一致。
可选的，燃烧室烟气入口与沉降室烟气出口设置的位置均与第一方向垂直设置，且朝向一致。
一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置的工艺流程，应用一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，包括以下步骤：
补热：电炉一次烟气从燃烧室烟气入口进入，当入口温度传感器检测到燃烧室烟气入口温度低于850℃时，补燃烧嘴打开，将一次烟气温度提升至850℃以上；
分解：烟气进入燃烧室，在燃烧室停留时间大于2S，确保烟气中的二噁英类物质得到充分的分解；
急冷：烟气经燃烧室出口到达急冷室，流通面积减少，烟气流速提高，打开雾化喷枪对烟气进行快速冷却；
沉降：烟气经沉降室烟气入口自急冷室进入沉降室，流速降低，烟气中粉尘沉降，经沉降室烟气出口排出。
可选的，当出口温度传感器检测到烟气温度高于设定值时，开启雾化喷枪。
本发明的有益效果在于：本发明所公开的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置及其工艺流程，采用不同于现有技术的卧式设置，大大降低了急冷沉降系统布置的高度，大大提高了急冷后烟气中粉尘的沉降效率，对异常情况下(如喷淋水过量、喷淋雾化效果差等)喷淋未蒸发的液滴也可在沉降室内实现较好的沉降捕集，可有效防止后续除尘管道内部积灰、板结，降低布袋除尘器运行负荷、提高布袋运行寿命。
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为本发明一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置的整体示意图。
附图标记：燃烧室1、燃烧室烟气入口11、燃烧室烟气出口12、燃烧室清灰门13、补燃烧嘴14、入口温度传感器15、急冷室2、雾化喷枪21、沉降室3、沉降室烟气入口31、沉降室烟气出口32、沉降室清灰门33、出口温度传感器34。
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。
请参阅图1，为一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，包括急冷室2，急冷室2的两端分别连接有燃烧室1以及沉降室3；
燃烧室1包括设置在燃烧室1上的燃烧室烟气入口11，该燃烧室烟气入口11的内部设置有补燃烧嘴14以及入口温度传感器15，燃烧室1侧面上还开设有燃烧室烟气出口12；沉降室3包括设置在沉降室3侧面上的沉降室烟气入口31，沉降室3上还开设有沉降室烟气出口32，沉降室烟气出口32的内部设置有出口温度传感器34；燃烧室1与沉降室3上分别设置有用于清灰用的燃烧室清灰门13以及沉降室清灰门33；急冷室2的一端通过燃烧室烟气出口12与燃烧室1连接，另一端通过沉降室烟气入口31与沉降室3连接；急冷室2内部还设置有用于喷淋用的雾化喷枪21，该雾化喷枪21的喷淋方向朝向沉降室3，与烟气流动的方向一致；烟气在急冷室2中的流向为第一方向，与该第一方向垂直的平面为第一平面，急冷室2在第一平面上的投影面积小于燃烧室1在第一平面上的投影面积，急冷室2在第一平面上的投影面积小于沉降室3在第一平面上的投影面积，燃烧室烟气出口12为缩口结构，其靠近急冷室2一端在第一平面上的投影面积沿着燃烧室1所在的方向逐渐增大，沉降室烟气入口31为扩口结构，其靠近急冷室2一端在第一平面上的投影面积沿着沉降室3所在的方向逐渐增大。
在本实施例中，燃烧室烟气入口11与沉降室烟气出口32设置的位置均与第一方向垂直设置，且朝向一致。
一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置的工艺流程，应用一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，包括以下步骤：
补热：电炉一次烟气从燃烧室烟气入口11进入，当入口温度传感器15检测到燃烧室烟气入口11温度低于850℃时，补燃烧嘴14打开，将一次烟气温度提升至850℃以上；
分解：烟气进入燃烧室1，在燃烧室1停留时间大于2S，确保烟气中的二噁英类物质得到充分的分解；
急冷：烟气经燃烧室1出口到达急冷室2，流通面积减少，烟气流速提高，打开雾化喷枪21对烟气进行快速冷却；
沉降：烟气经沉降室烟气入口31自急冷室2进入沉降室3，流速降低，烟气中粉尘沉降，经沉降室烟气出口32排出。
在本实施例中，当出口温度传感器34检测到烟气温度高于设定值时，开启雾化喷枪21。
本发明采用不同于现有技术的卧式设置，大大降低了急冷沉降系统布置的高度，大大提高了急冷后烟气中粉尘的沉降效率，对异常情况下(如喷淋水过量、喷淋雾化效果差等)喷淋未蒸发的液滴也可在沉降室3内实现较好的沉降捕集，可有效防止后续除尘管道内部积灰、板结，降低布袋除尘器运行负荷、提高布袋运行寿命。
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 (9)
1.一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：包括急冷室，所述急冷室的两端分别连接有燃烧室以及沉降室；
所述燃烧室包括设置在燃烧室上的燃烧室烟气入口，该燃烧室烟气入口的内部设置有补燃烧嘴以及入口温度传感器，所述燃烧室侧面上还开设有燃烧室烟气出口；
所述沉降室包括设置在沉降室侧面上的沉降室烟气入口，所述沉降室上还开设有沉降室烟气出口，所述沉降室烟气出口的内部设置有出口温度传感器；
所述急冷室的一端通过燃烧室烟气出口与燃烧室连接，另一端通过沉降室烟气入口与所述沉降室连接；所述急冷室内部还设置有用于喷淋用的雾化喷枪。
2.根据权利要求1所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：烟气在急冷室中的流向为第一方向，与该第一方向垂直的平面为第一平面，所述急冷室在第一平面上的投影面积小于燃烧室在第一平面上的投影面积，所述急冷室在第一平面上的投影面积小于沉降室在第一平面上的投影面积。
3.根据权利要求2所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：所述燃烧室烟气出口为缩口结构，其靠近急冷室一端在第一平面上的投影面积沿着燃烧室所在的方向逐渐增大。
4.根据权利要求2所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：所述沉降室烟气入口为扩口结构，其靠近急冷室一端在第一平面上的投影面积沿着沉降室所在的方向逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：所述燃烧室与沉降室上分别设置有用于清灰用的燃烧室清灰门以及沉降室清灰门。
6.根据权利要求1所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：所述雾化喷枪的喷淋方向朝向沉降室，与烟气流动的方向一致。
7.根据权利要求1所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于：所述燃烧室烟气入口与沉降室烟气出口设置的位置均与第一方向垂直设置，且朝向一致。
8.一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置的工艺流程，应用如权利要求1～7任一所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置，其特征在于，包括以下步骤：
补热：电炉一次烟气从燃烧室烟气入口进入，当入口温度传感器检测到燃烧室烟气入口温度低于850℃时，补燃烧嘴打开，将一次烟气温度提升至850℃以上；
分解：烟气进入燃烧室，在燃烧室停留时间大于2S，确保烟气中的二噁英类物质得到充分的分解；
急冷：烟气经燃烧室出口到达急冷室，流通面积减少，烟气流速提高，打开雾化喷枪对烟气进行快速冷却；
沉降：烟气经沉降室烟气入口自急冷室进入沉降室，流速降低，烟气中粉尘沉降，经沉降室烟气出口排出。
9.根据权利要求8所述的一种电炉一次烟气卧式急冷沉降装置的工艺流程，其特征在于：当出口温度传感器检测到烟气温度高于设定值时，开启雾化喷枪。
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