CN110585842A - 一种渣处理废气治理用除尘除湿装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渣处理废气治理用除尘除湿装置及其方法，属于冶金行业的环境除尘技术领域，包括旋风除尘器、连接管道、过滤塔、喷嘴、排水口等。炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气先经旋风除尘器，达到粗除尘和脱水效果后，由连接管道导入过滤塔，再经过滤塔，达到精除尘和除雾效果后，由风机和排气筒排向高空大气。旋风除尘器集灰斗内的粉尘从底部卸灰口排出，过滤塔过滤层拦截到的粉尘定期用高压水进行冲洗，流态状污水从排水口排出后接入浊环水处理系统。本发明采用一级旋风粗除尘结合二级过滤精除尘的方式，用来治理渣处理过程产生的含尘含湿废气，可将废气含尘浓度由100～2000mg/Nm3降至≤30mg/Nm3，并避免采用湿法除尘导致排气筒冒“白烟”，其结构简单、经济实用。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业的环境除尘技术领域，具体涉及一种渣处理废气治理用除尘除湿装置及其方法。
背景技术
钢铁炼制加工中的渣处理过程(如滚筒渣、焖渣、泼渣)会产生大量含有水蒸汽和粉尘的废气，含尘浓度为100～2000mg/Nm3，直接排放到空气里会对作业场所和大气环境造成严重的污染；此外，国家制订了相关的环境政策，限制废气污染物的排放。为了使排放的废气达到要求排放标准，需要对废气进行净化处理。因此，各个工厂都配置了相关的废气除尘设备。
目前公知的冶炼钢渣处理方法有：冷弃法、热泼法、箱式热泼法、水淬法、风碎法、热闷法、热闷罐法、滚筒法等。其中滚筒法、热闷法、水淬法、风碎法都属于大量用水去冷却钢渣的“湿法”处理范围；而冷弃法、热泼法、箱式热泼法、热闷罐法用水量比“湿法”处理相对减少近一半，属于“半干法”处理范围。不管“湿法”还是“半干法”，冷却介质都是“水”，渣处理过程会产生含有水蒸汽和粉尘的废气，其除尘系统目前主要采用湿法工艺，即“喷淋+脱水”的方式，如CN103924010B、CN103920354B和CN105749686A，此湿法除尘工艺需要消耗大量的水资源，增加浊环水处理系统的占地和投资，并且会不同程度地产生排气筒冒“白烟”现象。
发明内容
有签于此，本发明的目的在于提供一种结构简单、经济实用的渣处理废气治理用除尘除湿装置及其方法，用于解决渣处理废气污染环境的状况。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的一种渣处理废气治理用除尘除湿装置，包括用于接收炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气的旋风除尘器以及与旋风除尘器通过连接管道导通的过滤塔，所述过滤塔的筒体内设有过滤层，所述筒体上并位于过滤层两侧各设有用于冲洗过滤层上下面的喷嘴、用于导流出过滤层上下面的冲洗水的排水口，所述筒体上的进气口和出气口依据废气在过滤塔内的流态上下设置，且进气口和出气口相对于过滤层异侧布置、出气口高于过滤层下方的排水口。
采用上述方案，炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气依次经过旋风除尘器的入口管、外筒、内筒和出口管，达到粗除尘和脱水效果后，由连接管道导入过滤塔，废气依次经过过滤塔的入口管、筒体、过滤层和出口管，达到精除尘和除雾效果后，由风机和排气筒排向高空大气。同时，旋风除尘器集灰斗内的粉尘从底部卸灰口排出并装袋外运，过滤塔的过滤层拦截到的粉尘定期用喷嘴进行高压冲洗，流态状污水从排水口排出后可接入炼钢单元渣处理设施自身的浊环水处理系统，无需为本除尘除湿装置单独建设浊环水处理系统。此外，所述过滤塔从顶部进气，从中下部排气，与下部进气顶部排气的方式相比，节省连接管道和占地，总体布置结构紧凑。
进一步，所述过滤层在筒体内呈倾斜状布置，选用丝网或填料，材质为不锈钢或塑料。所述过滤塔的过滤层净流速约为4m/s，过滤层厚度约为100mm，空隙率80％～95％，单层过滤层的运行阻损控制在≤1.0kPa，利于精除尘过滤。而过滤层保持不小于0.05的坡度坡向筒体上部的排水口，冲洗时由上下部两个排水口同时排除污水，便于冲洗。
进一步，过滤层沿筒体高度方向设置1～2层，且气流下游的过滤层孔径小于气流上游的过滤层孔径，实现含尘废气的分级过滤和净化。
进一步，所述冲洗喷嘴采用实心锥螺旋喷嘴，其内流入的介质为净化后的浊环水。所述喷嘴与过滤层高度差为1m左右，沿筒体周向布置3～5支，在过滤层的气流上游及下游均设置有喷嘴，冲洗及污水排除效果好。而实心锥螺旋喷嘴具有喷洒均匀，不易堵塞的特点，介质为炼钢单元渣处理设施自身的浊环水处理系统净化后的浊环水，水压≥1.5MPa，每次冲洗时间为3～5min，间歇式冲洗，能够合理利用水资源。
进一步，所述筒体的下段设置为锥斗体，所述过滤层下方的排水口位于锥斗体出口，所述锥斗体的底部设有振动器。这样，锥斗体结构可方便污水收集排放，振动器设计可有助于污水中含尘流态的输送。
进一步，所述连接管道为均匀送风管，沿气流方向采用惭缩式结构，使气流均匀分配至各个筒体。
进一步，所述筒体上并位于出气口和过滤层之间设有用于空气进入筒体的混风阀。利用筒体内的负压作用和混风阀的开度状态，可自动从外界吸入空气进入筒体内的过滤层下游，在筒体内完成废气与空气的混合，从而使其水蒸气分压力和相对湿度降低，从饱和状态变为不饱和状态，减轻对下游设备及管道的腐蚀，便于排气筒的直接排放。
进一步，所述过滤塔的筒体数量为2～5个，且单个筒体通过切换阀与连接管道导通。该过滤塔采用多筒体结构，其中一个筒体处于冲洗粉尘状态时，其它筒体则处于过滤废气状态。
本发明还提供一种渣处理废气治理用除尘除湿方法，采用上述的除尘除湿装置，所述除尘除湿方法包括：收集出炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气；对收集出的所述含尘含湿废气依次进行一级旋风粗除尘和二级过滤精除尘；在二级过滤精除尘中根据过滤塔各个筒体的冲洗时间间隔对筒体切换主导控制。即将单筒体的冲洗时间间隔作为筒体切换的主要依据来进行主导控制，如，按各个筒体的排列顺序依次将其对应的切换阀关闭10～20min后再打开(冲洗时间占3～5min)，其中一个筒体处于冲洗粉尘状态时，其它筒体则处于过滤废气状态，各个筒体循环交替冲洗。
优选的，获取各个筒体的过滤层两侧压力，并根据获取的过滤层两侧压力的压差值对筒体切换辅以控制。即所述过滤层的两侧均设有压力变送器，将过滤层两侧压差反馈至控制系统。将过滤层两侧压差作为辅助控制手段，通过调整切换阀启闭的时间间隔，始终保持过滤层两侧压差不大于设计值1.0kPa，能够提升本装置的处理效果和效率。
本发明的优点在于：
1、本发明装置采用一级旋风粗除尘结合二级过滤精除尘的方式，用来治理渣处理过程产生的含尘含湿废气，近似为干法除尘工艺，仅消耗少量冲洗水，与湿法除尘工艺相比，可避免采用湿法除尘导致排气筒冒“白烟”。
2、本发明装置可将渣处理废气含尘浓度由100～2000mg/Nm3降至≤30mg/Nm3，具有结构简单、经济实用的优点。
3、本发明装置首先通过旋风除尘器脱除废气中的大颗粒机械水，再通过过滤塔的过滤层脱除废气中的细颗粒水雾，最后通过混风降低其相对湿度，达到废气除湿排放目的。
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进一步的详细描述，其中：
图1为本发明装置配多筒过滤塔的结构示意图；
图2为本发明装置配单筒过滤塔的结构示意图；
标记说明：旋风除尘器1、连接管道2、过滤塔3、喷嘴4、排水口5、切换阀6；入口管11、外筒12、内筒13、集灰斗14、卸灰口15、出口管16、支架17；进气口31、筒体32、过滤层33、出气口34、锥斗体35、支座36、混风阀37；上游冲洗喷嘴41、下游冲洗喷嘴42；上部排水口51、下部排水口52。
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。
实施例一：
如图1所示，本发明提供一种渣处理废气治理用除尘除湿装置，包括旋风除尘器1、连接管道2、过滤塔3、喷嘴4、排水口5、切换阀6等。本实施例中，炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气依次经过旋风除尘器1的入口管11、外筒12、内筒13和出口管16，达到粗除尘和脱水效果，其外筒设置在支架17上，由连接管道2导入过滤塔3，废气依次经过过滤塔的进气口31、筒体32、过滤层33和出气口34，达到精除尘和除雾效果，其筒体设置在支座36上，最后由风机和排气筒排向高空大气。而旋风除尘器的集灰斗14内的粉尘从底部卸灰口15排出并装袋外运，过滤塔的过滤层33拦截到的粉尘定期用喷嘴4喷出的高压水进行冲洗，流态状污水从排水口5排出后可接入与渣处理设施自身的浊环水处理系统，排水口5包括过滤层上方的上部排水口51和过滤层下方的下部排水口52。同时，过滤塔3为多筒体结构，且单个筒体通过切换阀6与连接管道导通，其中一个筒体处于冲洗粉尘状态时，其它筒体则处于过滤废气状态。过滤塔3还采用顶部进气下部排气的方式，与下部进气顶部排气的方式相比，节省连接管道和占地，总体布置结构紧凑。过滤塔的过滤层33净流速约为4m/s，过滤层可根据需要选用丝网或填料，材质为不锈钢或塑料，过滤层厚度约为100mm，单层过滤层的运行阻损控制在≤1.0kPa，过滤层保持不小于0.05的坡度坡向筒体上部的排水口，冲洗时由上下部两个排水口同时排除污水。
本实施例中的喷嘴4与过滤层33高度差为1m左右，沿筒体周向布置3～5支，在过滤层的气流上流及下流设置有上游冲洗喷嘴41和下游冲洗喷嘴42。且喷嘴采用实心锥螺旋喷嘴，介质为净化后的浊环水，水压≥1.5MPa，间歇式冲洗。
本实施例中的筒体下段设置为锥斗体，所述过滤层下方的排水口位于锥斗体出口，所述锥斗体的底部设有振动器。这样，锥斗体结构可方便污水收集排放，振动器设计可有助于污水中含尘流态的输送。当然在不同的实施例中，如图2所示，可在筒体下部设置锥斗体结构的漏斗并通过管道连接下部排水口52，同样可以达到此目的。
本实施例中的连接管道为均匀送风管，沿气流方向采用惭缩式结构，使气流均匀分配至各个筒体。另外，可根据工艺布置需求，将旋风除尘器的出口管高于过滤塔的进气口，并使连接管道倾斜布置，便于废气中的粉尘和湿气在连接管道内沉降及进入过滤塔后统一排放。
本实施例中的筒体上并位于出气口和过滤层之间设有用于空气进入筒体的混风阀。混风阀的开度可控，在不另行增加其他辅助设备情况下，利用筒体内的负压作用和混风阀的开度状态，可自动从外界吸入空气进入筒体内的过滤层下游，在筒体内完成废气与空气的混合，从而使其水蒸气分压力和相对湿度降低，从饱和状态变为不饱和状态，减轻对下游设备及管道的腐蚀，便于排气筒的直接排放。
本实施例渣处理废气治理用除尘除湿方法，具体过程包括：首先，收集出炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气；然后，对收集出的所述含尘含湿废气依次进行一级旋风粗除尘和二级过滤精除尘；并在二级过滤精除尘中根据过滤塔各个筒体的冲洗时间间隔对筒体切换主导控制。即：对炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气收集后，先经旋风除尘器达到粗除尘和脱水效果后，再由连接管道导入过滤塔，在过滤塔的多个筒体过滤下，将单筒体的冲洗时间间隔作为筒体切换的主要依据来进行主导控制，如，按各个筒体的排列顺序依次将其对应的切换阀关闭10～20min后再打开(冲洗时间占3～5min)，其中一个筒体处于冲洗粉尘状态时，其它筒体则处于过滤废气状态，各个筒体循环交替冲洗，在经过滤塔达到精除尘和除雾效果后，再由风机和排气筒排向高空大气。并且还可以获取各个筒体的过滤层两侧压力，并根据获取的过滤层两侧压力的压差值对筒体切换辅以控制。即：在过滤层的两侧均设有压力变送器，将过滤层两侧压差反馈至控制系统。将过滤层两侧压差作为辅助控制手段，通过调整切换阀启闭的时间间隔，始终保持过滤层两侧压差不大于设计值1.0kPa，能够提升本装置的处理效果和效率。
实施例二：
如图2所示，作为实施例一的简化方案，本实施例与实施例一不同之处在于：过滤塔3为单筒体结构，这样，在渣处理运行期间处于过滤废气状态，在生产间隙则处于冲洗粉尘状态，无需设置自动的切换阀。本实施例结构简单，占地更少。系统运行过程中，但过滤层拦截的粉尘量逐渐增多时，会导致运行阻力不断增大，需要利用生产间隙对过滤层进行频繁冲洗，每小时冲洗一次，每次冲洗时间为3～5min。
为提升过滤塔单筒体的过滤效果，可沿筒体高度方向设置两层过滤层，气流下游的过滤层孔径小于气流上游的过滤层孔径，实现含尘废气的分级过滤和净化。
上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，包括用于接收炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气的旋风除尘器(1)以及与旋风除尘器通过连接管道(2)导通的过滤塔(3)，所述过滤塔的筒体(32)内设有过滤层(33)，所述筒体上并位于过滤层两侧各设有用于冲洗过滤层上下面的喷嘴(4)、用于导流出过滤层上下面的冲洗水的排水口(5)，所述筒体上的进气口(31)和出气口(34)依据废气在过滤塔内的流态上下设置，且进气口和出气口相对于过滤层异侧布置、出气口高于过滤层下方的排水口。
2.根据权利要求1所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述过滤层在筒体内呈倾斜状布置，选用丝网或填料，材质为不锈钢或塑料。
3.根据权利要求1所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述过滤层沿筒体高度方向设置1～2层，且气流下游的过滤层孔径小于气流上游的过滤层孔径。
4.根据权利要求1所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述冲洗喷嘴采用实心锥螺旋喷嘴，其内介质为净化后的浊环水。
5.根据权利要求1所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述筒体的下段设置为锥斗体(35)，所述过滤层下方的排水口位于锥斗体出口，所述锥斗体的底部设有振动器。
6.根据权利要求1所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述连接管道为均匀送风管，沿气流方向采用惭缩式结构。
7.根据权利要求1所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述筒体上并位于出气口和过滤层之间设有用于空气进入筒体的混风阀(37)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的渣处理废气治理用除尘除湿装置，其特征在于，所述过滤塔的筒体数量为2～5个，且单个筒体通过切换阀(6)与连接管道导通。
9.一种渣处理废气治理用除尘除湿方法，其特征在于，采用权利要求8所述的除尘除湿装置，所述除尘除湿方法包括：
收集出炼钢单元渣处理过程产生的含尘含湿废气；
对收集出的所述含尘含湿废气依次进行一级旋风粗除尘和二级过滤精除尘；
在二级过滤精除尘中根据过滤塔各个筒体的冲洗时间间隔对筒体切换主导控制。
10.根据权利要求9所述的渣处理废气治理用除尘除湿方法，其特征在于，获取各个筒体的过滤层两侧压力，并根据获取的过滤层两侧压力的压差值对筒体切换辅以控制。
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