CN111495087A - 一种电炉烟气高温除尘工艺系统 - Google Patents
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Abstract
一种电炉烟气高温除尘工艺系统，属于冶金行业电炉除尘技术领域。包括高温沉降室、水冷壁、静电除尘器及末端排烟管路、系统除尘器等，所述高温沉降室进烟气口前端连接电炉，其出烟气口端连接水冷壁一端，水冷壁出口端连接静电除尘器进烟口端，静电除尘器出烟口端连接增压引风机，增压引风机出口端进入排烟主管路，主排烟管路连接在屋顶罩的烟气管路上。本发明通过设置宽极距高压恒流源静电除尘器，解决冶金粉尘比电阻高导致闪络问题，使得电炉一次烟气经燃烧沉降室、水冷壁、静电除尘器降温除尘后，260℃烟气与二次烟气汇入主烟气管线混合后烟气80‑120℃，运行稳定，解决电炉一次烟气温度高、管路堵塞、占地面积大、投资高等问题。
Description
技术领域
本发明属于冶金电炉除尘技术领域，特别是涉及一种电炉一次、二次烟气高温除尘工艺系统，适于在钢铁行业推广运用。
背景技术
电炉在炼钢的过程中，分配料、装料、熔炼、杂质反应、元素挥发、吹氧、搀兑钢水、脱出杂质氧化、脱碳、合金材料混质、出钢等步骤，一般炉料中应配入大块料30～40％、中块料40～50％、小块料或轻薄料15～25％，在熔炼过程中会发出大量金属及其它杂质随高温烟气排出电炉，电炉生产过程中的高温烟气通过炉体排出称之为一次烟气，通过炉口顶端排出称之为二次烟气，一次烟气温度约为1200-1500℃，二次烟气温度约为60-100℃，一次烟气、二次烟气时电炉生产过程中的主要大气污染源。
电炉在熔炼过程中所产生的大量烟尘从四孔及炉口顶部等部位同时散发出来。根据有关测定，每生产1吨钢挥发的烟气量约900-1100m3，每立方烟气量粉尘浓度约15-20g。这些烟尘中70％以上的粒径小于10um的金属粉尘，能长期悬浮于空气中，且飘逸速度和漂移距离达几公里，对周边生态环境及人体健康的危害极为严重。由于一次烟气为1200-1500℃高温且烟气粉尘多为金属粉尘，处理起来比较困难给烟尘的捕集带来了相当的难度，目前捕集电炉一次烟气多为一次烟气捕集管路直接混入除尘系统主管路，运行一段时间后一次烟气管路堵塞，另外由于大量金属粉尘进入布袋除尘器中迫使布袋损坏，导致频繁更换布袋增加运行成本。
随着我国大气污染理行业的快速发展，废气的处理率和排放标准的全面提升，大幅改善了我国的大气环境。近年冶金行业的废气治理在各个地区逐步完成，废气治理工艺技术不断完善。冶金行业冶炼电炉一次烟气、二次烟气高温除尘工艺系统，因电炉一次烟气温度1200-1500℃，一次烟烟气须经预热槽再进冷却沉降室，冷却沉降室后还需设置水冷壁来降温，整个系统降温措施繁琐，操作危险性极高，最终从水冷壁出口烟气在350-450℃，常规除尘器无法满足烟气中的粉尘排放达标(如多管除尘器、旋风除尘器)，高温布袋除尘器的滤料无法满足使用温度，静电除尘器可满足使用温度，但因钢铁粉尘比电阻过高导致静电核电不稳定出现闪络、击穿、连电等现象导致效率不稳定，使得电炉除尘工艺混入大量空气来降低烟气温度以满足布袋除尘器的温度使用范围，国内电炉除尘工艺90％以上均采用混入大量空气来降低烟气温度工艺，除尘效率提高了但是投资成本和运行成本大幅提升，以50t电炉为例一次烟气约20万m3/h，需要混入50-60万m3/h空气来降低烟气，导致系统设备占地增大、投资成本和运行成本增加。
随着民众环境意识增强，全国钢铁企业不断改建、建设环保项目(除尘系统)，电炉烟气处理工艺系统设备占地增大、投资成本和运行成本增加给企业带来很大困扰。开发新的电炉烟气粉尘治理系统急需更新。
由于电炉烟尘是高比电阻粉尘，所以现有的普通可控硅电源供电的静电除尘器难以及时的进行跟踪和做出相应的调整，结果导致大部分用可控硅电源供电的炉前静电除尘器达不到设计时的排放要求。所以，现有的可控硅电源，由于自身的特性决定了它对不稳定的工况，不能及时的跟踪和做出相应的调整，而导致每次出铁的瞬间开始电流急剧下降，收尘效率低下。
发明内容
针对上述存在的技术问题，提供一种电炉一次烟气高温除尘工艺系统，除尘效率稳定，占地面积小，运行均能，大幅降低系统故障率。解决了电炉一次烟气温度高、管路堵塞、占地面积大、投资大等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种电炉烟气高温除尘工艺系统，包括电炉一次烟气高温除尘工艺系统和电炉屋顶罩二次烟气除尘系统，所述一次烟气高温除尘工艺系统包括高温沉降室、水冷壁、静电除尘器及末端排烟管路，所述高温沉降室、水冷壁、静电除尘器及末端排烟管路，所述高温沉降室进烟气口前端连接电炉，其出烟气口端连接水冷壁一端，水冷壁出口端连接静电除尘器进烟口端，静电除尘器出烟口端连接增压引风机，增压引风机出口端进入排烟主管路，主排烟管路连接在屋顶罩二次烟气除尘系统的烟气管路上。
优选的，所述静电除尘器为宽极距高压恒流源静电除尘器，其收尘极的极距H为450±1mm；安装绝缘子的绝缘距离M为1560±1mm。
优选的，所述静电除尘器的电源为恒流源。
优选的，所述末端排烟管路设有增压风机及电机。
优选的，所述末端排烟管路上还设置有风量调节阀Ⅰ。
优选的，所述屋顶罩和末端排烟管路连接二次烟气除尘系统的烟气管路的节点之间的烟气管路上设置有风量调节阀Ⅱ。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过设置宽极距高压恒流源静电除尘器，节省预热槽降低操作安全危险，解决冶金粉尘比电阻高导致闪络问题，使得电炉一次烟气经燃烧沉降室、水冷壁、静电除尘器降温除尘后，260℃烟气与二次烟气汇入主烟气管线混合后烟气80-120℃，满足使用要求，能解决电炉一次烟气温度高、占地面积大、投资高等问题，使得电炉一次烟气除尘效率稳定，运行均能大幅降低，在钢铁行业推广该技术前景好，市场潜力大。
2.本发明在电炉一次烟气净化中采用静电除尘器，并配以恒流电源，由于其自身的特性决定了其对不稳定的工况有强大的适应能力。本发明通过改变所述静电除尘器的结构参数，使其收尘极极距增大至450mm，提高放电等级捕集高比电阻粉尘，安装绝缘子的绝缘距离增大至1560mm,保证放电的安全距离。
3.本发明的静电除尘器采用恒流源电源，通过恒流源调节电流，而电压是随负荷变化而变化，所以当熔炼时，大量烟气进入除尘器，除尘器的等效阻抗增大，因电流不变，电压上升，输入到除尘器的功率增加，从而保证了除尘效率。不但保证了二次电流，而且二次电压也得到了大幅度的提高，因此除尘效率得到了保证。
3.本发明通过在静电除尘器的末端烟气管路上设置增压机和电机，可以使流经的烟气分布均衡，使主管道烟气阻力减小更好的分配一次、二次烟气量。
4.本发明在电炉末端烟气管路和屋顶罩的烟气管路上均设置有风量调节阀，通过调节风量调节阀，控制流通烟气管路的烟气量，避免烟气管路分配不均衡。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中静电除尘器的结构示意图。
图3是图2中除尘极的布置示意图。
图中：1.电炉，2.高温沉降室，3.水冷壁，4.静电除尘器，41.灰斗，42.机架，43.进口分布板，44.壳体，45.绝缘子，451.绝缘子座，46.收尘极排，461.收尘极，47.出口分布板，5.末端排烟管路，6.增压风机及电机，7.风量调节阀Ⅰ，8.风量调节阀Ⅱ，9.屋顶罩，10.烟气管路，11.布袋除尘器，111.脉冲阀，112.气缸，12.压缩空气储气罐，13.切出刮板机，14.集合刮板机，15.灰仓，16.粉尘加湿机，17.出灰口，18.运输车，19.除尘风机及电机，20.烟囱，21.星型卸料器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例：如图1所示，本发明电炉烟气高温除尘工艺系统，包括电炉一次烟气高温除尘工艺系统和电炉屋顶罩二次烟气除尘系统，所述一次烟气高温除尘工艺系统的末端排烟管路5连接电炉屋顶罩9二次烟气除尘系统的烟气管路，二次烟气除尘系统的烟气管路10连接布袋除尘器11进口，布袋除尘器11的出口通过管路连接烟囱20。
所述一次烟气高温除尘工艺系统，包括高温沉降室2、水冷壁3、静电除尘器4及末端排烟管路5，所述燃烧沉降室2进烟口端连接电炉1，其出烟口端连接水冷壁3一端，水冷壁3另一端连接静电除尘器4进烟口端，静电除尘器4出烟口端连接末端排烟管路5，末端排烟管路5连接在屋顶罩9的烟气管路10上。
本例电炉产生的一次烟气经高温沉降室2降温至400-500℃左右，再经水冷壁3降温至300-350℃左右，然后通过静电除尘器4降温至260℃以下，满足碳钢可以承受的温度，经末端排烟管路5连接至二次烟除尘系统的烟气管路10上，经布袋除尘器11除尘后排至烟囱20，通过烟囱20排至大气。
如图2、图3所示，所述静电除尘器4是在现有结构的基础上，增大收尘极461的极距H为450±1mm；增大安装绝缘子45的绝缘距离M为1560±1mm：为放电安全距离，现有结构的绝缘距离为1400-1450，不能满足安全放电的要求。所述静电除尘器的电源为恒流源，当出铁时，大量烟气进入静电除尘器4，静电除尘器4的等效阻抗增大，因电流不变，电压上升，注入到静电除尘器4的功率增加，从而保证了除尘效率。静电除尘器4的进烟口端设置进口分布板43，出烟口端设置出口分布板47，使烟气分布均匀。
本例所述屋顶罩9上设置两个二次烟气除尘系统，两个二次烟气除尘系统的烟气管路10一端分别连接屋顶罩9，另一端分别连接布袋除尘器11；其中所述布袋除尘器11及连接在布袋除尘器11上的压缩空气储气罐12、切出刮板机13、集合刮板机14及连接在灰仓15出灰端的粉尘加湿机16，及星型卸料器21均为现有结构及连接方式，在此不再赘述。
本例所述一次烟气高温除尘工艺系统的末端排烟管路5上设置增压风机及电机6，起到缓冲作用，使烟气流畅，不易堵塞烟气管路。末端排烟管,5设有两个出烟口，两个出烟口分别连接两个二次烟气除尘系统的烟气管路10，在末端排烟管路5的两个出烟口和二次烟气除尘系统的烟气管路10间的管路上设置有风量调节阀Ⅰ7。
本例所述屋顶罩9和末端排烟管路5与烟气管路节点之间的烟气管路上设置有风量调节阀Ⅱ8。通过调节风量调节阀Ⅰ7和风量调节阀Ⅱ8，来调节流通烟气管路的烟气量，避免烟气管路分配不均衡。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电炉烟气高温除尘工艺系统，包括电炉一次烟气高温除尘工艺系统和电炉屋顶罩二次烟气除尘系统，其特征在于：所述一次烟气高温除尘工艺系统包括高温沉降室、水冷壁、静电除尘器及末端排烟管路，所述高温沉降室、水冷壁、静电除尘器及末端排烟管路，所述高温沉降室进烟气口前端连接电炉，其出烟气口端连接水冷壁一端，水冷壁出口端连接静电除尘器进烟口端，静电除尘器出烟口端连接增压引风机，增压引风机出口端进入排烟主管路，主排烟管路连接在屋顶罩二次烟气除尘系统的烟气管路上。
2.根据权利要求1所述电炉烟气高温除尘工艺系统，其特征在于：所述静电除尘器为宽极距高压恒流源静电除尘器，其收尘极的极距H为450±1mm；安装绝缘子的绝缘距离M为1560±1mm。
3.根据权利要求2所述电炉烟气高温除尘工艺系统，其特征在于：所述静电除尘器的电源为恒流源。
4.根据权利要求1所述电炉烟气高温除尘工艺系统，其特征在于：所述末端排烟管路设有增压风机及电机。
5.根据权利要求1所述电炉烟气高温除尘工艺系统，其特征在于：所述末端排烟管路上还设置有风量调节阀Ⅰ。
6.根据权利要求1或5所述电炉烟气高温除尘工艺系统，其特征在于：所述屋顶罩和末端排烟管路连接二次烟气除尘系统的烟气管路的节点之间的烟气管路上设置有风量调节阀Ⅱ。
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