CN113819767B - 一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，属于冶金绿色生产领域。本发明包括通过烟气输送管连通的粗烟气预冷单元和烟气粉尘收集单元；其中：粗烟气预冷单元包括调节箱体以及分别在其两侧箱壁开口并固定连接的烟气输入管和烟气输送管；调节箱体为间掺兑冷风式箱体；烟气粉尘收集单元包括收集箱体，收集箱体的两端分别设有烟气输送管和出风烟气管；收集箱体内沿长度延伸方向间隔设有多组水冷隔板，多组水冷隔板依次上下交错设置，形成供烟气变向通过的流通通道，收集箱体的底部对应设置有集灰斗和排料阀。本发明解决了现有技术中高浓度锌烟气降温时容易对后续的烟气处理不利，以及降温后收集处理难度较大、影响生产效率的问题。

Description

一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置

技术领域

本发明涉及冶金绿色生产技术领域，更具体地说，涉及一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置。

背景技术

随着绿色生产标准的不断升级，冶金生产中烧结、球团、原料烘干、加热炉等产生的烟气都需要实现超净排放，因此烟气处理由单一的短流程处理方式(电除尘或布袋除尘)升级为长流程处理方式(电除尘+脱硫+脱硝+布袋除尘)。为了保证布袋除尘器、脱硫脱硝装置安全、稳定、高效的工作，对入口烟气温度有明确的要求，通常的做法是在烟气输送管道上安装兑冷风阀，通过兑冷风阀向管道内掺兑冷风，以减低烟气的温度。但这种方法存在一定的弊端，由于向管道内直掺兑冷气，冷风的气流对管道内的烟气产生扰动，直接造成生产系统压力波动，导致产品质量下降，同时增加后续烟气净化处理量及烟气排放量，且增加风机负荷及电耗。使管道的压力产生波动，烟气的温度产生剧烈变化，所有这些都对后续的烟气处理带来不利影响。

钢铁冶金生产中后续的烟气处理后的污泥粉尘量为钢产量的10％，需要循环利用。然而，随着废钢循环再生大于2％的含Zn元素量较高的危废尘泥，需要经转底炉还原脱锌后，才能再次到冶金生产的配料中循环利用。由于锌Zn熔点419.5℃、沸点906℃，钠Na熔点97.72℃、沸点370.87℃及其活性高的特性，转底炉污泥脱锌还原后，烟气中高浓度锌烟气粉尘收集，已经严重制约了目前工业化大生产的顺利进行。

经检索，中国专利申请号为2017106384244的申请案公开了一种转底炉锌粉烟气回收预处理装置及其预处理工艺，预处理装置包括至少2个通过减尘烟气导出管串联连通的转底炉烟气降温降尘装置；与末端的转底炉烟气降温降尘装置通过末级减尘烟气导出管连通的收尘装置；烟气降温机构呈封闭的桶状结构，含锌粉尘烟气导入管与桶状结构的顶部相通，桶状结构内壁固定有下伸的挡尘板；减尘烟气导出管固定于桶状结构的上部侧面；桶状结构的底部呈收口状，和降尘放灰管相通。该申请案通过至少两级强制降温机构和空气导游机构相对隔离对烟气降温，并通过自然重力及惯性除尘，但两级强制降温使烟气的温度产生剧烈变化，难以广泛实施应用。

又如中国专利公布号为CN110319452A的申请案，公开日2019-10-11，公开了一种锅炉烟气温度调节装置以及方法，锅炉包括安装口、进气口和出气口，锅炉烟气温度调节装置包括：导流换热板，其贯穿连接在锅炉的安装口内，且位于进气口和出气口之间；其可在锅炉的高度方向和/或宽度方向上往复移动；其可与烟气进行换热；第一温度传感器，其用于监测出气口一侧烟气温度，形成第一烟气温度信号并发送；控制器，导流换热板和第一温度传感器均与控制器连接，控制器用于接收第一烟气温度信号，并与预设温度信号比较，且根据比较结果控制导流换热板往复移动。锅炉烟气温度调节装置包括：该发明提供一种锅炉烟气温度调节装置以及方法，解决处理危险废弃物的锅炉的烟气温度无法调整的问题，避免烟气温度大幅度波动。该申请案通过导流换热板对烟气换热，换热效率较差，对于温度较高的烟气换热不及时。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中高浓度锌烟气降温时容易对后续的烟气处理不利，以及降温后收集处理难度较大、影响生产效率的问题，本发明提供了一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，本发明粗烟气预冷单元利用自然的大气调节烟气的温度，增加间掺兑冷风，避免直掺兑冷风对烟气产生强力的扰动，稳定了烟气输送管道的压力；烟气粉尘收集单元能够高效收集高浓度含锌烟气粉尘，保障高作业率连续运行，并满足含锌污泥脱锌大生产烟气超净排放需求，提升快速增长的钢铁冶金绿色制造危废“不出厂”的大生产需求。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，包括通过烟气输送管连通的粗烟气预冷单元和烟气粉尘收集单元；其中：所述粗烟气预冷单元包括调节箱体以及分别在其两侧箱壁开口并固定连接的烟气输入管和烟气输送管，通过在调节箱体增加间掺兑冷风，大量减少直掺兑冷风量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力；所述烟气输送管在箱壁的高度高于烟气输入管，实现高温烟气由下至上的流动通道，充分协同生产系统与烟气净化系统的匹配，保障了整个生产系统压力稳定，提升产品质量，同时减少后续烟气净化处理量及烟气排放量，降低风机负荷及电耗；所述调节箱体为间掺兑冷风式箱体；所述烟气粉尘收集单元包括收集箱体，收集箱体的两端分别设有烟气输送管和出风烟气管；收集箱体内沿长度延伸方向间隔设有多组水冷隔板，多组水冷隔板依次上下交错设置，形成供烟气变向通过的流通通道，收集箱体的底部对应设置有集灰斗和排料阀。

更进一步地，调节箱体内竖向固定连接有调温组件；所述调温组件包括调温箱，所述调温箱的上部连接有出气管，该出气管伸出调节箱体后与大气连通，出气管的外壁固定连接于调节箱体的顶壁；调温箱下部的两侧分别外接进气管，该进气管伸出调节箱体后将调温箱的内部与大气连通，进气管的外壁固定连接于调节箱体的侧壁；当烟气输送管和出风烟气管在收集箱体两端呈对角布置时，内部的水冷隔板的数量为偶数；当烟气输送管和出风烟气管在收集箱体两端呈对称分布时，内部的水冷隔板的数量为奇数。

更进一步地，所述调温组件为高度不同、上下交替分布的两个或两个以上；收集箱体的底部设有多组集灰斗，每组集灰斗对应位于相邻两组水冷隔板围成的通道正下方。

更进一步地，调温组件在调节箱体内等间距分布；水冷隔板到达的高度不小于烟气输送管和出风烟气管所在高度位置的两倍。

更进一步地，进气管的管口安装有可调式风门；水冷隔板的两侧分别安装有水冷刮刀，水冷刮刀由动力机构驱动沿水冷隔板往复上下运动。

更进一步地，风门包括百叶片和电动推杆，所述百叶片自上而下均匀分布多个，百叶片的一端通过销轴与进气管管口的左沿转动连接，百叶片的另一端通过销轴与进气管管口的右沿转动连接，所述电动推杆连接在进气管管口外侧面，电动推杆的伸缩杆与摇臂的一端转动连接，摇臂的另一端连接于百叶片的销轴。

更进一步地，调温箱的前内壁、后内壁之间连接有呈“W”形的导流板；收集箱体底部的集灰斗为不对称型结构，且集灰斗侧边安装有振打器。

更进一步地，调温箱的前外壁、后外壁均连接有换热片；集灰斗一侧垂直，另一侧为与水平面倾斜角度不小于60°的斜面。

更进一步地，换热片和导流板均均匀分布；收集箱体上开设有多个检修孔，分别对应位于进出口位置，以及对应内部水冷隔板的端部位置。

更进一步地，水冷刮刀为三角形刮刀，其宽侧面与水冷隔板紧密接触，且水冷刮刀安装在驱动链条上，由驱动链条驱动往复上下运动。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，克服了整个冶金生产系统的烟气完全依靠向管道内直掺兑冷风降低烟气温度的传统做法，在生产系统与烟气净化处理的输送管道间对烟气进行预处理，利用自然的大气调节烟气的温度，增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免直掺兑冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力，充分协同生产系统与烟气净化系统的匹配，保障生产系统压力稳定，提升产品质量，同时减少后续烟气净化处理量及烟气排放量，降低风机负荷及电耗。进一步保障全生产，节约生产成本，提高生产效率；

(2)本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，多组水冷隔板依次上下交错设置，形成供烟气变向通过的流通通道，引导烟气流变向，实现烟气充分的降温及降尘，短流程解决生产线的瓶颈问题，且水冷隔板装置占地，空间小；且利用水冷隔板保障冷却强度，杜绝生产烟气系统参冷风实现压力稳定，降低主风机负荷，减少烟气处理及排放量15％以上，生产系统高效节能；

(3)本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，导流板呈“W”形排列，可防止大气在调温箱内扰动，提高大气的流速，同时，也增强了调温箱的机械强度；换热片的设置有利于使烟气与调温箱进行充分的热交换；收集箱体的底部设有多组集灰斗，集灰斗为不对称型结构，针对锌钠烟气粉尘粘性较强、容易粘接的特性，采用非对称型设计有利于促进烟尘的充分沉降和排出；

(4)本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，水冷隔板的两侧分别安装有水冷刮刀，水冷刮刀由动力机构驱动沿水冷隔板往复上下运动，可以及时有效清理水冷隔板粘接的含锌粉灰，保障隔板冷却效果。

(5)本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，由于调温箱受到烟气的热交换，调温箱内的大气被加热，形成典型的“烟囱效应”，此时，调温箱内的大气迅速上升，通过出气管向外排出，外界的大气又通过进气管加速进入调温箱，从而形成大气对流，其实质是流动的大气通过调温箱与烟气产生热交换，对烟气进行降温，即，烟气温度越高，“烟囱效应”越明显，对烟气的温度调节效果越好，达到相辅相成的协同式作用效果，而且，还可以通过风门调节进风量，控制温度调节的幅度，从而达到避免冷风对烟气产生强力的扰动的效果；

(6)本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，粗烟气预冷单元和烟气粉尘收集单元协同合作，整个过程杜绝生产工艺系统直接掺兑冷风，粗烟气预冷单元实现预降温，避免直掺冷风温度剧烈变化对烟气产生强力的扰动，稳定了烟气输送管道及粉尘收集单元的压力；粉尘收集单元实现锌粉尘收集后的烟气温度控制在100℃～200℃，进入布袋除尘器最终实现生产烟气粉尘浓度小于10mg/Nm³超净排放标准，方便工业化大生产装置的安全快速检修，协同保障脱锌生产线高作业率连续运行，提升脱锌生产线的作业率，提升快速增长的钢铁冶金绿色制造危废“不出厂”的大生产需求。

附图说明

图1为本发明的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置结构示意图；

图2是本发明的粗烟气预冷单元主视结构示意图；

图3是图2的局部剖视结构示意图；

图4是图3的A-A剖视结构示意图；

图5是图4的局部剖视结构示意图；

图6是烟气在本发明中流动的示意图；

图7是大气在本发明中流动的示意图。

示意图中的标号说明：1、调节箱体；2、调温组件；3、烟气输入管；10、粗烟气预冷单元；20、烟气粉尘收集单元；21、调温箱；22、出气管；23、进气管；24、风门；25、换热片；26、导流板；241、百叶片；242、电动推杆；243、伸缩杆；100、收集箱体；101、烟气输送管；102、出风烟气管；103、检修孔；104、水冷隔板；105、水冷刮刀；106、驱动链轮；107、被动链轮；108、驱动链条；109、集灰斗；110、排料阀；111、振打器。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，包括通过烟气输送管101)连通的粗烟气预冷单元10)和烟气粉尘收集单元20)；其中：如图2所示，所述粗烟气预冷单元10)包括调节箱体1以及分别在其两侧箱壁开口并固定连接的烟气输入管3和烟气输送管101；所述调节箱体1为间掺兑冷风式箱体；烟气粉尘收集单元20)包括收集箱体100，收集箱体100的两端分别设有烟气输送管101和出风烟气管102；收集箱体100内沿长度延伸方向间隔设有多组水冷隔板104，多组水冷隔板104依次上下交错设置，形成供烟气变向通过的流通通道，收集箱体100的底部对应设置有集灰斗109和排料阀110。

本实施例实践应用中，设置在冶金生产系统的余热锅炉与烟气净化处理的布袋除尘器之间增设该粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，以充分收集熔点419.5℃的高浓度含锌Zn烟气。

先通过粗烟气预冷单元10)在调节箱体1增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力，烟气输送管101在箱壁的高度高于烟气输入管3，实现高温烟气由下至上的流动通道，充分协同生产系统与烟气净化系统的匹配，保障了整个生产系统压力稳定，提升产品质量，同时减少后续烟气净化处理量及烟气排放量，降低风机负荷及电耗。

需要说明的是，间掺兑冷风的实现，如图3、4所示，通过在调节箱体1内竖向固定连接有调温组件2；所述调温组件2包括调温箱21，所述调温箱21的上部连接有出气管22，该出气管22伸出调节箱体1后与大气连通，出气管22的外壁固定连接于调节箱体1的顶壁；调温箱21下部的两侧分别外接进气管23，该进气管23伸出调节箱体1后将调温箱21的内部与大气连通，进气管23的外壁固定连接于调节箱体1的侧壁，出气管22在上进气管23在下，同高温烟气由下至上的流动大方向一致，实现了适用于在生产系统与烟气净化处理的输送管道间对烟气进行预处理时，高温烟气与调节箱体1内间接掺兑冷空气的热交换过程。

再通过烟气粉尘收集单元20)设置多级水冷隔板104，每级水冷隔板104内均设有冷却水循环流通管道，以增加冷却强度，水冷隔板104的水流进口处还设有流量调节阀，通过流量控制，与每级烟气温度降温目标自动调节，能够保障每级水冷隔板104降温70±5℃，能够满足将烟气温度从500℃快速降低到100℃～200℃需求。且本实施例水冷隔板104依次呈上下交错分布，采用方形机械原理的降尘结构压力损失小，每级水冷隔板104的压力损失不会超过100Pa。且水冷隔板104采用铸造件，并进行精加工，保障其平整度的稳定性及良好的表面光洁度，降低粉灰的附着、方便粉灰的清理。

还需要说明的是，如图1所示，本实施例中水冷隔板104的设置旨在收集箱体100内部形成波浪形的上下折弯，如图中箭头所示为烟气流通路径，烟气进入后即被第一级水冷隔板104遮挡开始发生变向折弯，烟气出口时出风烟气管102所对应的位置被最后一级水冷隔板104遮挡，使得烟气经最后一次折弯变向后经出风烟气管102排出。如此，当烟气输送管101和出风烟气管102在收集箱体100两端呈对角布置时，如图1所示，烟气输送管101和出风烟气管102分别位于两端的上下不同侧，此时内部的水冷隔板104的数量为偶数，以实现烟气的充分多次折弯；充分提升降温降尘效果。同理，当烟气输送管101和出风烟气管102在收集箱体100两端呈对称分布时，即烟气输送管101和出风烟气管102分别同位于两端的上侧或下侧位置，在收集箱体100两端呈对称布置时，则内部的水冷隔板104的数量为奇数，以满足上述变向需求。

进一步地，本实施例中水冷隔板104到达的高度不小于烟气输送管101和出风烟气管102所在高度位置的两倍，即以图1中位置所示，多级水冷隔板104分别为在收集箱体100的内壁顶部向下延伸，以及自收集箱体100的内壁底部向上延伸，本实施例所指高度即指水冷隔板104的延伸长度不小于烟气输送管101和出风烟气管102的管口口径的两倍，以保障烟气的充分变向，且压力损失不会超过50Pa。并可根据现场空间条件，在保障冷却强度的前提下，调整水冷隔板104的高度和数量。

本实施例中收集箱体100的底部设有多组集灰斗109，每组集灰斗109对应位于相邻两组水冷隔板104围成的通道下方，以及两端水冷隔板104与收集箱体100端部侧壁之间围成的通道下方，经沉降的烟尘即对应落入集灰斗109内，每个集灰斗109底部还设有排料阀110，可以定期排灰。

实施例2

本实施例的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，基本同实施例1，更进一步地，本实施例中粗烟气预冷单元10的调温组件2为高度不同、上下交替分布的两个或两个以上，可让高温烟气在调节箱体1内实现倒“S”形流动，增加高温烟气与调节箱体1内间接掺兑冷空气的热交换距离。调温组件2在调节箱体1内等间距分布，使整个热交换过程均匀交接，避免剧烈的交换过程，进一步避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力。进气管23的管口安装有可调式风门24，可根据高温烟气的温度调节风门24大小，从而调节间掺兑冷风量。如图2所示，风门24包括百叶片241和电动推杆242，所述百叶片241自上而下均匀分布多个，百叶片241的一端通过销轴与进气管23管口的左沿转动连接，百叶片241的另一端通过销轴与进气管23管口的右沿转动连接，所述电动推杆242连接在进气管23管口外侧面，电动推杆242的伸缩杆243与摇臂的一端转动连接，摇臂的另一端连接于百叶片241的销轴。电动推杆242电连接控制器。烟气粉尘收集单元20)水冷隔板104的两侧分别安装有水冷刮刀105，水冷刮刀105由动力机构驱动沿水冷隔板104往复上下运动。具体地，水冷刮刀105为截面呈三角形的刮刀，为了保持其强度及工作稳定性，采用正中间通冷却水的铸钢精加工件，保障其清灰侧面与水冷隔板104充分接触，且水冷刮刀105安装在驱动链条108上，由驱动链条108驱动往复上下运动。具体地说，本实施例的水冷刮刀105采用截面为等腰三角形的结构，其延伸宽度则与水冷隔板104的宽度相对应，以保障对水冷隔板104表面的充分清理。等腰三角形的最长底边一侧为与水冷隔板104相接触侧面，且水冷刮刀105的两端中部还分别连接有进出冷却水的软管通道，以实现对水冷刮刀105的充分冷却，使用过程中可以有效避免清理过程中水冷刮刀105上下移动时弯曲，保障其与水冷隔板104的充分贴合严密，保障清理效果。

如图1所示，本实施例中烟气粉尘收集单元20)的动力机构可采用行业内常见的动力电机和链轮链条相配合的方式，动力电机输出端与驱动链轮106相连并驱动其转动，水冷隔板104的两端分别对应设置有相配合的驱动链轮106和被动链轮107，驱动链轮106和被动链轮107之间设有驱动链条108，驱动链条108上即设有侧面与水冷隔板104相接触的三角形水冷刮刀105，通过驱动链条108的驱动则使两侧的水冷刮刀105周期性往复上下运动，如5-8分钟为一周期，清理水冷隔板104粘接的含锌粉灰。进一步地，集灰斗109侧边安装有振打器111，图1中所示为在两侧均安装有振打器111，可10-15分钟振动一次，集灰斗109底部的排料阀110可10-15分钟交替排灰一次，与振打工作同步。

本实施例中收集箱体100上开设有多个检修孔103，分别对应位于进出口位置，以及对应内部水冷隔板104的端部位置，如图中所示，烟气输送管101和出风烟气管102对应的进出口位置，每级水冷隔板104的非固定端端头位置均设有检修孔103，以满足快速检修及有限空间作业的安全需求。

本实施例的粗烟气预冷单元10)的预冷方法中，冶金生产系统余热锅炉的烟气经烟气输入管3进入调节箱体1后，通过调温箱21内循环的冷风对烟气调节式降温，实现间接式掺兑冷风，可根据高温烟气的温度调节风门24大小，从而调节间掺兑冷风量，更进一步的，还可通过控制电动推杆242即可实现调节间掺兑冷风量的大小，无需人工实地调节，提高操作的自动化和方便性。所述烟气输送管101的管径小于烟气输入管3，调节温度后的烟气输送管101的热风温度小于烟气输入管3的热风温度，热风密度相应增大，为了避免密度减小后风速提高而产生强力的扰动，从而烟气输送管101的设计管径小于烟气输入管3，以稳定烟气输送管道的压力。

实施例3

本实施例的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中，如图5所示，粗烟气预冷单元10)的调温箱21的前内壁、后内壁之间连接有呈“W”形的导流板26，可防止大气在调温箱21内产生迂回式扰动，提高大气的流速，同时，导流板26还起到加强筋的作用，增强了调温箱21的机械强度。调温箱21的前外壁、后外壁均连接有换热片25，提高高温烟气与调节箱体1内间接掺兑冷空气的热交换面积。换热片25和导流板26均均匀分布，进一步提高热交换的均匀稳定性。调温箱的厚度为300mm至500mm，可根据烟气与调温箱21热交换的效率以及烟气输送管道的承载量而确定。烟气粉尘收集单元20)的收集箱体100底部的集灰斗109为不对称型结构，具体地，如图中所示为集灰斗109一侧垂直，另一侧为与水平面倾斜角度不小于60°的斜面，锌钠烟气粉尘粘性较强，容易粘接，采用非对称型设计有利于促进烟尘的充分沉降和排出。需要说明的是，本实施例中集灰斗109的数量与水冷隔板104的设置数量相对应配合，如图1中所示，设置四级水冷隔板104，则对应五组集灰斗109，且结合集灰斗109的一侧垂直设置，即相邻两个集灰斗109的顶部交点位置位于水冷隔板104底部的正下方，集灰斗109的垂直侧顶部即为交点位置，垂直侧底部亦位于水冷隔板104底部的正下方位置，如此可充分保障粉尘的直接沉降排出，减少高粘性粉尘的集聚粘接。

粉尘收集过程中，水冷隔板104内通循环水冷却，每组水冷隔板104进水口安装有流量调节阀，冷却水流速控制在0.5～0.8m/s；烟气从烟气输送管101进入后，经上下交错的水冷隔板104围成的折弯式通道变向流通，实现烟气的充分降温和降尘，水冷隔板104两侧的水冷刮刀105进行周期性粘接粉尘的清理，且集灰斗数量设置与水冷隔板匹配，即两个集灰斗交点位于水冷隔板正下方。保障全部降尘进入底部对应的不对称结构的集灰斗109中进行交替排出。

本实施例通过烟气粉尘收集单元20)隔板式的粉尘收集、面对锌烟气粉尘容易粘接的特性，有针对性地采用往复清理的水冷刮刀105、不对称的集灰斗109，以及多个检修孔103等的配置，协同完成工业化大生产，含锌污泥脱锌生产线高作业率稳定运行，高效收集高浓度含锌烟气粉尘，满足含锌污泥脱锌大生产烟气超净排放需求。整个过程杜绝生产系统兑冷风，实现锌粉尘收集后的烟气温度控制在100℃～150℃，满足进入布袋除尘器的理想温度，最终实现生产烟气粉尘浓度小于10mg/Nm³超净排放标准，方便工业化大生产装置的安全快速检修，保障高作业率连续运行，提升转底炉脱锌生产线的作业率，提升快速增长的钢铁冶金绿色制造的大生产需求。

本实施例中利用上下交错设置的水冷隔板104，引导烟气流变向，实现烟气充分的降温及降尘，短流程解决生产线的瓶颈问题，且水冷隔板装置占地，空间小；利用水冷隔板104保障冷却强度，杜绝生产烟气系统兑冷风实现压力稳定，降低主风机负荷节约电耗11％以上，减少烟气处理及排放量15％以上，生产系统高效、节能、节电、经济，转底炉产品金属化球质量好；经检测回收烟气70％～80％的粉尘，含锌达83％，协同提升布袋除尘效率；转底炉生产作业率由74％提升到85％，每年含锌污泥处理量由10万吨提升到11.7万吨，集中回收锌粉“锌粉危废”，降低二次污染风险。

本实施例的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置的粗烟气预冷及粉尘收集处理方法，以下结合具体实践案例进一步说明：

如图6、7所示，粗烟气预冷中，烟气由烟气输入管3输入，通过调温组件2，由烟气输送管101输出至下一工位；可启动电动推杆242打开百叶片241，外界大气通过进气管23进入调温箱21，由于调温箱受到烟气的热交换，调温箱内的大气被加热，根据“烟囱效应”，此时，调温箱内的大气迅速上升，通过出气管22向外排出，外界的大气又通过进气管23加速进入调温箱，从而形成大气对流，其实质是流动的大气通过调温箱与烟气产生热交换，对烟气进行降温，而调温箱内的大气被加热，形成典型的“烟囱效应”，即，烟气温度越高，“烟囱效应”越明显，对烟气的温度调节效果越好，达到相辅相成的协同式作用效果，而且，还可以通过电动推杆242调节进风量，控制温度调节的幅度，从而达到避免冷风对烟气产生强力的扰动的效果。进一步的，出气管22的长度可根据需要进行制定，根据“烟囱效应”，出气管的长度越长其大气的流量越大，热交换效率越高。

粉尘收集处理中，如图1所示，烟气粉尘收集单元20)包括：4级水冷隔板104，对应5个不对称的集灰斗109，收集箱体100的配套布置可充分利用现场空间：长3000mm，宽1800mm，高3500mm，侧壁两侧对称均匀分布2*6＝12个￠800的检修孔103。每级水冷隔板104两侧安装三角形的水冷刮刀105周期循环清理粘接的高锌粉灰，保障冷却强度的稳定，检修周期由原来的7天延长到19天。长方形的收集箱体100通道面积是烟气管道面积的3倍以上，当生产工艺波动造成应力波动时，收集箱体100起到“蓄能器”作用，实现整个生产系统全过程的平稳、缓冲以及稳定性，以达到整个系统的参数更加匹配，效率更高，生产操作调节更容易。12个￠800的检修孔103，检修时全部打开快速降温投入检修，检修时间从传统的20小时左右缩短到了8小时，进一步提升作业率，减少了复产升温时间降低能源消耗。

其次，当锌烟气粉尘收集后不进入换热器回收烟气热量，直接进入布袋除尘器，需要烟气温度降低到150℃以下，可增加两级水冷隔板104为共6级，按照烟气温度要求调节冷却水量，减少换热器的设备检修维护，提升工业化大生产脱锌生产线运行效率。进一步地，水冷隔板104中冷却水出口温度达80℃左右也可引到生球烘干系统，充分利用余热。

进一步地，为了扩大检修空间保障冷却效果，减少锌烟气粉尘收集装置设备数量，可将水冷隔板104减少到3级，为了保障冷却效率，不降低换热面积可将收集箱体100高度加高到高5000mm，不仅使水冷刮刀105、驱动链条108、集灰斗109等设备配置数量、设备控制检修数量同步减少，进一步提升设备运行效率，同时收集箱体100容积加大，“蓄能器”作用更佳。同时也进一步提升生产系统全过程的平稳、缓冲的稳定性，更好的满足整个系统的参数匹配，效率改善，生产操作调节便捷。

本实施例的粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置及其粗烟气预冷及粉尘收集处理方法，粗烟气预冷单元和烟气粉尘收集单元协同合作，整个过程杜绝生产工艺系统直接掺兑冷风，粗烟气预冷单元实现预降温，避免直掺冷风温度剧烈变化对烟气产生强力的扰动，稳定了烟气输送管道及粉尘收集单元的压力；粉尘收集单元实现锌粉尘收集后的烟气温度控制在100℃～150℃，满足进入布袋除尘器的理想温度，最终实现生产烟气粉尘浓度小于10mg/Nm³超净排放标准，方便工业化大生产装置的安全快速检修，协同保障脱锌生产线高作业率连续运行，提升脱锌生产线的作业率，提升快速增长的钢铁冶金绿色制造危废“不出厂”的大生产需求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：包括通过烟气输送管（101）连通的粗烟气预冷单元（10）和烟气粉尘收集单元（20）；其中：

所述粗烟气预冷单元（10）包括调节箱体（1）以及分别在其两侧箱壁开口并固定连接的烟气输入管（3）和烟气输送管（101）；所述烟气输送管（101）在箱壁的高度高于烟气输入管（3）；所述调节箱体（1）为间掺兑冷风式箱体；

所述烟气粉尘收集单元（20）包括收集箱体（100），收集箱体（100）的两端分别设有烟气输送管（101）和出风烟气管（102）；收集箱体（100）内沿长度延伸方向间隔设有多组水冷隔板（104），多组水冷隔板（104）依次上下交错设置，形成供烟气变向通过的流通通道，收集箱体（100）的底部对应设置有集灰斗（109）和排料阀（110）；

所述调节箱体（1）内竖向固定连接有调温组件（2）；所述调温组件（2）包括调温箱（21），所述调温箱（21）的上部连接有出气管（22），该出气管（22）伸出调节箱体（1）后与大气连通，出气管（22）的外壁固定连接于调节箱体（1）的顶壁；调温箱（21）下部的两侧分别外接进气管（23），该进气管（23）伸出调节箱体（1）后将调温箱（21）的内部与大气连通，进气管（23）的外壁固定连接于调节箱体（1）的侧壁；

所述调温组件（2）为高度不同、上下交替分布的两个或两个以上；

所述调温组件（2）在调节箱体（1）内等间距分布。

2.根据权利要求1所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

当烟气输送管（101）和出风烟气管（102）在收集箱体（100）两端呈对角布置时，内部的水冷隔板（104）的数量为偶数；当烟气输送管（101）和出风烟气管（102）在收集箱体（100）两端呈对称分布时，内部的水冷隔板（104）的数量为奇数。

3.根据权利要求1所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

收集箱体（100）的底部设有多组集灰斗（109），每组集灰斗（109）对应位于相邻两组水冷隔板（104）围成的通道正下方。

4.根据权利要求1所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

水冷隔板（104）到达的高度不小于烟气输送管（101）和出风烟气管（102）所在高度位置的两倍。

5.根据权利要求1所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

所述进气管（23）的管口安装有可调式风门（24）；

水冷隔板（104）的两侧分别安装有水冷刮刀（105），水冷刮刀（105）由动力机构驱动沿水冷隔板（104）往复上下运动。

6.根据权利要求5所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

所述风门（24）包括百叶片（241）和电动推杆（242），所述百叶片（241）自上而下均匀分布多个，百叶片（241）的一端通过销轴与进气管（23）管口的左沿转动连接，百叶片（241）的另一端通过销轴与进气管（23）管口的右沿转动连接，所述电动推杆（242）连接在进气管（23）管口外侧面，电动推杆的伸缩杆（243）与摇臂的一端转动连接，摇臂的另一端连接于百叶片（241）的销轴。

7.根据权利要求3所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

所述调温箱（21）的前内壁、后内壁之间连接有呈“W”形的导流板（26）；

收集箱体（100）底部的集灰斗（109）为不对称型结构，且集灰斗（109）侧边安装有振打器（111）。

8.根据权利要求7所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

所述调温箱（21）的前外壁、后外壁均连接有换热片（25）；

集灰斗（109）一侧垂直，另一侧为与水平面倾斜角度不小于60°的斜面。

9.根据权利要求8所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

所述换热片（25）和导流板（26）均均匀分布；

收集箱体（100）上开设有多个检修孔（103），分别对应位于进出口位置，以及对应内部水冷隔板（104）的端部位置。

10.根据权利要求6所述的一种粗烟气预冷及烟气粉尘收集装置，其特征在于：

所述水冷刮刀（105）为三角形刮刀，其宽侧面与水冷隔板（104）紧密接触，且水冷刮刀（105）安装在驱动链条（108）上，由驱动链条（108）驱动往复上下运动。

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