CN114058773A - 一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统及除尘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转炉烟气除尘领域，具体涉及一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统及除尘方法，待处理的转炉煤气在引风机的作用下依次通过高压静电除尘器和湿式电除尘器，然后再进行放散或回收处理。所述湿式电除尘器中设置除尘喷淋部件；煤气冷却器内设有独立的直排通道和冷却通道，所述冷却通道内设有水冷式换热器。湿式电除尘器设置在放散三通的前端，使经过所述放散三通的粉尘浓度稳定低于10mg/m3，提高了各相关设备的维护周期；使用所述除尘喷淋部件对烟气进行除尘，避免了煤气发生爆炸的可能性；使用所述水冷式换热器对煤气进行冷却，提高了转炉煤气的品质。

Description

一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统及除尘方法
技术领域
本发明涉及转炉烟气除尘领域，具体涉及一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统及除尘方法。
背景技术
转炉炼钢生产过程中产生的烟气主要的特点：颗粒细、含尘浓度高、污染严重；含有巨量的一氧化碳等有毒气体；烟气及粉尘颗粒温度高，最高瞬时可达上千度，具有比较复杂的特性；随烟气一同排出的热能、一氧化碳、粉尘又具有较高的综合利用价值。烟气自转炉中排出后，温度高达900～1000℃，该烟气首先经过汽化冷却管道和蒸发器进行冷却和粗除尘，温度降至250～300℃，此时的烟气中往往还含有较高的粉尘和一氧化碳。
针对以上烟气，现有技术主要采取高压静电除尘器对烟气进行除尘，经过除尘后的烟气中粉尘浓度约15mg/m3以下，烟气在风机的作用下被送入切换站；当烟气中的O2、CO气体含量达到可回收条件时，通过切换站将煤气导入煤气冷却器，经过喷水洗涤，将煤气冷却到70℃以下，同时可去除烟气中的部分灰尘，煤气冷却器的出口含尘浓度低于10mg/m3，最后进入煤气柜储存；当煤气中O2或CO气体含量不满足回收条件时，则通过切换站将煤气导入湿式电除尘器中进一步除尘，使粉尘浓度低于10mg/m3，然后进入放散烟囱，煤气经点火装置点火燃烧后排放至大气。
但是，自高压静电除尘器中排出的粉尘浓度高于排放标准值，当粉尘进入切换站时，粉尘在切换站阀门内的堆积容易造成阀门的磨损或卡死，而且过量粉尘进入煤气冷却器时，会造成煤气冷却器内部的除雾器和排污口的堵塞，使切换站阀门和煤气冷却器的检修频率升高。另外，煤气冷却器使用水喷淋对煤气进行降温，容易将水分带入至煤气柜内，导致煤气的含湿量变高，转炉煤气品质降低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统及除尘方法，改变现有湿式电除尘器、煤气冷却器的结构形式，并对烟气的处理顺序进行调整，提高了切换站阀门和煤气冷却器的检修周期，同时能获得含水量、含尘量低的高品质煤气。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，包括高压静电除尘器、湿式电除尘器、煤气冷却器和煤气柜，所述高压静电除尘器的排气口与所述湿式电除尘器的进气口连通，所述湿式电除尘器的排气口与引风机的进风口连通，所述引风机的出风口与放散三通连通，所述放散三通的另外两端分别连接有放散阀门、回收阀门，所述放散阀门连接至放散烟囱，所述回收阀门后依次连接有所述煤气冷却器和煤气柜。所述湿式电除尘器的进气口和排气口之间依次设置除尘喷淋部件和湿电除尘部件，所述除尘喷淋部件通过供水管连通至除尘水泵的出水口。所述煤气冷却器的过风面设有水冷式换热器。
进一步的，所述煤气冷却器内设有独立的直排通道和冷却通道，所述直排通道和冷却通道的对应位置处分别设有煤气直排阀门和煤气冷却阀门，所述冷却通道内位于所述煤气冷却阀门靠近所述煤气冷却器的排气口的一侧设有所述水冷式换热器。所述水冷式换热器为列管式换热器，冷却水在冷却水泵的作用下进入所述水冷式换热器的冷却水进口并穿过位于所述冷却通道内的列管后由冷却水出口排出，所述冷却水进口位于所述冷却水出口的下方，所述煤气冷却器的底部安装有排水口。
进一步的，所述高压静电除尘器的进气口处安装有一个检修关断阀，所述湿式电除尘器的进气口处安装有一个检修关断阀。当需要对所述高压静电除尘器和湿式电除尘器进行检修时，需要关断所述检修关断阀及所述回收阀门，防止烟气中的一氧化碳进入待检修设备中，对人员、环境造成损害。
进一步的，所述湿式电除尘器的排气口处安装有温度传感器和粉尘浓度传感器，所述煤气冷却器的排气口处安装有温度传感器。
进一步的，所述除尘喷淋部件包含若干层喷淋层，所述除尘水泵的进水口连通至除尘水槽，所述除尘水槽内盛装自来水。
进一步的，所述放散阀门、回收阀门、检修关断阀均为气动阀门。
本发明还包括一种用于转炉煤气的高效净化的除尘方法，包括：
当烟气中O2或CO气体含量不满足回收条件时，启动所述高压静电除尘器和所述湿电除尘部件，打开所述放散阀门，关闭所述回收阀门，烟气中的灰尘经过处理后浓度降低至10mg/m3以下，净化后的烟气在所述引风机的作用下，排放至所述放散烟囱；当烟气中的O2、CO气体含量达到可回收条件时，关闭所述湿电除尘部件以及所述放散阀门，打开所述除尘喷淋部件以及回收阀门，烟气中的灰尘经过所述高压静电除尘器预处理后，粉尘浓度约为15mg/m3，烟气温度约为150℃，再经过所述除尘喷淋部件后，粉尘浓度降低至10mg/m3以下，烟气温度降低至80℃以下，净化、降温后的烟气在所述引风机的作用下进入所述煤气冷却器，与所述水冷式换热器换热后降温至60℃以下，最终进入所述煤气柜中。
进一步的，当经过所述煤气冷却器进气口处的煤气温度达到60℃以下时，可以关闭所述煤气冷却阀门，打开所述煤气直排阀门，使煤气直接进入所述煤气柜。
进一步的，当进行煤气放散时，通过所述湿式电除尘器的排气口处安装的粉尘浓度传感器可以获得净化后烟气的含尘量，若除尘效果不佳，可以通过启动所述除尘喷淋部件来提高除尘效果。
进一步的，当进行煤气回收时，通过所述湿式电除尘器的排气口处安装的粉尘浓度传感器可以获得净化后烟气的含尘量，若除尘效果不佳，可以通过提高所述除尘喷淋部件的喷淋量来提高除尘效果；当进行煤气回收时，通过所述湿式电除尘器的排气口处安装的温度传感器，以及所述煤气冷却器的排气口处安装的温度传感器，可以获得净化后烟气的降温效果，若降温效果不佳，可以通过提高所述除尘喷淋部件的喷淋量或者所述冷却水泵的供水量来提高冷却效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)将所述湿式电除尘器设置在所述放散三通的前端，使经过所述放散三通的粉尘浓度稳定低于10mg/m3，大大降低了粉尘在所述引风机、放散阀门、回收阀门以及煤气冷却器等处的沉积，从而降低了相关的设备损坏率，提高了维修保养周期。
(2)在所述湿式电除尘器中增加除尘喷淋部件，当进行煤气回收时，使用所述除尘喷淋部件对烟气进行除尘，避免了所述湿电除尘部件电极之间产生火花放电时，高浓度的煤气发生爆炸的可能性，同时降低了所述湿电除尘部件运行时间，提高了其使用寿命。
(3)所述煤气冷却器中使用所述水冷式换热器代替现有技术中的水喷淋对煤气进行冷却，降低了转炉煤气的含湿量，提高了转炉煤气的品质，减少了所述煤气冷却器的排水负荷。
(4)所述煤气冷却器内设有独立的直排通道和冷却通道，操作更加灵活。
附图说明
图1为本发明一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统的正视结构示意图。
图2为本发明中煤气冷却器的正视结构示意图。
图中：1、高压静电除尘器，2、湿式电除尘器，2.1、除尘喷淋部件，2.2、湿电除尘部件，2.3、除尘水泵，2.4、除尘水槽，3、引风机，4、煤气冷却器，4.1、冷却水泵，4.2、煤气直排阀门，4.3、煤气冷却阀门，4.4、冷却水进口，4.5、冷却水出口，4.6、排水口，4.7、水冷式换热器，5、煤气柜，6、放散阀门，7、回收阀门，8、放散烟囱，9、检修关断阀，10、温度传感器，11、粉尘浓度传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，包括高压静电除尘器1、湿式电除尘器2、煤气冷却器4和煤气柜5，所述高压静电除尘器1的排气口与所述湿式电除尘器2的进气口连通，所述湿式电除尘器2的排气口与引风机3的进风口连通，所述引风机3的出风口与放散三通连通，所述放散三通的另外两端分别连接有放散阀门6、回收阀门7，所述放散阀门6连接至放散烟囱8，所述回收阀门7后依次连接有所述煤气冷却器4和煤气柜5。所述湿式电除尘器2的进气口和排气口之间依次设置除尘喷淋部件2.1和湿电除尘部件2.2，所述除尘喷淋部件2.1通过供水管连通至除尘水泵2.3的出水口。所述煤气冷却器4的过风面设有水冷式换热器4.7。
如图2所示，在实际应用中，所述煤气冷却器4内设有独立的直排通道和冷却通道，所述直排通道和冷却通道的对应位置处分别设有煤气直排阀门4.2和煤气冷却阀门4.3，所述冷却通道内位于所述煤气冷却阀门4.3靠近所述煤气冷却器4的排气口的一侧设有所述水冷式换热器4.7。所述水冷式换热器4.7为列管式换热器，冷却水在冷却水泵4.1的作用下进入所述水冷式换热器4.7的冷却水进口4.4并穿过位于所述冷却通道内的列管后由冷却水出口4.5排出，所述冷却水进口4.4位于所述冷却水出口4.5的下方，所述煤气冷却器4的底部安装有排水口4.6。
在实际应用中，所述高压静电除尘器1的进气口处安装有一个检修关断阀9，所述湿式电除尘器2的进气口处安装有一个检修关断阀9。当需要对所述高压静电除尘器1和湿式电除尘器2进行检修时，需要关断所述检修关断阀9及所述回收阀门7，防止烟气中的一氧化碳进入待检修设备中，对人员、环境造成损害。
在实际应用中，所述湿式电除尘器2的排气口处安装有温度传感器10和粉尘浓度传感器11，所述煤气冷却器4的排气口处安装有温度传感器10。
在实际应用中，所述除尘喷淋部件2.1包含若干层喷淋层，所述除尘水泵2.3的进水口连通至除尘水槽2.4，所述除尘水槽2.4内盛装自来水。
在实际应用中，所述放散阀门6、回收阀门7、检修关断阀9均为气动阀门。
本发明还包括一种用于转炉煤气的高效净化的除尘方法，包括：
当烟气中O2或CO气体含量不满足回收条件时，启动所述高压静电除尘器1和所述湿电除尘部件2.2，打开所述放散阀门6，关闭所述回收阀门7，烟气中的灰尘经过处理后浓度降低至10mg/m3以下，净化后的烟气在所述引风机3的作用下，排放至所述放散烟囱8；当烟气中的O2、CO气体含量达到可回收条件时，关闭所述湿电除尘部件2.2以及所述放散阀门6，打开所述除尘喷淋部件2.1以及回收阀门7，烟气中的灰尘经过所述高压静电除尘器1预处理后，粉尘浓度约为15mg/m3，烟气温度约为150℃，再经过所述除尘喷淋部件2.1后，粉尘浓度降低至10mg/m3以下，烟气温度降低至80℃以下，净化、降温后的烟气在所述引风机3的作用下进入所述煤气冷却器4，与所述水冷式换热器4.7换热后降温至60℃以下，最终进入所述煤气柜5中。
在实际应用中，当经过所述煤气冷却器4进气口处的煤气温度达到60℃以下时，可以关闭所述煤气冷却阀门4.3，打开所述煤气直排阀门4.2，使煤气直接进入所述煤气柜5。
在实际应用中，当进行煤气放散时，通过所述湿式电除尘器2的排气口处安装的粉尘浓度传感器11可以获得净化后烟气的含尘量，若除尘效果不佳，可以通过启动所述除尘喷淋部件2.1来提高除尘效果。
在实际应用中，当进行煤气回收时，通过所述湿式电除尘器2的排气口处安装的粉尘浓度传感器11可以获得净化后烟气的含尘量，若除尘效果不佳，可以通过提高所述除尘喷淋部件2.1的喷淋量来提高除尘效果；当进行煤气回收时，通过所述湿式电除尘器2的排气口处安装的温度传感器10，以及所述煤气冷却器4的排气口处安装的温度传感器10，可以获得净化后烟气的降温效果，若降温效果不佳，可以通过提高所述除尘喷淋部件2.1的喷淋量或者所述冷却水泵4.1的供水量来提高冷却效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，包括高压静电除尘器(1)、湿式电除尘器(2)、煤气冷却器(4)和煤气柜(5)，其特征在于：所述高压静电除尘器(1)的排气口与所述湿式电除尘器(2)的进气口连通，所述湿式电除尘器(2)的排气口与引风机(3)的进风口连通，所述引风机(3)的出风口与放散三通连通，所述放散三通的另外两端分别连接有放散阀门(6)、回收阀门(7)，所述放散阀门(6)连接至放散烟囱(8)，所述回收阀门(7)后依次连接有所述煤气冷却器(4)和煤气柜(5)；所述湿式电除尘器(2)的进气口和排气口之间依次设置除尘喷淋部件(2.1)和湿电除尘部件(2.2)，所述除尘喷淋部件(2.1)通过供水管连通至除尘水泵(2.3)的出水口；所述煤气冷却器(4)的过风面设有水冷式换热器(4.7)。
2.如权利要求1所述的一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，其特征在于：所述煤气冷却器(4)内设有独立的直排通道和冷却通道，所述直排通道和冷却通道的对应位置处分别设有煤气直排阀门(4.2)和煤气冷却阀门(4.3)，所述冷却通道内位于所述煤气冷却阀门(4.3)靠近所述煤气冷却器(4)的排气口的一侧设有所述水冷式换热器(4.7)；所述水冷式换热器(4.7)为列管式换热器，冷却水在冷却水泵(4.1)的作用下进入所述水冷式换热器(4.7)的冷却水进口(4.4)并穿过位于所述冷却通道内的列管后由冷却水出口(4.5)排出，所述冷却水进口(4.4)位于所述冷却水出口(4.5)的下方，所述煤气冷却器(4)的底部安装有排水口(4.6)。
3.如权利要求1所述的一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，其特征在于：所述高压静电除尘器(1)的进气口处安装有一个检修关断阀(9)，所述湿式电除尘器(2)的进气口处安装有一个检修关断阀(9)。
4.如权利要求1所述的一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，其特征在于：所述湿式电除尘器(2)的排气口处安装有温度传感器(10)和粉尘浓度传感器(11)，所述煤气冷却器(4)的排气口处安装有温度传感器(10)。
5.如权利要求1所述的一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，其特征在于：所述除尘喷淋部件(2.1)包含若干层喷淋层，所述除尘水泵(2.3)的进水口连通至除尘水槽(2.4)，所述除尘水槽(2.4)内盛装自来水。
6.如权利要求3所述的一种用于转炉煤气的高效净化除尘系统，其特征在于：所述放散阀门(6)、回收阀门(7)、检修关断阀(9)均为气动阀门。
7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的用于转炉煤气的高效净化除尘系统的除尘方法，其特征在于：当烟气中O2或CO气体含量不满足回收条件时，启动所述高压静电除尘器(1)和湿电除尘部件(2.2)，打开所述放散阀门(6)，关闭所述回收阀门(7)，烟气中的灰尘经过处理后浓度降低至允许排放限值以下，净化后的烟气在所述引风机(3)的作用下，排放至所述放散烟囱(8)；当烟气中的O2、CO气体含量达到可回收条件时，关闭所述湿电除尘部件(2.2)以及所述放散阀门(6)，打开所述除尘喷淋部件(2.1)以及所述回收阀门(7)，烟气中的灰尘经过所述高压静电除尘器(1)预处理后，粉尘浓度有所降低，再经过所述除尘喷淋部件(2.1)后，粉尘浓度降低至允许排放限值以下，烟气温度有所降低，净化、降温后的烟气在所述引风机(3)的作用下进入煤气冷却器(4)，与所述水冷式换热器(4.7)换热后降温至60℃以下，最终进入所述煤气柜(5)中。
8.如权利要求7所述的一种用于转炉煤气的高效净化的除尘方法，其特征在于：当经过所述煤气冷却器(4)进气口处的煤气温度达到60℃以下时，可以关闭所述煤气冷却阀门(4.3)，打开所述煤气直排阀门(4.2)，使煤气直接进入所述煤气柜(5)。
9.如权利要求7所述的一种用于转炉煤气的高效净化的除尘方法，其特征在于：当进行煤气放散时，通过所述湿式电除尘器(2)的排气口处安装的粉尘浓度传感器(11)监测净化后烟气的含尘量，若除尘效果不佳，启动所述除尘喷淋部件(2.1)来提高除尘效果。
10.如权利要求7所述的一种用于转炉煤气的高效净化的除尘方法，其特征在于：当进行煤气回收时，通过所述湿式电除尘器(2)的排气口处安装的温度传感器(10)，以及所述煤气冷却器(4)的排气口处安装的温度传感器(10)，监测净化后烟气的降温效果，若降温效果不佳，则提高所述除尘喷淋部件(2.1)的喷淋量或者所述冷却水泵(4.1)的供水量来提高冷却效果。
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