CN114570149B - 一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统 - Google Patents

一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及除尘技术领域，具体为一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统，包括依次通过管道连通的喷淋塔、多级布袋除尘器、引风机和烟囱；所述喷淋塔包括进风管道、第一喷头、第二喷头、第三喷头，所述第一喷头、第二喷头、第三喷头分别通过管道与喷淋液罐相连通，所述喷淋液罐内设有用于输送喷淋液的循环泵；所述第三喷头的高度大于第二喷头，所述第二喷头的高度大于第一喷头；所述多级布袋除尘器由两个或两个以上布袋除尘器串联而成，本发明电炉除尘系统对于电炉烟气中的粉尘具有良好的脱除效果，而且延长了布袋的使用寿命，降低了成本，应用前景广泛。

Description

一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统
技术领域
本发明涉及除尘技术领域，具体为一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统。
背景技术
铁矿石是炼钢的主要原料。炼钢生产时利用铁矿石、燃料(焦炭，有时辅以喷吹重油、煤粉、天然气等)及其他辅助原料，在电炉中，经过加热、分解、还原、造渣、脱硫等反应，生产出成品铁水和炉渣、煤气两种副产品。
炼钢电炉的烟气污染危害比较大，其中最主要污染物就是粉尘，如果直接排放到大气中，会对大气造成严重污染，目前虽然钢厂在炼钢生产时都会对电炉烟气进行除尘处理，但是效果并不太理想。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统。
所采用的技术方案如下：
一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统，包括依次通过管道连通的喷淋塔、多级布袋除尘器、引风机和烟囱；
所述喷淋塔包括进风管道、第一喷头、第二喷头、第三喷头，所述第一喷头、第二喷头、第三喷头分别通过管道与喷淋液罐相连通，所述喷淋液罐内设有用于输送喷淋液的循环泵；
所述第三喷头的高度大于第二喷头，所述第二喷头的高度大于第一喷头；
所述多级布袋除尘器由两个或两个以上布袋除尘器串联而成。
在本申请的其中一个实施例中，所述多级布袋除尘器由三个布袋除尘器串联而成，依次为第一布袋除尘器、第二布袋除尘器和第三布袋除尘器，所述第一布袋除尘器的进气口与所述喷淋塔的出气口通过管道相连通，所述第三布袋除尘器的出气口与所述引风机通过管道相连通。
在本申请的其中一个实施例中，所述第一布袋除尘器、第二布袋除尘器和第三布袋除尘器的出尘口上设有出尘管道，所述出尘管道向下延伸至刮板输送机的上方，所述刮板输送机的出料口与储尘罐通过管道相连通。
在本申请的其中一个实施例中，所述储尘罐与加湿机通过管道相连通。
在本申请的其中一个实施例中，所述第一喷头与进风管道相对设置。
在本申请的其中一个实施例中，所述第二喷头、第三喷头之间设有隔板，所述隔板上设有文丘里管，所述文丘里管的数量与所述第三喷头相同且位置一一对应。
在本申请的其中一个实施例中，所述喷淋液罐与所述喷淋塔的底部通过管道相连通。
在本申请的其中一个实施例中，所述喷淋塔的顶部设有除雾器，所述引风机和烟囱之间设有烟道消音器。
在本申请的其中一个实施例中，所述第一布袋除尘器所使用布袋材质为锦纶，厚度为0.59mm，透气量1000-1300L/m2·s，所述第二布袋除尘器所使用布袋材质为锦纶，厚度为0.58mm，透气量30-40L/m2·s，所述第三布袋除尘器所使用布袋材质为涤纶，所述涤纶经过浸渍处理。
在本申请的其中一个实施例中，所述涤纶的浸渍处理工艺如下：
将乙烯基三乙氧基硅烷加入硅溶胶中，搅拌6-10h后，升温至80-90℃继续搅拌2-4h，所得溶液离心后，再分散于水中得到改性硅溶胶，
将十二烷基二苯醚二磺酸钠、丙三醇加入水中搅拌均匀后缓慢滴加八甲基环四硅氧烷、改性硅溶胶，制得预乳液，将十二烷基苯磺酸水溶液升温到 80-85℃，再将预乳液缓慢滴加到十二烷基苯磺酸水溶液中进行开环聚合，滴加完毕后反应5-6h后，降温到40-45℃后调节体系pH为中性后与PTFE乳液混合，搅拌均匀得到浸渍液，将涤纶以1:20-30的浴比浸入浸渍液中2-5min，然后经轧车轧去多余的浸渍液，轧余率为92-96％，接着80-85℃预烘10-15min，最后进行焙烘，焙烘温度为140-160℃，时间为160-200s。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统，主要包括喷淋除尘部分和过滤除尘部分，其中喷淋除尘部分通过第一喷头、第二喷头、第三喷头喷洒喷淋液对电炉烟气进行脱除，既可以降低烟气温度，吸收电炉烟气中的水溶性成分也可以脱除大粒径的粉尘，但是烟气中的中、小粒径粉尘难以通过喷淋脱除，发明人将多级布袋除尘器与喷淋塔串联，多级布袋除尘器相比于单级布袋除尘器，通过一层一层的粉尘过滤，粉尘脱除效果更好，而且延长了布袋的使用寿命，其中，第一布袋除尘器、第二布袋除尘器的材质均为锦纶，锦纶分子中有-CO-、-NH-基团，可以对残留的水分与粉尘进行尘水分离，过滤掉中粒径粉尘，第三布袋除尘器为经浸渍处理的涤纶布袋，浸渍处理后涤纶纤维间孔隙减小，涤纶布袋变得更加致密，透气性降低，过滤效率得到提升，而且浸渍处理后涤纶纤维表面粗糙度增加，对小粒径粉尘的吸附性提高，本发明电炉除尘系统对于电炉烟气中的粉尘具有良好的脱除效果，而且延长了布袋的使用寿命，降低了成本，应用前景广泛。
附图说明
图1为本发明实施例1中电炉除尘系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1中喷淋塔的结构示意图；
图3为本发明实施例1中浸渍处理后涤纶表面的SEM图；
图中标号分别代表：
1-喷淋塔、1001-进风管道、1002-第一喷头、1003-隔板、1004-文丘里管、1005-第三喷头、1006-除雾器、1007-循环泵、1008-喷淋液罐、1009-第二喷头、 2-第一布袋除尘器、3-第二布袋除尘器、4-第三布袋除尘器、5-引风机、6-烟道消音器、7-烟囱、8-刮板输送机、9-储尘罐、10-加湿机。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
参考图1，一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统，包括依次通过管道连通的喷淋塔(1)、多级布袋除尘器、引风机(5)和烟囱(7)；
参考图2，喷淋塔包括进风管道(1001)、第一喷头(1002)、第二喷头 (1009)、第三喷头(1005)；
在本实施例中，第一喷头(1002)的数量为1个、第二喷头(1009)的数量为4个，第三喷头(1005)的数量为6个；
第一喷头(1002)、第二喷头(1009)、第三喷头(1005)分别通过管道与喷淋液罐(1008)相连通，喷淋液罐(1008)内设有用于输送喷淋液的循环泵(1007)，在本实施例中喷淋液为水；
第三喷头(1005)的高度大于第二喷头(1009)，第二喷头(1009)的高度大于第一喷头(1002)，第一喷头(1002)、第二喷头(1009)、第三喷头(1005)依次喷洒喷淋液对烟气中的粉尘进行净化，在本实施例中，多级布袋除尘器由三个布袋除尘器串联而成，依次为第一布袋除尘器(2)、第二布袋除尘器(3)和第三布袋除尘器(4)，第一布袋除尘器(2)的进气口与喷淋塔(1)的出气口通过管道相连通，第三布袋除尘器(4)的出气口与引风机(5)通过管道相连通，第一布袋除尘器(2)、第二布袋除尘器(3) 和第三布袋除尘器(4)相互间通过管道连通，电炉烟气能依次通过第一布袋除尘器(2)、第二布袋除尘器(3)和第三布袋除尘器(4)，第一布袋除尘器(2)、第二布袋除尘器(3)和第三布袋除尘器(4)的出尘口上设有出尘管道，出尘管道向下延伸至刮板输送机(8)的上方，刮板输送机(8)的出料口与储尘罐(9)通过管道相连通，储尘罐(9)与加湿机(10)通过管道相连通，第一喷头(1002)与进风管道(1001)相对设置，第二喷头(1009)、第三喷头(1005)之间设有隔板(1003)，隔板(1003)可以为水平板也可以使弧度向下的球形或锥形，在本实施例中隔板(1003)为锥形，隔板(1003)上设有6个文丘里管(1004)，文丘里管(1004)的数量与第三喷头(1005) 相同且位置一一对应即文丘里管(1004)的上端与第三喷头(1005)的喷口方向相对应且接近；
喷淋液罐(1008)与喷淋塔(1)的底部通过管道相连通，喷淋塔(1) 的顶部设有除雾器(1006)，引风机(5)和烟囱(7)之间设有烟道消音器 (6)，在本实施例中第一布袋除尘器所使用布袋材质为锦纶，厚度为0.59mm，透气量1292.6L/m2·s，第二布袋除尘器所使用布袋材质为锦纶，厚度为 0.58mm，透气量36.9L/m2·s，第三布袋除尘器所使用布袋材质为涤纶，涤纶经过浸渍处理，厚度为1.5mm，透气量12m3/m2·min。
涤纶的浸渍处理工艺如下(以重量份数计)：
将乙烯基三乙氧基硅烷2份加入硅溶胶20份中，搅拌8h后，升温至80℃继续搅拌3h，所得溶液离心后，再分散于20份水中得到改性硅溶胶，将十二烷基二苯醚二磺酸钠50份、丙三醇30份加入200份水中搅拌均匀后缓慢滴加100份八甲基环四硅氧烷、改性硅溶胶，制得预乳液，将质量浓度为5％的十二烷基苯磺酸水溶液升温到85℃，再将预乳液缓慢滴加到十二烷基苯磺酸水溶液中进行开环聚合，滴加完毕后反应5h后，降温到40℃后调节体系pH 为中性后与PTFE乳液按质量比1:2混合，搅拌均匀得到浸渍液，将涤纶布袋以1:20的浴比浸入浸渍液中4min，然后经轧车轧去多余的浸渍液，轧余率为 95％，接着85℃预烘10min，最后进行焙烘，焙烘温度为150℃，时间为200s，经测量平均孔径为9.85μm。
本实施例中电炉除尘系统的运行过程如下：
电炉烟气经进风管道(1001)水平进入喷淋塔(1)内，与第一喷头(1002) 所喷射的第一喷淋液正对接触，脱除其中的粉尘，烟气向上运动，与第二喷头(1009)所喷射的第一喷淋液正对接触，再次脱除其中的粉尘，烟气再向上运动，被隔板(1003)阻挡后从文丘里管(1004)内向上运动，烟气进入文丘里管(1004)后先加速之后再减速而使水气浓缩，烟气中的微小粉尘颗粒被第三喷头(1005)喷射的喷淋液正对接触进行过滤，使烟气中的粉尘得到进一步脱除，喷淋液罐(1008)与喷淋塔(1)的底部通过管道相连通，喷淋液通过管道流回喷淋液罐(1008)中可以被循环使用，烟气经除雾器(1006) 除雾后进入第一布袋除尘器(2)、第二布袋除尘器(3)和第三布袋除尘器 (4)再进行粉尘净化，所脱除的粉尘通过出尘口经刮板输送机(8)输送至储尘罐(9)中，加湿机(10)可以对粉尘进行加湿，便于后续处理，电炉烟气经本系统处理后除尘效率≥99.99％。
实施例2：
与实施例1基本相同，区别在于，涤纶布袋不经浸渍处理，经测量平均孔径为120.06μm。
实施例3：
与实施例1基本相同，区别在于，直接使用PTFE乳液对涤纶布袋进行浸渍处理，经测量平均孔径为108.22μm。
性能测试：
利用AFC-133型滤料动态测试仪参照德国科学技术协会标准 VDI3926-2004对实施例1-3中涤纶布袋进行过滤性能测试，表1为布袋动态滤尘性能测试条件，表2为测试结果。
表1：
Figure SMS_1
Figure SMS_2
表2：
测试项目 排放粉尘浓度 过滤效率
实施例1 0.1388mg/m3 99.997％
实施例2 10.0350mg/m3 99.799％
实施例3 2.4263mg/m3 99.951％
通过以上测试可知看出，本发明涤纶布袋经过浸渍处理后，纤维间孔隙减小，涤纶布袋变得更加致密，透气性降低，过滤效率得到提升。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，包括依次通过管道连通的喷淋塔、多级布袋除尘器、引风机和烟囱；
所述喷淋塔包括进风管道、第一喷头、第二喷头、第三喷头，所述第一喷头、第二喷头、第三喷头分别通过管道与喷淋液罐相连通，所述喷淋液罐内设有用于输送喷淋液的循环泵；
所述第三喷头的高度大于第二喷头，所述第二喷头的高度大于第一喷头；
所述多级布袋除尘器由两个或两个以上布袋除尘器串联而成；
所述多级布袋除尘器由三个布袋除尘器串联而成，依次为第一布袋除尘器、第二布袋除尘器和第三布袋除尘器，所述第一布袋除尘器的进气口与所述喷淋塔的出气口通过管道相连通，所述第三布袋除尘器的出气口与所述引风机通过管道相连通；
所述第一布袋除尘器所使用布袋材质为锦纶，厚度为0.59mm，透气量1000-1300L/m2·s，所述第二布袋除尘器所使用布袋材质为锦纶，厚度为0.58mm，透气量30-40L/m2·s，所述第三布袋除尘器所使用布袋材质为涤纶，所述涤纶经过浸渍处理；
所述涤纶的浸渍处理工艺如下：
将乙烯基三乙氧基硅烷加入硅溶胶中，搅拌6-10h后，升温至80-90℃继续搅拌2-4h，所得溶液离心后，再分散于水中得到改性硅溶胶，将十二烷基二苯醚二磺酸钠、丙三醇加入水中搅拌均匀后缓慢滴加八甲基环四硅氧烷、改性硅溶胶，制得预乳液，将十二烷基苯磺酸水溶液升温到80-85℃，再将预乳液缓慢滴加到十二烷基苯磺酸水溶液中进行开环聚合，滴加完毕后反应5-6h后，降温到40-45℃后调节体系pH为中性后与PTFE乳液混合，搅拌均匀得到浸渍液，将涤纶以1:20-30的浴比浸入浸渍液中2-5min，然后经轧车轧去多余的浸渍液，轧余率为92-96%，接着80-85℃预烘10-15min，最后进行焙烘，焙烘温度为140-160℃，时间为160-200s。
2.如权利要求1所述的用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，所述第一布袋除尘器、第二布袋除尘器和第三布袋除尘器的出尘口上设有出尘管道，所述出尘管道向下延伸至刮板输送机的上方，所述刮板输送机的出料口与储尘罐通过管道相连通。
3.如权利要求2所述的用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，所述储尘罐与加湿机通过管道相连通。
4.如权利要求1所述的用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，所述第一喷头与进风管道相对设置。
5.如权利要求1所述的用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，所述第二喷头、第三喷头之间设有隔板，所述隔板上设有文丘里管，所述文丘里管的数量与所述第三喷头相同且位置一一对应。
6.如权利要求1所述的用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，所述喷淋液罐与所述喷淋塔的底部通过管道相连通。
7.如权利要求1所述的用于炼钢工艺的电炉除尘系统，其特征在于，所述喷淋塔的顶部设有除雾器，所述引风机和烟囱之间设有烟道消音器。
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