CN114832587A - 一种冲渣水脱硫系统 - Google Patents

Abstract

一种冲渣水脱硫系统，利用炼钢高炉冷却炉渣产生的冲渣水，对炼钢废气进行脱硫，该系统包括冲渣水收集模块、冲渣水滤清模块和湿法脱硫模块，所述冲渣水收集模块包括对炼钢高炉中的冲渣水进行冷凝收集，所述冲渣水滤清模块过滤储存冲渣水，利用钠碱溶液提高冲渣水的PH值，形成钠碱冲渣水，所述湿法脱硫模块包括立式的反应塔和排放烟囱，所述反应塔与炼钢高炉之间设置有烟道进行连接，炼钢高炉炼钢产生的含硫废气在反应塔中与钠碱冲渣水充分中和反应，含硫废气中的二氧化硫被钠碱吸收并随着冲渣水从回水管中流回浆液池中，最后被反应塔净化脱硫的净化废气经过烟囱排放到大气中。

Description

一种冲渣水脱硫系统

技术领域

本发明涉及炼钢烟气脱硫领域，具体涉及如上所述的一种冲渣水脱硫系统。

背景技术

钢铁行业是我国工业领域主要排污大户之一，钢铁行业的整体废气排放量约占我国工业废气排放量的8％。而钢铁行业废气中的污染物主要以二氧化硫为主的硫化物为主，因此钢铁行业的废气在排放之前都需要先进行脱硫，使废气中的硫元素含量降到环保标准之下才能排放到大气中。

在目前的脱硫工艺当中，按照脱硫过程是否加水大致分为干法和湿法两种方式。因为湿法脱硫工艺技术较为成熟，效率高，操作简单等原因，被大多数炼钢公司采用。但湿法脱硫工艺需要使用大量的新水来进行废气脱硫，水资源消耗巨大。本申请人想到了利用冷却炉渣的冲渣水作为湿法脱硫的水源，来提高水资源的利用效率。

目前市面上的冲渣水脱硫工艺，是将冲渣水进行过滤，加碱之后直接喷淋到到脱硫塔中，用于吸收含硫废气中的二氧化硫，与含硫废气的接触并不完全，存在吸收效率低，含硫废气容易从脱硫塔内侧边缘逃逸的问题，专利号为CN202111543034.1的发明中就提到了一种冲渣水脱硫装置，该脱硫装置的喷淋机构结构比较简单，其喷淋机构的喷头直接向下喷洒脱硫用的冲渣水，含硫废气与冲渣水的接触程度不高，而且含硫废气容易从喷淋机构与脱硫塔内壁之间的空隙中逃逸。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种冲渣水脱硫系统。

本发明的技术方案如下：

一种冲渣水脱硫系统，利用炼钢高炉冷却炉渣产生的冲渣水，对炼钢废气进行脱硫，旨在提高冲渣水的使用价值，减少烟气脱硫过程中的水资源浪费，所述脱硫系统包括冲渣水收集模块、冲渣水滤清模块和湿法脱硫模块，所述冲渣水收集模块包括冷凝塔，所述冷凝塔的下部设置有冷却室，所述冷却室与炼钢高炉管道连接，所述冷却室还连接有水泵，所述炼钢高炉炼钢产生的炉渣进入冷却室之后，水泵抽水进行冷却，经过冷凝塔冷凝之后形成冲渣水，所述冲渣水滤清模块包括滤清罐、浆液池和钠碱罐，所述冷凝塔还与冲渣水滤清模块管道连接，冲渣水进入到滤清罐中进行过滤，所述浆液池与滤清罐管道连接，经过滤清罐过滤的冲渣水进入到浆液池中进行储存，所述钠碱罐中装有浓钠碱液，其也通过管道与浆液池连接，钠碱罐中的浓钠碱液排入浆液池中，提高冲渣水的PH值，使冲渣水能够与含硫废气中的二氧化硫反应，吸收含硫废气中的二氧化硫，所述湿法脱硫模块包括立式反应塔和排放烟囱，所述反应塔与炼钢高炉之间设置有烟道进行连接，所述烟道与反应塔连接的位置为烟气入口，所述反应塔中设置有喷淋单元，所述喷淋单元与浆液池管道连接，所述反应塔的下端设置有回水管与浆液池连接，所述烟气入口设置在喷淋单元与反应塔下端之间，所述反应塔的顶端与排放烟囱之间设置有管道进行连接，从烟气入口进入反应塔中的含硫废气与喷淋单元喷洒的钠碱冲渣水充分中和反应，含硫废气中的二氧化硫被钠碱吸收并随着冲渣水从回水管中流回浆液池中，最后被反应塔净化脱硫的净化废气经过烟囱排放到大气中。

如上所述的一种冲渣水脱硫系统，所述喷淋单元包括第一喷淋部和第二喷淋部，所述第一喷淋部设置在第二喷淋部上方，双重的喷淋部设计，能够增加含硫废气中二氧化硫的吸收概率，所述第一喷淋部设置在第二喷淋部均由导流板和喷淋头组成，所述喷淋头设置在对应导流板上方，所述喷淋头与浆液池之间设置有管道连接。所述导流板用于干扰含硫废气的流动方向。

进一步的，所述导流板包括安装环和若干导流叶片，所述安装环的外侧与反应塔的内壁连接，所述导流叶片设置在安装环的内侧中间，若干所述导流叶片呈星状排列。所述安装环能够阻挡沿反应塔内壁流动的含硫废气，让导流叶片能够充分发挥其导流的作用。

进一步的，为了使含硫废气能够旋转起来并向中间聚集，所述导流叶片的形状包括三角形，所有导流叶片的内端连接在一起，所述第一导流叶片的边缘与安装环的内侧连接，所述第一喷淋部的导流叶片边缘左侧相对安装环向上偏转形成偏转角a，偏转角a的大小为15-30度，含硫烟气经过第一喷淋部的导流叶片后，顺时针转动，所述第二喷淋部的导流叶片边缘左侧相对安装环向下偏转形成偏转角b，偏转角b的大小与偏转角a相同，含硫烟气经过第一喷淋部的导流叶片后，顺时针转动。

进一步的，所述第一喷淋部的导流叶片中间向下倾斜，形成倾斜角c，倾斜角c的大小为10-30度，使所述第一喷淋部的导流板整体为倒置的锥形，所述第二喷淋部的导流叶片中间向上倾斜，形成倾斜角d，倾斜角d的大小与倾斜角c相同，使所述第二喷淋部的导流板整体为锥形，所述脱硫系统中的导流板设置成锥形和倒置的锥形，除了能够使含硫废气逆时针或顺时针转动之外，还能够从三维空间对含硫废气进行导流，使含硫废气能够朝中间聚集。

如上所述的一种冲渣水脱硫系统，所述喷淋头包括连接管、分流头和若干分流支管，所述连接管的外端伸出反应塔外与浆液池连接，内端伸到反应塔的内侧中间，连接有向下设置的分流头，所述分流头包括中间的主管和若干分支管，所述主管的上端与连接管连接，所述主管的下端连接在若干分支管的内端中间，每根所述分支管的外端都连接有对应的分流支管，每根所述分流支管上都设置有若干喷嘴。

进一步的，所述第一喷淋部的分支管外端向上倾斜，形成倾斜角e，所述倾斜角e与倾斜角c的角度相同，所述第二喷淋部的分支管外端向下倾斜，形成倾斜角f，所述倾斜角f与倾斜角d的角度相同，所述喷嘴朝向对应导流板垂直于对应导流板设置。使喷淋头贴合导流板的形状。

如上所述的一种冲渣水脱硫系统，在反应塔内所述喷淋单元的上方还设置有除雾器。反应塔在进行脱硫的过程中，含硫废气与钠碱冲渣水接触反应之后，容易形成粒径为10-60微米的雾气，因此反应塔内需要设置除雾器进行除雾。

如上所述的一种冲渣水脱硫系统，所述反应塔内侧在烟气入口的位置设置有防回流单元，所述防回流单元包括连接弯管和阻挡盆，所述连接弯管一端为入口端，另一端为出口端，所述连接弯管的入口端与烟气入口连接，其出口端向下设置，避免喷淋头喷洒出的钠碱冲渣水进入到连接弯管，所述阻挡盆的开口向上设置，所述连接弯管的出口端向下伸入阻挡盆中。所述喷淋头喷洒出的钠碱冲渣水能够在阻挡盆中聚集，阻挡盆除了能够阻止含硫废气直接向下喷射进入回水管中，其中聚集的钠碱冲渣水还能够减缓含硫烟气的流速。

本发明的有益效果在于：

1.本发明一种冲渣水脱硫系统，所述脱硫系统利用了冲渣水进行脱硫，减少了水资源的浪费，还能避免脱硫废液的二次污染；

2.本发明一冲渣水脱硫系统，所述导流板除了能够使含硫废气进行逆时针和顺时针的旋转增加与钠碱冲渣水的接触效率之外，其锥形的设计还能够对含硫废气的导流更加立体，使含硫废气旋转的同时还能够朝中间聚集，减少含硫废气沿反应塔内侧边缘逃逸的可能性；

3.本发明一冲渣水脱硫系统，所述喷淋头沿导流板的形状进行设置，使喷淋头喷洒的钠碱冲渣水覆盖面积更广，与经过导流板导流的含硫废气接触面积更大，吸收效率更高。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为本实施例1中一种冲渣水脱硫系统的结构示意图；

图2为本实施例2中反应塔内的结构示意图；

图3为本实施例2中第一喷淋部的导流板结构示意图；

图4为本实施例2中第一喷淋部的导流叶片结构示意图；

图5为本实施例2中第二喷淋部的导流板结构示意图；

图6为本实施例2中第二喷淋部的导流叶片结构示意图；

图7为本实施例2中第一喷淋部的喷淋头结构示意图；

图8为本实施例2中第一喷淋部的分流头结构示意图；

图9为本实施例2中第二喷淋部的喷淋头结构示意图；

图10为本实施例2中第二喷淋部的分流头结构示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、冲渣水收集模块；11、冷凝塔；12、冷却室；2、冲渣水滤清模块；21、滤清罐；22、浆液池；23、钠碱罐；3、湿法脱硫模块；31、反应塔；32、排放烟囱；33、喷淋单元；34、第一喷淋部；35、第二喷淋部；36、导流板；361、安装环；362、导流叶片；37、喷淋头；371、连接管；372、分流头；373、分流支管；374、主管；375、分流管；376、喷嘴；38、除雾器；39、防回流单元；391、连接弯管；392、阻挡盆；4、炼钢高炉。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种冲渣水脱硫系统，利用炼钢高炉4冷却炉渣产生的冲渣水，对炼钢废气进行脱硫，旨在提高冲渣水的使用价值，减少烟气脱硫过程中的水资源浪费，所述脱硫系统包括冲渣水收集模块1、冲渣水滤清模块2和湿法脱硫模块3，所述冲渣水收集模块1包括冷凝塔11，所述冷凝塔11的下部设置有冷却室12，所述冷却室12与炼钢高炉4管道连接，所述冷却室12还连接有水泵，所述炼钢高炉4炼钢产生的炉渣进入冷却室12之后，水泵抽水进行冷却，经过冷凝塔11冷凝之后形成冲渣水，所述冲渣水滤清模块2包括滤清罐21、浆液池22和钠碱罐23，所述冷凝塔11还与冲渣水滤清模块2管道连接，冲渣水进入到滤清罐21中进行过滤，将冲渣水中混合的炉渣进行清理过滤，所述浆液池22与滤清罐21管道连接，经过滤清罐21过滤的冲渣水进入到浆液池22中进行储存，所述钠碱罐23中装有浓钠碱液，其也通过管道与浆液池22连接，钠碱罐23中的浓钠碱液排入浆液池22中，提高冲渣水的PH值，使冲渣水能够与含硫废气中的二氧化硫反应，吸收含硫废气中的二氧化硫，所述湿法脱硫模块3包括立式反应塔31和排放烟囱32，所述反应塔31与炼钢高炉4之间设置有烟道进行连接，所述烟道与反应塔31连接的位置为烟气入口，所述反应塔31中设置有喷淋单元33，所述喷淋单元33与浆液池22管道连接，所述反应塔31的下端设置有回水管与浆液池22连接，所述烟气入口设置在喷淋单元33与反应塔31下端之间，所述反应塔31的顶端与排放烟囱32之间设置有管道进行连接，从烟气入口进入反应塔31中的含硫废气与喷淋单元33喷洒的钠碱冲渣水充分中和反应，含硫废气中的二氧化硫被钠碱吸收并随着冲渣水从回水管中流回浆液池22中，最后被反应塔31净化脱硫的净化废气经过烟囱排放到大气中。

实施例2

参见图2，在反应塔31内所述喷淋单元33的上方还设置有除雾器38。反应塔31在进行脱硫的过程中，含硫废气与钠碱冲渣水接触反应之后，容易形成粒径为10-60微米的雾气，这种雾气当中除了携带水分之外，还会携带溶解的硫酸盐，如果排放出去，会影响反应塔31的除硫效率，因此反应塔31内需要设置除雾器38进行除雾，所述脱硫系统使用的除雾器38与传统脱硫塔使用的除雾器38结构原理相同，此处不再进行赘述。

参见图2-图10，所述喷淋单元33包括第一喷淋部34和第二喷淋部35，所述第一喷淋部34设置在第二喷淋部35上方，双重的喷淋部设计，能够增加含硫废气中二氧化硫的吸收概率，提高反应塔31的净化标准，所述第一喷淋部34设置在第二喷淋部35均由导流板36和喷淋头37组成，所述喷淋头37设置在对应导流板36上方，所述喷淋头37与浆液池22之间设置有管道连接。所述导流板36用于干扰含硫废气的流动方向，向反应塔31的内侧中间聚集，使含硫废气能够更充分的与喷淋头37喷出的钠碱冲渣水进行接触，使含硫废气中的二氧化硫能够与钠碱冲渣水中的钠碱充分反应被吸收。

参见图3-图6，所述导流板36包括安装环361和若干导流叶片362，所述安装环361的外侧与反应塔31的内壁连接，所述导流叶片362设置在安装环361的内侧中间，若干所述导流叶片362呈星状排列。所述安装环361能够阻挡沿反应塔31内壁流动的含硫废气，起到一定向中间聚集的作用，使所有含硫废气都能从导流叶片362之间穿过，让导流叶片362能够充分发挥其导流的作用。

进一步的，为了使含硫废气能够旋转起来并向中间聚集，所述导流叶片362的形状包括三角形，所有导流叶片362的内端连接在一起，所述第一导流叶片362的边缘与安装环361的内侧连接，所述第一喷淋部34的导流叶片362边缘左侧相对安装环361向上偏转形成偏转角a，偏转角a的大小为15-30度，含硫烟气经过第一喷淋部34的导流叶片362后，顺时针转动，所述第二喷淋部35的导流叶片362边缘左侧相对安装环361向下偏转形成偏转角b，偏转角b的大小与偏转角a相同，含硫烟气经过第一喷淋部34的导流叶片362后，顺时针转动。含硫烟气经过第一喷淋部34的喷淋头37的喷淋之后，流向会被打乱，因此需要第二喷淋部35的导流叶片362重新导流含硫废气。

传统的脱硫塔中有的会设置旋流板用于导流含硫废气，但只能以二维的平面使含硫废气逆时针或顺时针转动，无法起到向中间聚集的效果，所述第一喷淋部34的导流叶片362中间向下倾斜，形成倾斜角c，倾斜角c的大小为10-30度，使所述第一喷淋部34的导流板36整体为倒置的锥形，所述第二喷淋部35的导流叶片362中间向上倾斜，形成倾斜角d，倾斜角d的大小与倾斜角c相同，使所述第二喷淋部35的导流板36整体为锥形，所述脱硫系统中的导流板36设置成锥形和倒置的锥形，除了能够使含硫废气逆时针或顺时针转动之外，还能够从三维空间对含硫废气进行导流，使含硫废气能够朝中间聚集，减少其沿反应塔31内壁逃逸的可能性，而且锥形和倒置的锥形能够使气流进行翻滚，使气流中的含硫废气能够更充分的与钠碱冲渣水接触。

参见图7和图10，所述喷淋头37包括连接管371、分流头372和若干分流支管373，所述连接管371的外端伸出反应塔31外与浆液池22连接，内端伸到反应塔31的内侧中间，连接有向下设置的分流头372，所述分流头372包括中间的主管374和若干分支管，所述主管374的上端与连接管371连接，所述主管374的下端连接在若干分支管的内端中间，每根所述分支管的外端都连接有对应的分流支管373，每根所述分流支管373上都设置有若干喷嘴376。

进一步的，为了使所述喷淋头37能够配合上述的导流板36，使喷淋头37喷出的钠碱冲渣水更充分的与穿过导流板36的含硫废气进行接触，所述第一喷淋部34的分支管外端向上倾斜，形成倾斜角e，所述倾斜角e与倾斜角c的角度相同，所述第二喷淋部35的分支管外端向下倾斜，形成倾斜角f，所述倾斜角f与倾斜角d的角度相同，所述喷嘴376朝向对应导流板36垂直于对应导流板36设置。使喷淋头37贴合导流板36的形状，相对专利号为CN202111543034.1的发明中就提到的冲渣水脱硫装置，直接向下喷洒冲渣水的方式，所述喷淋头37增加含硫废气与钠碱冲渣水的接触面积，使含硫废气能够更加立体更加充分的与钠碱冲渣水接触。

优选的，含硫废气从导流叶片362间隔中穿过成倾斜角a或倾斜角b螺旋上升，所述喷嘴376朝向对应导流叶片362之间的间隔设置，使喷嘴376喷洒出的钠碱冲渣水能够对准螺旋上升的含硫废气，进一步提高含硫废气与钠碱冲渣水的反应率，增强钠碱冲渣水的脱硫效果。

参见图2，为了防止管道中喷射出的含硫废气直接进入回水管中，沿回水管回流泄露，所述反应塔31内侧在烟气入口的位置设置有防回流单元39，所述防回流单元39包括连接弯管391和阻挡盆392，所述连接弯管391一端为入口端，另一端为出口端，所述连接弯管391的入口端与烟气入口连接，其出口端向下设置，避免喷淋头37喷洒出的钠碱冲渣水进入到连接弯管391，所述阻挡盆392的开口向上设置，所述连接弯管391的出口端向下伸入阻挡盆392中。所述喷淋头37喷洒出的钠碱冲渣水能够在阻挡盆392中聚集，阻挡盆392出了能够阻止含硫废气直接向下喷射进入回水管中，还能够利用盆中聚集的钠碱冲渣水对含硫烟气进行缓冲，减缓含硫烟气的流速，方便导流板36对含硫烟气进行导流，并且减缓含硫烟气的流速有利于使含硫烟气与钠碱冲渣水充分反应。

本实施例未提及的其他特征，均可与实施例1相同，不再赘述。

Claims (10)

1.一种冲渣水脱硫系统，利用炼钢高炉(4)冷却炉渣产生的冲渣水，对炼钢废气进行脱硫，其特征在于，包括冲渣水收集模块(1)、冲渣水滤清模块(2)和湿法脱硫模块(3)，所述冲渣水收集模块(1)包括冷凝塔(11)，所述冷凝塔(11)与炼钢高炉(4)管道连接，炼钢高炉(4)中的冲渣水进入冷凝塔(11)中进行冷凝，所述冲渣水滤清模块(2)包括滤清罐(21)、浆液池(22)和钠碱罐(23)，所述冷凝塔(11)还与冲渣水滤清模块(2)管道连接，冲渣水进入到滤清罐(21)中进行过滤，所述浆液池(22)与滤清罐(21)管道连接，经过滤清罐(21)过滤的冲渣水进入到浆液池(22)中进行储存，所述钠碱罐中装有浓钠碱液，其也通过管道与浆液池(22)连接，所述钠碱罐中的浓钠碱液排入浆液池(22)中提高冲渣水的PH值，形成钠碱冲渣水，所述湿法脱硫模块(3)包括立式的反应塔(31)和排放烟囱(32)，所述反应塔(31)与炼钢高炉(4)之间设置有烟道进行连接，所述烟道与反应塔(31)连接的位置为烟气入口，所述反应塔(31)中设置有喷淋单元(33)，所述喷淋单元(33)与滤清罐(21)管道连接，所述反应塔(31)的下端设置有回水管与浆液池(22)连接，所述烟气入口设置在喷淋单元(33)与反应塔(31)下端之间，所述反应塔(31)的顶端与排放烟囱(32)之间设置有管道进行连接，从烟气入口进入反应塔(31)中的含硫废气与喷淋单元(33)喷洒的钠碱冲渣水充分中和反应，含硫废气中的二氧化硫被钠碱吸收并随着冲渣水从回水管中流回浆液池(22)中，最后被反应塔(31)净化脱硫的净化废气经过烟囱排放到大气中。

2.根据权利要求1所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述喷淋单元(33)包括第一喷淋部(34)和第二喷淋部(35)，所述第一喷淋部(34)设置在第二喷淋部(35)上方，所述第一喷淋部(34)和第二喷淋部(35)均由导流板(36)和喷淋头(37)组成，所述喷淋头(37)设置在对应导流板(36)上方，所述喷淋头(37)与浆液池(22)之间设置有管道连接。

3.根据权利要求2所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述导流板(36)包括安装环(361)和若干导流叶片(362)，所述安装环(361)的外侧与反应塔(31)的内壁连接，所述导流叶片(362)设置在安装环(361)的内侧中间，若干所述导流叶片(362)呈星状排列。

4.根据权利要求3所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述导流叶片(362)的形状包括三角形，所有导流叶片(362)的内端连接在一起，所述第一导流叶片(362)的边缘与安装环(361)的内侧连接，所述第一喷淋部(34)的导流叶片(362)边缘左侧相对安装环(361)向上偏转形成偏转角a，偏转角a的大小为15-30度，所述第二喷淋部(35)的导流叶片(362)边缘左侧相对安装环(361)向下偏转形成偏转角b，偏转角b的大小与偏转角a相同。

5.根据权利要求4所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述第一喷淋部(34)的导流叶片(362)中间向下倾斜，形成倾斜角c，倾斜角c的大小为10-30度，使所述第一喷淋部(34)的导流板(36)整体为倒置的锥形，所述第二喷淋部(35)的导流叶片(362)中间向上倾斜，形成倾斜角d，倾斜角d的大小与倾斜角c相同，使所述第二喷淋部(35)的导流板(36)整体为锥形。

6.根据权利要求5所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述喷淋头(37)包括连接管(371)、分流头(372)和若干分流支管(373)，所述连接管(371)的外端伸出反应塔(31)外与浆液池(22)连接，内端伸到反应塔(31)的内侧中间，连接有向下设置的分流头(372)，所述分流头(372)包括中间的主管(374)和若干分支管，所述主管(374)的上端与连接管(371)连接，所述主管(374)的下端连接在若干分支管的内端中间，每根所述分支管的外端都连接有对应的分流支管(373)，每根所述分流支管(373)上都设置有若干喷嘴(376)。

7.根据权利要求6所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述第一喷淋部(34)的分支管外端向上倾斜，形成倾斜角e，所述倾斜角e与倾斜角c的角度相同，所述第二喷淋部(35)的分支管外端向下倾斜，形成倾斜角f，所述倾斜角f与倾斜角d的角度相同。

8.根据权利要求6所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述喷嘴(376)朝向对应导流板(36)且垂直于对应导流板(36)设置。

9.根据权利要求1所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，在反应塔(31)内所述喷淋单元(33)的上方还设置有除雾器(38)。

10.根据权利要求1所述的一种冲渣水脱硫系统，其特征在于，所述反应塔(31)内侧在烟气入口的位置设置有防回流单元(39)，所述防回流单元(39)包括连接弯管(391)和阻挡盆(392)，所述连接弯管(391)一端为入口端，另一端为出口端，所述连接弯管(391)的入口端与烟气入口连接，其出口端向下设置，所述阻挡盆(392)的开口向上设置，所述连接弯管(391)的出口端向下伸入阻挡盆(392)中。

Images