CN1485569A - 电炉除尘内外排混合短流程工艺 - Google Patents
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Abstract
电炉除尘内外排混合短流程工艺，属于大气污染治理方法。其必要工艺条件是：内排短流程、管道低流速、管网总阻力匹配、内外排阻力匹配、内外排混风温度、天车通过式集烟罩、脉冲气源处理温度、低滤气风速；其工艺路线自电炉烟气排放开始，分内排与外排两路，内排烟经短流程工艺路线与外排烟混合，再经脉冲除尘器过滤除尘，最后经风机到排气筒对外排放。本发明通过缩短工艺流程、降低管网阻力、合理选择工艺参数等措施实现电炉除尘系统的低阻力及平稳的阻力动态曲线。与同类设备相比，本发明扩大风量、节约能耗、运行稳定、除尘效率≥95％。
Description
电炉除尘内外排混合短流程工艺，属于大气污染治理方法，涉及暖通、除尘、流体力学等技术领域。
为了保护自然生态环境，针对电炉炼钢排出的大量烟尘，世界各国都制定相关法律，规定了工业烟尘的排放标准。钢铁企业为了实现生产全过程的废气达标排放，花费巨资建设了不同类型的除尘系统。
从经济技术角度上考虑，所有企业都希望安装的除尘系统能实现以下功能：一是保证经除尘处理后的烟气达到国家规定的排放标准。二是节约能耗。三是与炼钢生产同步稳定运行。但事实上有相当多除尘系统达不到以上要求。原因是除尘系统的结构设计与工艺参数、工艺流程安排不合理，造成气流阻力过大、阻力波动频繁，致使系统工作在高阻、高温、不稳定的状态中，结果是通风量与除尘效率下降，能耗大幅上升。
本发明的目的是：通过调整除尘系统内部结构组合、工艺流程与工艺参数，降低系统的气流阻力，使系统稳定地工作在低阻、中温、大流量状态，提高系统通风量与除尘效率，降低能耗。
本发明技术方案的设计依据来源于流体力学公式A：
Pa＝1/2ρV2[∑(λ/D)L+∑ξi]
式中Pa：气体阻力，单位Pa；ρ：气体密度，单位kg/m3，
V：气流速度，单位m/s；λ：摩擦阻力系数；
D：管道直径，单位mm；L：管道长度，单位mm。
∑ξi：局部阻力系数代数和。
本发明的技术方案如下：
1、将烟气的内排工艺流程缩短，删去惯用的机力冷却器与增压风机，充分利用温度较低的外排烟气与内排烟气混合，降低烟气温度；随着机力冷却器与增压风机删除，气流路径缩短，
从公式A可知：L减少，内排阻力Pa减小，系统总阻力也减小，为全系统的畅通与稳定创造了条件。
2、在保证直径≤100μm的粉尘不沉降前提下，采用管道低流速14～16m/s。由公式A可知，气流阻力与气流速度平方(V2)成正比，采用低管道流速显著降低了管道阻力。
3、通过调整管网阻力，使管网总阻力与风机主压相等，为系统稳定创造条件。具体方法是：通过优化管道设计，调整管道截面积，减少管径变化，删除不合理弯道等措施降低局部管道阻力；通过缩短内排流程，调整内外排流量，使内外排通道阻力相等；综合以上措施实现管网总阻力下降，风流量增大，促进系统工作状态趋于稳定。
4、通过调整混风阀门(17)、混风阀门(18)使内外排混风温度保持中温(≤120℃)，保证混风烟气进入脉冲除尘器(14)后不烧布袋，以避免因局部生产流程中断造成全系统工艺参数波动。
5、利用天车通过式集烟罩(6)的导流罩(12)与顶吸罩(13)有效地收集二次烟气，扩大外排流量，为内外排阻力匹配与系统稳定创造条件。
具体措施是：顶吸罩(13)设计成内外双层结构，利用流向内外罩的烟气速度不同这一特点，将中心与边缘地区的烟气有效地吸入罩内；导流罩(12)为一个或多个固定式或移动式半密闭罩(可开可合的集烟罩)，利用烟气热动力引导烟气流入顶吸罩(13)。
6、将脉冲除尘器(14)的脉冲气源升温至60℃～80℃，以减小脉冲气源与烟气间的温差，避免烟气中的水气在袋壁上结露板结堵塞滤袋。保障脉冲除尘器的稳定运行。
7、结合国产滤气布袋材料的物理特性，脉冲除尘器(14)采用1.1～1.3m/s低滤气风速。该措施是为防止电机进入额定转速时气流阻力陡升，或进行性的阻力升高所造成的系统恶性循环；从公式A中可看出，风速下降有益于改善系统阻力环境，为系统稳定创造条件。
下面结合附图一说明工艺路线的全过程。
如附图一所示，炼钢电炉的烟气分两路向外排出：一路是内排路线，一路是外排路线。内排烟气(22)穿过电炉炉盖(23)经内排管道(15)直接进入沉降室(16)内，未烧尽的烟尘颗粒继续燃烧，烟气流速减慢，较大的烟尘颗粒得以沉降。然后烟气通过混风阀门(17)与外排烟混合。外排烟气(24)经天车通过式集烟罩(6)的导流罩(12)引流，利用烟气热动力上升被吸入顶吸罩(13)，经外排管道(21)与混风阀门(18)与内排烟混合。混风后烟气温度下降，混风温度保持≤120℃。然后混合烟气进入脉冲除尘器(14)，经滤袋(25)过滤除尘后，通过管道(26)经风机(19)抽吸由排气筒(20)向外排放，工艺路线终止。
下面结合附图二说明各必要工艺条件在工艺路线中的实施位置与作用。
如附图二所示，必要工艺条件：内排短流程(1)与内外排阻力匹配(4)的实施位置包含内外排两条工艺路线：即包含从内排管道(15)→沉降室(16)→混风阀门(17)的内排工艺路线，同时包含从导流罩(12)→顶吸罩(13)→外排管道(21)→混风阀门(18)的外排工艺路线。这两项工艺条件是作用是减小内排通道阻力，扩大外排流量，提高内外排的烟尘捕集率，保证混风温度能在预定范围内从容调节，为系统降阻与系统稳定创造条件。
如附图二所示，必要工艺条件：内外排混风温度(5)的实施位置包含混风阀门(17)与混风阀门(18)。该项工艺条件的作用是保证混风温度≤120℃，避免烟气进入脉冲除尘器(14)后烧滤尘布袋，为系统的稳定运行创造条件。
如附图二所示，必要工艺条件：天车通过式集烟罩(6)的实施位置包含导流罩(12)与顶吸罩(13)。该项工艺条件的作用是利用导流罩(12)与顶吸罩(13)的特殊结构与烟气的热动力提高二次烟尘采集率，扩大外排流量。
如附图二所示，必要工艺条件：脉冲气源处理温度(7)与低滤气风速(8)的实施位置是脉冲除尘器(14)。前项工艺条件的作用是通过将脉冲气源升温至60℃-80℃，减小气源与烟气间的温差，避免潮湿烟气在袋壁上结露堵塞滤袋；后项工艺条件的作用是通过采用1.1-1.3m/min的低滤气风速防止在电机进入额定转速时气流阻力突变，保障系统的稳定运行。
如附图二所示，必要工艺条件：管道低流速(2)与管网总阻力匹配(3)的实施位置包含全部的工艺路线，即包含烟气内排路线、外排路线、内外排烟气混合、脉冲除尘器、直至烟气向外排放。这两项工艺条件的作用是综合降低管道气流阻力，保证全系统气流的动态稳定。
下面结合附图一与附图二对实施例一作说明。
实施例一：实施例一是本发明在某钢铁公司的70T电炉除尘系统中的应用实例。该70T电炉年钢产量为70万吨，原设计系统通风量60×104Nm3/h，原设计系统总阻力7500Pa。
在该实施例中电炉烟气经内外排两条通道排出，内排烟气(22)穿过电炉炉盖(23)经内排管道(15)进入沉降室(16)，烟气流速降慢，较大烟尘颗粒在沉降室内沉降。然后烟气再经过混风阀门(17)与外排烟混合。
外排烟气(24)经天车通过式集烟罩(6)的导流罩(12)引流向上抬升，导流罩(12)为可移动的可分开可合拢的半密闭罩，烟气经过导流罩(12)被吸入顶吸罩(13)。顶吸罩(13)为内外双层结构的吸烟罩，外排烟气经顶吸罩(13)进入外排管道(21)，再通过混风阀门(18)与内排烟混合。通过人工或自控设备控制混风阀门(17)与混风阀门(18)的启闭，使内、外排烟混合后温度保持≤120℃。然后混合烟气通过脉冲除尘器(14)中的滤袋(25)除去烟尘，再通过管道(26)经风机(19)抽吸后，由排气筒(20)向外排放。
在该实施例中全部实施了内排短流程(1)、管道低流速(2)、管网阻力匹配(3)、内外排阻力匹配(4)、内外排混风温度(5)、天车通过式集烟罩(6)、脉冲气源处理温度(7)、低滤气风速(8)的必要工艺条件后，全系统总阻力由原设计的7500Pa下降为4500Pa；系统总通风量由原设计的60×104Nm3/h上升为100×104Nm3/h；脉冲除尘器的工况温度控制在中温80℃，消除了高温烟气烧滤袋与烟尘凝露板结的现象；全系统运行状态持续稳定，烟气捕集率＞95％，排放烟尘浓度＜100mg/m3。达到了预定的发明目的。
附图一与附图二所示的数字序号意义如下：
(1)内排短流程； (2)管道低流速； (3)管网总阻力匹配；
(4)内外排阻力匹配； (5)内外排混风温度；(6)天车通过式集烟罩；
(7)脉冲气源处理温度；(8)低滤气风速； (12)导流罩；
(13)顶吸罩； (14)脉冲除尘器；(15)内排管道；
(16)沉降室； (17)混风阀门； (18)混风阀门；
(19)风机； (20)排气筒； (21)外排管道；
(22)内排烟气；(23)电炉炉盖； (24)外排烟气；
(25)滤袋； (26)管道； (27)电炉。
说明书附图说明：
附图1：电炉除尘内外排混合短流程工艺路线图
附图2：电炉除尘内外排混合短流程必要工艺条件实施位置分布图。
Claims (2)
1.电炉除尘内外排混合短流程工艺，其特征是：工艺路线自电炉烟气排放开始，烟气排放分为内排与外排两路；内排烟通过内排管道(15)至沉降室(16)，再经混风阀门(17)与外排烟混合，外排烟经过天车通过式集烟罩(6)的导流罩(12)与顶吸罩(13)进入外排管道(21)，再经混风阀门(18)与内排烟混合；混合烟气进入脉冲除尘器(14)过滤除尘；最后经风机(19)到排气筒(20)对外排放，工艺路线终止；
其特征是：内排短流程(1)、管道低流速(2)、管网总阻力匹配(3)、内外排阻力匹配(4)、内外排混风温度(5)、天车通过式集烟罩(6)、脉冲气源处理温度(7)、低滤气风速(8)为工艺路线中的必要工艺条件。
2、如权利要求1所述的电炉除尘内外排混合短流程工艺，其特征是：内排短流程(1)是指电炉内排烟气通过内排管道(15)直接进入沉降室(16)后，再经混风阀门(17)与外排烟混合的工艺流程，在内排短流程(1)中不含有机力冷却器与增压风机；
其特征是：管道低流速(2)是指管道烟气流速为14～16m/s；
其特征是：管网总阻力匹配(3)是指管网的总阻力(单位Pa)相等于风机主压；
其特征是：内外排阻力匹配(4)是指内排的管道阻力(单位Pa)相等于外排的管道阻力；
其特征是：内外排混风温度(5)是指内排烟与外排烟混合后保持温度≤120℃；
其特征是：天车通过式集烟罩(6)由导流罩(12)与顶吸罩(13)组成；导流罩(12)由一个或多个移动式或固定式半密闭罩组成；顶吸罩(13)为内外双层结构的差速集烟罩；顶吸罩(13)在导流罩(12)上方，两者间距≥1.2m；
其特征是：脉冲气源处理温度(7)是指脉冲除尘器(14)的脉冲气源升温温度为60℃～80℃；
其特征是：低滤气风速(8)是指脉冲除尘器(14)的滤气风速为1.1～1.3m/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070711 |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Lv Junli Document name: Notice of Expiration and Termination of Patent Right |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |