CN201094892Y - 新型湿法除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型湿法除尘系统，包括一级除尘降温设备和与其串联的精除尘设备，其特征在于：所述一级除尘降温设备包括喷雾洗涤塔，该喷雾洗涤塔通过非金属膨胀节连接烟道，所述非金属膨胀节作为干湿交界面的过渡连接。该系统具有系统阻力低、风机耗功低，除尘水用水量小，设备故障率低，烟气净化效率高的特点，特别是在炼钢氧气顶吹转炉的除尘上采用该系统具有节能减排的重要意义。

Description

新型湿法除尘系统

技术领域

本实用新型涉及一种适用于炼钢氧气顶吹转炉的除尘技术，具体而言是一种新型湿法除尘系统。

背景技术

转炉炼钢产生大量烟气，烟气的温度可高达1450℃，含有大量的显热；烟气中含尘量可以高达150g/m³，烟尘中的主要成分全铁，可高达50％以上；冶炼中后期，烟气中CO的含量达50％以上，甚至可以高达80％。如任其放散，将会对工厂周围数百平方千米的环境造成严重污染，因而必须设计有效的净化系统。与此同时，它的显热、化学能、含铁粉尘是一笔巨大的资源，所以很好地将其回收利用是一项很重要的工作。本技术新型只就除尘新工艺进行说明。

现在经常使用的转炉除尘系统有干法、湿法两种系统。干法是近年发展起来的新工艺，具有节水节电的优良性能，但其一次性投资大、操作管理复杂、易爆炸、设备故障率高、检修需要时间长等问题又制约着其推广。湿法除尘相对来说安全、一次性投资小，但是传统的湿法除尘一般都采用两级文氏管除尘，一级文氏管用来降温和粗除尘，二级文氏管用来精除尘。根据文氏管的原理知道文氏管是靠喉口处高速气流使喷入的水二次雾化，以增大水滴的表面积，捕捉更多的粉尘，这种原理使文氏管阻损很大。因而系统存在着阻力大、用水量大、净化效果不理想的问题，造成水、电浪费的现象比较严重。并且系统往往采用折板式水雾分离器、丝网脱水器等脱水设备效果不理想，造成风机故障率高；粉尘排放率超标。

现有技术中的氧气顶吹转炉湿法除尘采用文氏管除尘，在氧气转炉炉气洗涤中，文氏管兼起着降温与除尘的作用。在喉口部分，它以一定的气速和水速造成较大的相对速度，使进入的高温气体与水传热传质，同时，被喉口高速气流雾化的水滴群与气流中尘粒进行撞击凝聚，成为尘水混合物，然后经脱水器使气水分离。这种工艺具有阻力大、用水量大、能耗高、风机寿命短、系统故障率高、烟尘排放浓度高等问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述缺陷或不足，提供一种新型湿法除尘系统，该系统具有系统阻力低、风机耗功低，除尘水用水量小，设备故障率低，烟气净化效率高的特点，特别是在炼钢氧气顶吹转炉的除尘上采用该系统具有节能减排的重要意义。

本实用新型的技术方案如下：

新型湿法除尘系统，包括一级除尘降温设备和与其串联的精除尘设备，其特征在于：所述一级除尘降温设备包括喷雾洗涤塔，该喷雾洗涤塔通过非金属膨胀节连接烟道，所述非金属膨胀节作为干湿交界面的过渡连接。

所述喷雾洗涤塔的进口布置有逆气流的雾化喷水装置。

所述喷雾洗涤塔上安装了安全卸爆阀。

所述喷雾洗涤塔内设置有既可用氮气、也可用蒸汽的双介质喷枪。

所述精除尘设备包括环缝文氏管，该环缝文氏管与喷雾洗涤塔之间设置有雾化喷嘴，该雾化喷嘴将雾化后的水喷入所述环缝文氏管的收缩段。

所述环缝文氏管为长径文氏管。

所述精除尘设备连接有对精除尘后的气体进行精脱水的水膜式脱水器，该水膜式脱水器的出口设置有雾化喷枪。

所述非金属膨胀节是一种耐高温1000度、轴向径向位移均≥50mm的高温非金属膨胀节。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型适用于炼钢转炉湿法除尘新工艺，这是在传统的湿法除尘工艺的基础上进行了创新，对传统“文氏管”的除尘原理进行了突破。本新型湿法除尘系统通过采用非金属膨胀节解决了干湿交接面积灰的问题，省略了传统工艺中的水冷套、灭火水封；一级除尘降温设备采用了喷雾洗涤塔，直接往除尘设备喷雾洗涤塔中喷入雾化水，进行降温除尘，降低了系统的阻力，使用了蒸发冷却的原理，大大降低了用水量；精除尘设备采用了环缝文氏管，净化效率更高；使用了水膜式脱水器，使得脱水效果更好，因为在脱水器上采用了低温水膜技术，不仅脱去了烟气中含有的游离态水份，还降低了烟气的温度，从而脱去了一部分冷凝水，在脱水的同时，进一步起到净化作用。

本新型湿法除尘系统具有系统阻力低、风机耗功低，除尘水用水量小，设备故障率低，烟气净化效率高的特点，具有节能减排重要意义。

附图说明

图1为本新型湿法除尘系统的结构示意图。

附图标记列示如下：

1-高温非金属膨胀节，2-雾化喷水装置，3-高效喷雾洗涤塔，4-环缝文氏管，5-液压司服装置，6-水膜式脱水器，7-雾化喷枪，8-雾化喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

结合本新型湿法除尘系统的烟气净化流程如下：炼钢转炉烟气→活动烟罩→汽化冷却烟道→高温非金属膨胀节→高效喷雾洗涤塔→环缝文氏管→水膜式脱水器→管道→煤气鼓风机→三通阀→放散烟囱达标放散(点燃放散)，或者煤气回收系统。

如图1所示，烟气净化系统与汽化冷却烟道连接的部位采用了高温非金属膨胀节1，解决了干湿交界面积灰的问题，解决汽化冷却烟道的热胀冷缩问题；一级除尘降温设备采用了高效喷雾洗涤塔3，即通过往塔中喷入雾化的水达到蒸发降温和粗除尘的目的，并且第一个雾化喷水装置2为向上喷(逆气流)，高效喷雾洗涤塔上安装了安全卸爆阀；然后进入环缝文氏管4进行精除尘，环缝文氏管在收缩段用一个雾化喷嘴8喷入雾化后的水；精除尘设备的上部是液压司服装置，精除尘后的气体进入水膜式脱水器6进行精脱水，然后通过管道进入风机加压，回收或者外排。

高温非金属膨胀节1，其特征为耐高温1000度、轴向径向位移均可以超过50mm，耐磨，耐热疲劳。该设备取代传统的水冷夹套、灭火水封，解决干湿交界面积灰的问题及汽化冷却烟道的热胀冷缩问题，简化了流程，不用水冷却，节省了设备冷却水，减少了除尘水用量。

高效喷雾洗涤塔3，喷入的水为雾化水，高效喷雾洗涤塔进口的喷水喷嘴即雾化喷水装置2是逆气流布置，以解决高含尘量、高温度的烟气冲刷损坏喷水装置的问题，塔上安装有安全卸爆阀，确保系统安全。高效喷雾洗涤塔取代一级溢流文氏管和一级脱水器，简化了工艺流程。

环缝文氏管4作为精除尘设备，采用一只中心雾化喷嘴8喷水，并且是在收缩段喷水，净化效果好，排放烟尘含量不超过80mg/m³。

水膜式脱水器6，在脱水器上通过雾化喷枪7形成低温水膜，烟气通过低温水膜后温度降低，不仅脱去了烟气中含有的游离态水份，还降低了烟气的温度，从而脱去了一部分冷凝水，在脱水的同时，进一步起到了烟气净化效果。

本新型湿法除尘系统在具体实施中具有如下特点：

1、烟气通过汽化冷却烟道冷却之后，温度由1450度左右，降至800度左右，然后进入烟气净化系统，进行烟气的净化。烟气净化系统与汽化冷却烟道连接的部位采用了高温非金属膨胀节1，解决了干湿交界面问题，解决汽化冷却烟道的热胀冷缩问题；一级除尘降温设备采用了高效喷雾洗涤塔3，也即通过往塔中喷入雾化的水达到蒸发降温和粗除尘的目的，并且第一个雾化喷水装置2为向上喷(逆气流)，高效喷雾洗涤塔上安装了安全卸爆阀；然后进入环缝文氏管4进行精除尘，环缝文氏管4在收缩段用一个雾化喷嘴8喷入雾化后的水；精除尘后的气体进入水膜式脱水器6进行精脱水，然后通过管道进入风机加压，回收或者外排。

2、采用了高温非金属膨胀节1，做为干湿交界面的过渡，该设备耐高温1000度、轴向径向位移均可以超过50mm，耐磨，耐热疲劳。用其取代传统的水冷夹套、灭火水封，解决干湿交界面、及汽化冷却烟道的热胀冷缩问题，简化了流程，不用水冷却，节省了冷却水，减少了除尘水用量。另外，本工艺中采用高温非金属膨胀节取代了传统工艺中的水冷夹套(水冷盘管)、灭火水封，减少了设备冷却水用量、除尘水用量，节约了用水，降低了工人劳动强度，降低了故障率。

3、从高温非金属膨胀节1出来的温度在1000度左右的烟气直接进入高效喷雾洗涤塔3进行降温和粗除尘。高效喷雾洗涤塔的原理：一是利用喷入的雾化水快速(小于0.5秒)蒸发吸热降低烟气温度，二是利用极小极快的雾化水滴收集微细粉尘成大粉尘颗粒，以利于烟气收缩从而气体流速减慢之后，粉尘进行沉降。

主要是颠覆了原来靠高速气流冲击水幕二次雾化达到净化效果的文氏管的原理，不是用高速气流冲击水幕，使水二次雾化，而是直接往除尘设备高效喷雾洗涤塔中喷入雾化后的水，使雾化后的水充分与含尘烟气接触碰撞，达到净化的目的，从而降低了气体流速，也就降低了系统阻力，节省了电能。另外喷入雾化后的水，更利于传热，并且能快速蒸发，所以达到同样降温效果，可以减少用水量。

4、经过粗除尘和降温之后的烟气进入环缝文氏管4进行精除尘，在收缩段使用中心雾化喷嘴8喷水，并且环缝文氏管为长径文氏管，气水混合均匀，净化效果好，排放浓度小于80mg/m³；取消了结构复杂的氮气捅针，故障率降低。

5、采用了水膜式脱水器6，也就是在脱水器的出口采用雾化喷枪7喷入温度较低的水雾，形成低温水膜，烟气通过水膜时温度进一步降低，烟气的饱和温度降低之后，会有一部分水带着烟尘冷凝下来，从排水水封排出，这样，进一步提高烟气的净化效果，减少风机进口管道、风机叶轮的积灰、积泥，延长设备的使用寿命，降低故障率，降低烟尘的排放量。

实施取得的技术效果：

1、工艺流程简化：高温非金属膨胀节加高效喷雾洗涤塔以二顶四，它不仅替代了一级除尘文氏管，还取消了水冷夹套、灭火水封，一级脱水器。解决了水冷夹套结构复杂、对冷却水水压水量要求苛刻的问题。

2、节省水量、降低阻力、降低电耗：改造后，系统阻力降低3Kpa，系统阻力降低之后，煤气引风机功率下降，降低了一部分电费。循环水量降低，节省水量，节省了这部分水加压所使用的电费。达到了节水节电从而达到节能的目的。

3、从根本上消除了安全隐患：在一次除尘设备高效喷雾洗涤塔中，由于气体流速低，含尘水滴易于分离，解决了一级脱水器的排水水封裹带煤气的问题，从根本上消除了安全隐患。

4、降低了工人劳动强度：取消灭火水封之后，从根本上解决了水量不好调整的问题，水封容易积泥的问题，把职工从频繁的调水、清泥中解放出来。

5、降低了设备故障：文氏管改为环缝文氏管，直接从收缩段用一只雾化喷嘴喷水，从根本上解决了两侧氮气捅针容易堵塞、阀板容易卡死的问题。环缝文氏管净化效率高，水膜脱水器脱水效果好，减轻了风机转子、风机入口管道积泥，延长了风机及进口烟道的使用寿命，降低了设备故障率。

本新型湿法除尘系统与传统湿法除尘系统比较表

项目	传统湿法除尘系统	本新型湿法除尘系统
			构成	较复杂：由水冷夹套、溢流水封、一级文氏管、一级脱水器、二级文氏管(R-D文氏管)、二级脱水器、精脱水器构成	简单：由高温非金属膨胀节、高效喷雾洗涤塔、文氏管(环缝文氏管)、水膜式脱水器构成
用水量	2～2.5(与新型湿法除尘系统比值)。多：一级文氏管采用饱和冷却，用水量大；R-D文氏管水气比为1；脱水器需要水冲洗。	1.较少：喷雾洗涤塔采用蒸发冷却，用水量较小；环缝文氏管水气比为：0.75；脱水器不需要水冲洗
			用电量	1.66(与新型湿法除尘系统比值)。	1.

	高：系统阻力大，风机功率与压头成正比，用水量大，电耗也高。	较低：系统阻力小，风机功率与压头成正比，所以同样风量风机电流小，能耗也低；用水量小，电耗也低。
			氮气用量	小：氮气捅针用氮气	较大：喷雾洗涤塔采用双介质喷枪，用氮气，也可用蒸汽
系统阻力	24～26Kpa。一级文氏管流速高，阻力与流速的平方成正比，阻力大。	21～23Kpa。喷雾洗涤塔气速低，阻力小；取消了水冷夹套、溢流水封、一二级脱水器也降低系统阻力0.5-1Kpa
			故障率	采用水冷夹套，设备冷却水用户点多，压力波动大，水冷夹套在最高用水点，易水压不够烧坏；采用R-D文氏管，阀板容易积灰，卡死；喷水孔多易堵塞；氮气捅针易出现故障。氮气捅针、脱水器冲洗水与转炉冶炼有连锁，易发生故障。风机转子易积灰，运行寿命短。	取消水冷夹套，减少故障点；采用环缝文氏管，只有一套供水系统，一个喷嘴，不易堵塞；风机转子不易积灰，运行寿命长。
劳动强度	劳动强度大，灭火水封易积灰，需要清理。故障率高，维修、维护量大。	劳动强度低，取消灭火水封，解决了积泥问题。故障率低，维修、维护量小。
			安全性	安全性较好	安全性好：洗涤塔内烟气流速低，解决了一级脱水器裹带煤气的问题；汽化冷却烟道、洗涤塔、联络管、漩流脱水器上增加了泄爆阀，防止爆炸造成事

		故扩大化。
			排放浓度	较高：100～150mg/m3	较低：50～80mg/m3

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。

Claims (8)

1.新型湿法除尘系统，包括一级除尘降温设备和与其串联的精除尘设备，其特征在于：所述一级除尘降温设备包括喷雾洗涤塔，该喷雾洗涤塔通过非金属膨胀节连接烟道，所述非金属膨胀节作为干湿交界面的过渡连接。

2.根据权利要求1所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述喷雾洗涤塔的进口布置有逆气流的雾化喷水装置。

3.根据权利要求1所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述喷雾洗涤塔上安装了安全卸爆阀。

4.根据权利要求1所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述喷雾洗涤塔内设置有既可用氮气、也可用蒸汽的双介质喷枪。

5.根据权利要求1所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述精除尘设备包括环缝文氏管，该环缝文氏管与喷雾洗涤塔之间设置有雾化喷嘴，该雾化喷嘴将雾化后的水喷入所述环缝文氏管的收缩段。

6.根据权利要求5所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述环缝文氏管为长径文氏管。

7.根据权利要求1所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述精除尘设备连接有对精除尘后的气体进行精脱水的水膜式脱水器，该水膜式脱水器的出口设置有雾化喷枪。

8.根据权利要求1所述的新型湿法除尘系统，其特征在于：所述非金属膨胀节是一种耐高温1000度、轴向径向位移均≥50mm的高温非金属膨胀节。

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