CN201744260U - 一种全蒸发喷雾冷却干式除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，为立式结构，由上到下包括依次相连接的水冷烟道、补偿器和蒸发冷却塔，其中，还包括可同时喷冷却水和喷蒸汽或气体的双流喷枪，所述双流喷枪包括喷嘴和与所述喷嘴相连的枪杆，所述喷嘴设置于水冷烟道的内部，在水平方向上分布，所述枪杆还连接有供水连接管道和蒸汽或气体管道。本除尘装置的优点在于，可用于高温含尘烟气的快速降温和粗除尘，同时对烟气进行调质，具有系统阻力小、节能节水、收集的干灰易处理再利用、降低精除尘设备工作负荷延长使用寿命等特点，特别适用于电炉、转炉、高炉、矿热炉等冶炼炉高温含尘烟气干式除尘工艺的烟气预处理。

Description

一种全蒸发喷雾冷却干式除尘装置 

技术领域

本实用新型涉及一种全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，主要用于高温含尘烟气的快速降温、粗除尘和调质，使处理后的烟气满足袋式除尘器、静电除尘器等精除尘设备对所处理烟气温度、含尘浓度、比电阻的要求。 

背景技术

高温含尘烟气的除尘净化有两种方式，即湿法和干法。湿法就是向高温烟气中喷入大量的水，最后形成含有饱和蒸汽的烟气混合气体和含尘的泥浆水，混合气体经脱水后排入大气，含尘泥浆水进入沉淀池沉淀净化。在湿法工艺中，烟气除尘的原理是利用烟气中的尘粒与水分子的高速碰撞而被捕集的，烟气流速一般达到60m/s以上，这导致了系统阻力损失很大，一般在19000Pa以上。湿法除尘净化的不足在于能耗高，耗水量大，需要污水处理设施，泥浆难于再利用，造成二次污染等，而且烟尘排放浓度较高，为80mg/Nm³。与湿法相比，干法除尘具有能耗小、节水等特点，而且除尘效果好，一般不超过20mg/Nm³，远低于国家100mg/Nm³的排放标准。干法除尘中，通常采用的是布袋除尘器和静电除尘器进行精除尘，但对于高温含尘烟气，需要先进行降温和粗除尘，特别是对静电除尘器，还需要对烟气进行调质，使其比电阻满足静电除尘的要求。例如，在转炉、电炉烟气干法除尘中，进静电除尘器的烟气就需要将烟气温度从800～1000℃降低至约200℃左右，而在高炉煤气干法除尘中，进布袋除尘器的烟气温度在150-200℃左右。目前对高温含尘烟气的降温装置中，使用喷水法将产生大量难于处理和再利用的泥浆，同时将导致烟气温度过低和烟气中的水蒸气为饱和状态，因而不能采用布袋除尘器除尘。而利用空气冷却法冷却，要实现烟气温度从800～1000℃降低至约200℃，则所需冷却设备庞大，设备材料昂贵。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中干法除尘净化设备中所存在的冷却设备庞大和设备材料昂贵的缺点。为此，本实用新型提供一种全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，为立式结构，由上到下包括依次相连接的水冷烟道、补偿器和蒸发冷却塔，其中，还包括可同时喷冷却水和喷蒸汽或气体的双流喷枪，所述双流喷枪包括喷嘴和与所述喷嘴相连的枪杆，所述喷嘴设置于水冷烟道的内部，在水平方向上分布，所述枪杆还连接有供水连接管道和蒸汽或气体管道。 

进一步，还包括设置于所述蒸发冷却塔底部的香蕉弯头，所述香蕉弯头包括一水平段，和设置在该水平段两侧并向上弯折的进口端和出口端，所述进口端与所述蒸发冷却塔底部相连。 

所述香蕉弯头水平段的下部还连接有输灰机。 

进一步，还包括进口热电偶和出口热电偶，所述进口热电偶和出口热电偶分别安装于水冷烟道的底部和香蕉弯头出口端。 

进一步，还包括烟气流量计，所述烟气流量计设置在与所述香蕉弯头的出口端相连的排烟管路上。 

所述供水连接管道上设置有流量调节阀和水路关断阀。 

所述蒸汽或气体管道上设置有汽路或气路关断阀。 

本实用新型的主要思想是通过双流喷嘴形成的微小颗粒雾滴喷入高温烟气中，该微小雾滴在蒸发过程中吸收汽化潜实现高温烟气的降温。同时雾滴与烟尘中的颗粒碰撞发生凝并作用，使粗颗粒和部分细颗粒烟尘沉降在香蕉弯头中，并通过香蕉弯头下部的底部输灰机和卸灰阀门排出。 

本实用新型提供的该全蒸发喷雾冷却干式除尘装置优点在于，可用于高温含尘烟气的快速降温和粗除尘，同时对烟气进行调质，具有系统阻力小、节能节水、收集的干灰易处理再利用、降低精除尘设备工作负荷延长使用寿命等特点，特别适用于电炉、转炉、高炉、矿热炉等冶炼炉高温含尘烟气干式除尘工艺的烟气预处理，使处理后的含尘烟气能够满足袋式除尘器、静电除尘器等精除尘设备对所处理烟气的温度、含尘浓度、比电阻的要求。 

附图说明

图1为本实用新型喷雾蒸发冷却干式除尘装置的结构示意图。 

图中，主要部件标号如下： 

1     水冷烟道                  2     双流喷枪 

3     水路关断阀                4     流量调节阀 

5     汽路或气路关断阀          6     水连接管路 

7     蒸汽或气体管道7           8     补偿器 

9     蒸发冷却塔                10    香蕉弯头 

11    底部输灰机                12    卸灰阀门 

13    进口热电偶                14    出口热电偶 

15    烟气流量计 

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型的优选实施例进行具体说明，由图1可以看出，本实用新型喷雾蒸发冷却干式除尘装置为立式结构，主体结构由上到下包括依次相连接的水冷烟道1、补偿器8、蒸发冷却塔9、香蕉弯头10、和底部输灰机11，其中在水冷烟道1和补偿器8的连接部还设置有双流喷枪2。上述各主要部件的作用如下： 

水冷烟道1，其设置在本实用新型除尘装置的入口，是高温含尘烟气的进入通道，而水冷烟道1的下端和蒸发冷却塔9的顶端之间通过补偿器8连接，以补偿蒸发冷却塔9的热膨胀。 

双流喷枪2安装于水冷烟道1的内部，在水平方向上分布。所述双流喷枪2是一种同时喷蒸汽(但不局限于蒸汽)和喷冷却水的双介质喷枪，包括喷嘴和枪杆，其中喷嘴在水冷烟道1的内部，枪杆穿过水冷烟道1的壁与外部管道连接。喷嘴为双介质喷嘴(但不局限于双介质)，使用蒸汽来使水雾化，但不局限于使用蒸汽雾化，也可以使用例如氮气等其它介质来使水雾化。双流喷枪2的枪杆还连接有供水连接管道6和蒸汽或气体管道7，其中，供 水连接管道6上装有流量调节阀4和水路关断阀3，用于关断和调节喷水量，与之相连的蒸汽或气体管道7(不限于输送蒸汽)上有汽路或气路关断阀5，用于关断蒸汽(或其它介质气)。冷却水喷水量应该精确控制以保证所喷冷却水在蒸发冷却塔9内完全蒸发汽化，同时确保冷却降温后的烟气温度在设定的范围内。 

双流喷枪2的作用在于，当高温含尘烟气从水冷烟道1进入后，与双流喷枪2喷出的微小雾滴混合，经补偿器8进入蒸发冷却塔9，在此过程中，雾滴不断蒸发吸热并在距蒸发冷却塔9底部一定距离内完全汽化，高温含尘烟气的温度不断下降，其中全部的粗颗粒粉尘和部分细粉尘由于与雾滴的碰撞凝并作用落入下部的香蕉弯头10，而降温后含有细颗粒粉尘的烟气从香蕉弯头10出口连接管道进入后续的精除尘系统，例如布袋除尘器。 

香蕉弯头10是一种整体形状类似香蕉状的弯头，其包括一水平段，和设置在该水平段两侧并向上弯折的进口端和出口端。在本实用新型中，香蕉弯头10的进口端与蒸发冷却塔9底部相连，出口端与管道相连以使降温后含有细颗粒粉尘的烟气进入后续的精除尘系统。香蕉弯头10水平段的下部与底部输灰机11相连，用于输送蒸发冷却塔9中除下来的烟尘颗粒并输送到底部输灰机11的出灰口，出灰口处有卸灰阀门12。 

本实用新型除尘装置的原理是根据烟气的流量和进出口温度来计算喷水量的，计算的原理是能量守恒定律，即入口烟气焓值+喷入蒸汽焓值+喷入冷却水焓值＝出口烟气焓值+出口不饱合蒸汽焓值+筒体散热量。由于烟气的温度和流量是波动的，因此喷水量的计算值也是波动的，为了适应这种情况，本实用新型中的采用了动态控制，即根据计算出的喷水量，通过PID即时控制流量调节阀4的开度。 

为此，本实用新型除尘装置还包括进口热电偶13、出口热电偶14和烟气流量计15。进口热电偶13和出口热电偶14分别安装于水冷烟道1的底部和香蕉弯头10出口的连接管道上，用于测量烟气的进出口温度。通过对喷雾蒸发冷却干式除尘装置进口和出口的烟气温度的检测来对所述水路调节阀的开度进行调节，从而控制喷水量和喷雾蒸发冷却干式除尘装置的出口烟气温度。烟气流量计15安装在与香蕉弯头出口端连接的管道上，用于烟 气流量的测量。 

本实用新型除尘装置的工作过程如下：高温含尘烟气从水冷烟道进入，与双流喷枪喷出的微小雾滴混合，经补偿器进入蒸发冷却塔，在此过程中，所述双流喷嘴来形成微小颗粒雾滴，喷入高温烟气，从而使高温烟气降温，并对高温烟气进行调质。雾滴不断蒸发吸热并在距蒸发冷却塔底部一定距离内完全汽化，高温含尘烟气的温度不断下降，其中全部的粗颗粒粉尘和部分细粉尘则由于与雾滴的碰撞凝并作用落入下部的香蕉弯头，并从输灰机的出灰口经卸灰阀和溜灰管送至储灰仓等其他储灰装置，降温后含有细颗粒粉尘的烟气从香蕉弯头出口连接管道进入后续的精除尘系统。 

本实用新型中，通过对喷水量和蒸发时间的精确控制，使雾滴完全蒸发汽化，并形成不饱和蒸汽，从而使除下来的灰尘为干灰，同时降温后从本装置出来的烟气能够适用袋式除尘器和静电除尘器等精除尘设备。 

下面再结合两个具体实验，对本实用新型除尘装置的效果进行介绍： 

(1)实验一 

温度为800～1000℃、含尘量80-150g/Nm³的转炉一次煤气从水冷烟道1进入，与双流喷枪2喷出的雾滴混合，经补偿器8进入蒸发冷却塔9，在此过程中，雾滴不断蒸发吸热并在距蒸发冷却塔底部一定距离内完全汽化，高温含尘烟气的温度不断下降，其中几乎全部的粗颗粒粉尘和部分细颗粒粉尘与雾滴碰撞发生凝并作用落入下部的香蕉弯头10，并从输灰机11的出灰口经卸灰阀12排出，降温后温度约为200℃含尘量为50-90g/Nm³(主要为细颗粒粉尘)的烟气从香蕉弯头10出口连接管道进入静电除尘器精除尘。 

(2)实验二 

70吨电弧炉1100℃高温含尘烟气，经电炉第四孔排入水冷烟道1，降温至800～1000℃左右进入蒸发冷却塔9，经喷雾降温至180℃左右经香蕉弯头10进入后面的布袋除尘器精除尘。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要是本实用新型的实质精神范围内，对以上实施例的变化，变型都将落在本实用新型的权利要求范围内。 

Claims (7)

1.一种全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，为立式结构，由上到下包括依次相连接的水冷烟道(1)、补偿器(8)和蒸发冷却塔(9)，其特征在于，还包括可同时喷冷却水和喷蒸汽或气体的双流喷枪(2)，所述双流喷枪(2)包括喷嘴和与所述喷嘴相连的枪杆，所述喷嘴设置于水冷烟道(1)的内部，在水平方向上分布，所述枪杆还连接有供水连接管道(6)和蒸汽或气体管道(7)。

2.如权利要求1所述的全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，其特征在于，还包括设置于所述蒸发冷却塔(9)底部的香蕉弯头(10)，所述香蕉弯头(10)包括一水平段，和设置在该水平段两侧并向上弯折的进口端和出口端，所述进口端与所述蒸发冷却塔(9)底部相连。

3.如权利要求2所述的全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，其特征在于，所述香蕉弯头(10)水平段的下部还连接有输灰机(11)。

4.如权利要求3所述的全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，其特征在于，还包括进口热电偶(13)和出口热电偶(14)，所述进口热电偶(13)和出口热电偶(14)分别安装于水冷烟道(1)的底部和香蕉弯头(10)出口端。

5.如权利要求4所述的全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，其特征在于，还包括烟气流量计(15)，所述烟气流量计(15)设置在与所述香蕉弯头(10)的出口端相连的排烟管路上。

6.如权利要求1所述的全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，其特征在于，所述供水连接管道(6)上设置有流量调节阀(4)和水路关断阀(3)。

7.如权利要求1所述的全蒸发喷雾冷却干式除尘装置，其特征在于，所述蒸汽或气体管道(7)上设置有汽路或气路关断阀(5)。