CN202823071U - 转炉半干法除尘设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种转炉半干法除尘设备，两端分别与一汽化烟道和一风机连接，包括：干式蒸发冷却器，与汽化烟道连接，用于高温烟气的冷却和粗除尘；湿式静电除尘器，分别与干式蒸发冷却器和风机连接，用于烟气的精除尘和除雾；干粉尘外运设备，与干式蒸发冷却器连接；循环水处理设备，与湿式静电除尘器连接；泥浆或污泥外运设备，与循环水处理设备连接。本实用新型通过组合采用干式蒸发冷却器和湿式静电除尘器，能够降低排放烟气和回收煤气的粉尘浓度，减少洗涤粉尘的污水处理量，降低了能耗。本实用新型的结构简单且易于维修，降低泄爆隐患，杜绝脏烟气直排污染，适合新建转炉除尘采用，更特别适用于对现有湿法和干法除尘系统的技术改造。

Description

转炉半干法除尘设备
技术领域
本实用新型涉及冶金环境保护和资源回收利用技术领域，具体来说，本实用新型涉及转炉一次烟气煤气组合采用干式蒸发冷却器和湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备。
背景技术
现有技术中转炉一次除尘一直多采用湿法，少部分采用干法。图1为现有技术中的一种转炉湿法除尘设备的模块结构示意图。如图1所示，转炉101作为烟气来源与收集烟气的烟罩102相连接，然后接20～30米长的汽化烟道103冷却烟气。接着汽化烟道103与湿法除尘设备100相连接，该湿法除尘设备100可以包括喷水冷却器104、精除尘器105、脱水器106、循环水处理设备107和泥浆或污泥外运设备108。其中，该喷水冷却器104可以为文丘里管或者饱和器，与汽化烟道103相连接。该精除尘器105也可以为文丘里管，与喷水冷却器104相连接。该脱水器106与精除尘器105相连接。循环水处理设备107分别与喷水冷却器104、精除尘器105和脱水器106相连接，将各个步骤中烟气里的干粉尘沉积下来。泥浆或污泥外运设备108与循环水处理设备107相连接，将除尘沉积产生的泥浆或污泥外运出去。在湿法除尘设备100之后接风机109，风机109又接三通阀110，一端通向放散烟囱111，另一端通向煤气柜112。煤气柜112再与湿式静电除尘器113相连接，经过管路中的煤气加压机114，输送到煤气用户115。
上述湿法除尘设备100的主要优点是除尘设备结构简单、操作维修容易、排放稳定，但是还存在如下主要问题：
1.排放烟气和回收煤气粉尘浓度高达50-100mg/Nm3，已经不能满足中国和世界大部分国家和地区的环保控制要求，特别是排放的粉尘大部分是危害极大的PM2.5细颗粒粉尘，回收煤气通常得在煤气柜后采用湿式静电除尘器再净化到≤10mg/Nm3后才能经济地做为燃料利用；而用于燃气轮机直接发电则需要在入口进一步净化到≤1mg/Nm3；
2.水处理投资多、占地面积大、运行成本高。因为烟气中的粉尘全部被洗涤进入排水中，并且高温烟气的冷却也完全依靠喷水升温换热实现，所以循环水量最高达1000吨/时，水处理投资通常占除尘系统总投资的50％以上，以百万或千万元人民币计；
3.能耗高，循环水处理运行能耗高和风机压力高导致的一次除尘风机电耗合为干法电耗的约2倍。
图2为现有技术中的一种转炉干法除尘设备的模块结构示意图。如图2所示，转炉201作为烟气来源与收集烟气的烟罩202相连接，然后接20～30米长的汽化烟道203冷却烟气。接着汽化烟道203与干法除尘设备200相连接，该干法除尘设备200可以包括蒸发冷却器204、干式静电除尘器205和干粉尘外运设备208。其中，该蒸发冷却器204与汽化烟道203相连接，喷出非常少量的水。该干式静电除尘器205与蒸发冷却器204相连接，以机械振荡的方式进行精除尘。干粉尘外运设备208分别与蒸发冷却器204和干式静电除尘器205相连接，将干法除尘产生的干粉尘外运出去。在干法除尘设备200之后接轴流风机209，轴流风机209又接切换站210，一端通向放散烟囱211，另一端通向煤气冷却器216。煤气冷却器216接循环冷却水设备213，将煤气的温度降至70℃以下，然后又接煤气柜212。煤气柜212再经过管路中的煤气加压机214，输送到煤气用户215。
上述干法除尘设备200的主要优点是粉尘完全采用干灰方式回收利用，使循环水处理系统大为简化；排放烟气和回收煤气的粉尘浓度低，可以直接达到≤10mg/Nm3；系统阻损小电耗低，只有湿法电耗的约一半，但是存在更多问题：
1.维修量大：主要是蒸发冷却器204、煤气管道、特别是干式静电除尘器205积灰导致设备维修量大、维修成本高，并且维修过程影响转炉201的生产；
2.自动控制连锁多、操作维护难度大，系统正常运行时很好，一旦出问题检测维修难，也降低转炉201的作业率；
3.不同程度存在泄爆隐患，泄爆不仅损坏设备，还导致脏烟气直排污染。
中国发明专利CN02136785.X公开了一种转炉半干法除尘工艺，组合采用了蒸发冷却洗涤器+湿式电除尘器，与湿法一样粉尘全部被洗涤进入排水中，水处理量虽有所减少，但不能彻底解决污水处理难题。中国专利CN10138263A公开了一种转炉烟气冷却、净化方法，采用干式蒸发冷却器对烟气进行初步的冷却和净化，但沿用文氏管进行精除尘，除尘能耗和排放都仍高。日本专利JPA 1981075508，JPA1987093308，JP 63297520A 1-5都公开了不同类型的转炉半干法除尘工艺和设备，干式冷却除尘分别采用叶片除尘+过滤除尘、旋风除尘器+废热锅炉、或颗粒层冷却除尘等不同干式高温烟气冷却和粗除尘器，但湿法除尘沿用文氏管，不能解决湿法风机压力高导致的能耗高问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种转炉半干法除尘设备，能够降低排放烟气和回收煤气的粉尘浓度，减少洗涤粉尘的污水处理量，降低能耗。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种转炉半干法除尘设备，两端分别与一汽化烟道和一风机相连接，包括：
干式蒸发冷却器，与所述汽化烟道相连接，用于高温烟气的冷却和粗除尘；
湿式静电除尘器，分别与所述干式蒸发冷却器和所述风机相连接，用于烟气的精除尘和除雾；
干粉尘外运设备，与所述干式蒸发冷却器相连接；
循环水处理设备，与所述湿式静电除尘器相连接；以及
泥浆或污泥外运设备，与所述循环水处理设备相连接。
可选地，所述干式蒸发冷却器具有直接喷雾蒸发部件，所述直接喷雾蒸发部件包括蒸发冷却水进水管和雾化介质输送管。
可选地，所述干式蒸发冷却器的出口烟气通过一联接管道与所述湿式静电除尘器相连接。
可选地，所述湿式静电除尘器的数量为一组或者多组，采用立式或者卧式布置在车间内或车间外。
可选地，所述风机为一次除尘风机。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型通过组合采用干式蒸发冷却器和湿式静电除尘器，能够降低排放烟气和回收煤气的粉尘浓度，减少洗涤粉尘的污水处理量，降低了能耗。
另外，本实用新型的结构简单且易于维修，降低泄爆隐患，杜绝脏烟气直排污染，适合新建转炉除尘采用，更特别适用于对现有湿法和干法除尘系统的技术改造。
附图说明
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为现有技术中的一种转炉湿法除尘设备的模块结构示意图；
图2为现有技术中的一种转炉干法除尘设备的模块结构示意图；
图3为本实用新型一个实施例的转炉半干法除尘设备的模块结构示意图；
图4为本实用新型一个实施例的采用立式湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备的立体结构示意图；
图5为本实用新型一个实施例的采用卧式湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
图3为本实用新型一个实施例的转炉半干法除尘设备的模块结构示意图。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
如图3所示，首先转炉301作为烟气来源与收集烟气的烟罩302相连接，然后接20～30米长的汽化烟道303冷却烟气。接着汽化烟道303与本实施例中的半干法除尘设备300相连接，该半干法除尘设备300可以包括干式蒸发冷却器304、湿式静电除尘器305、干粉尘外运设备306、循环水处理设备307和泥浆或污泥外运设备308。其中，该干式蒸发冷却器304一般布置在车间内汽化烟道303出口处，与汽化烟道303相连接，用于高温烟气的冷却和粗除尘。湿式静电除尘器305的数量可以为一组或者多组，采用立式或者卧式布置在车间内或车间外，分别与干式蒸发冷却器304和风机309相连接，用于烟气的精除尘和除雾。干粉尘外运设备306与干式蒸发冷却器304相连接。循环水处理设备307与湿式静电除尘器305相连接，泥浆或污泥外运设备308与循环水处理设备307相连接，将除尘沉积产生的泥浆或污泥外运出去。在湿式静电除尘器305之后接风机309，该风机309可以为一次除尘风机，风机309之后又接三通阀310，一端通向放散烟囱311，另一端通向煤气柜312。煤气柜312经过管路中的煤气加压机314，输送到煤气用户315。
在本实施例中，转炉产生的高温一次烟气，在汽化冷却烟道(即汽化烟道)内进行冷却并回收余热，烟气温度降到700～1000℃后，进入到干式蒸发冷却器。该干式蒸发冷却器采用直接喷雾蒸发技术，通过对烟气进行直接喷水雾蒸发冷却和粗除尘，使烟气温度蒸发冷却到90～300℃，粗除尘分离和回收干粉尘的效率达到40～80％，产生的干粉尘通过汽车或其它输送方法外运，确保出口烟气为不饱和干烟气。
经过干式蒸发冷却器冷却和粗除尘后的烟气，通过联接管道进入湿式静电除尘器，在联接管道内或者湿式静电除尘器内进一步冷却到饱和状态和除尘，然后通过一个或多个电场的湿式静电除尘器精除尘和除雾。湿式静电除尘器的结构形式，可以依据现场条件采用立式或卧式，均考虑充分的防泄爆措施。精除尘除雾后通过风机和三通切换阀排放烟气，或者回收转炉煤气。出口粉尘浓度按照后部工序需要降低到≤10或1mg/Nm3。系统的压力平衡通过风机采用交流变频调速实现，或通过其它类型调压设备实现。
图4为本实用新型一个实施例的采用立式湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备的立体结构示意图。如图4所示，其中的附图标记所指代的部件名称如下：
41：高温烟气进口；42：干式蒸发冷却器；421：蒸发冷却进水管；422：雾化介质输送管；43：卸灰装置；44：联接管道；45：湿式静电除尘器；451：循环水泵站；452：气流分布板；453：高压供电装置；454：喷水清洗系统；46：净烟气出口；47：污泥或泥浆出口；48：收尘管及极线。
在本实施例中，该雾化介质可以为氮气或者蒸汽。该干式蒸发冷却器304具有直接喷雾蒸发部件，该直接喷雾蒸发部件包括蒸发冷却水进水管421和雾化介质输送管422。另外，该干式蒸发冷却器304的出口烟气通过联接管道44与湿式静电除尘器305相连接。
图5为本实用新型一个实施例的采用卧式湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备的立体结构示意图。如图5所示，其中的附图标记所指代的部件名称与图4中所示实施例相同，只是湿式静电除尘器45由立式转变为卧式，这是依据现场条件采用的，其他的部件连接关系均相同。
采用图4所示实施例的立式湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备进行除尘的数据如下，以120吨转炉为例：
转炉公称容量：120吨
进口烟气最大流量：～95,000Nm3/h
进口烟气温度：700-1000℃
进口烟气含尘浓度：70-200g/Nm3
蒸发冷却最大喷水量：15-30t/h
最大总喷水量：40-60t/h
平均补充新水量：5-10t/h
雾化介质需要量：氮气1000-1200Nm3/h，蒸汽3-5t/h
出口烟气温度：90-300℃(依据现场条件设计)
收干灰量：30-160g/Nm3(3-10t/h)
立式湿式静电除尘器电场风速：0.6-4m/s
立式湿式静电除尘器除尘效率：≥90-99％(单个电场)
立式湿式静电除尘器电场数：1个或多个
出口烟气温度：25-70℃
除尘系统总阻损：1-3kPa
出口烟气含尘浓度：≤10或1mg/Nm3。
采用图5所示实施例的卧式湿式静电除尘器的转炉半干法除尘设备进行除尘的数据如下，以250吨转炉为例：
转炉公称容量：250吨
进口烟气最大流量：～170,000Nm3/h
进口烟气温度：700-1000℃
进口烟气含尘浓度：70-200g/Nm3
蒸发冷却最大喷水量：40-65t/h
最大总喷水量：80-110t/h
平均补充新水量：8-15t/h
雾化介质需要量：氮气1500-2000Nm3/h，蒸汽6-10t/h
出口烟气温度：90-300℃(依据现场条件设计)
收干灰量：30-160g/Nm3(6-20t/h)
湿式静电除尘器电场风速：0.6-4m/s
湿式静电除尘器除尘效率：≥90-99％(单个电场)
湿式静电除尘器电场数：1个或多个
出口烟气温度：25-70℃
除尘系统总阻损：1-3kPa
出口烟气含尘浓度：≤10或1mg/Nm3。
本实用新型通过组合采用干式蒸发冷却器和湿式静电除尘器，能够降低排放烟气和回收煤气的粉尘浓度，减少洗涤粉尘的污水处理量，降低了能耗。
另外，本实用新型的结构简单且易于维修，降低泄爆隐患，杜绝脏烟气直排污染，适合新建转炉除尘采用，更特别适用于对现有湿法和干法除尘系统的技术改造。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种转炉半干法除尘设备(300)，两端分别与一汽化烟道(303)和一风机(309)相连接，其特征在于，包括：
干式蒸发冷却器(304)，与所述汽化烟道(303)相连接，用于高温烟气的冷却和粗除尘；
湿式静电除尘器(305)，分别与所述干式蒸发冷却器(304)和所述风机(309)相连接，用于烟气的精除尘和除雾；
干粉尘外运设备(306)，与所述干式蒸发冷却器(304)相连接；
循环水处理设备(307)，与所述湿式静电除尘器(305)相连接；以及
泥浆或污泥外运设备(308)，与所述循环水处理设备(307)相连接。
2.根据权利要求1所述的转炉半干法除尘设备(300)，其特征在于，所述干式蒸发冷却器(304)具有直接喷雾蒸发部件，所述直接喷雾蒸发部件包括蒸发冷却水进水管(421)和雾化介质输送管(422)。
3.根据权利要求1所述的转炉半干法除尘设备(300)，其特征在于，所述干式蒸发冷却器(304)的出口烟气通过一联接管道(44)与所述湿式静电除尘器(305)相连接。
4.根据权利要求1或3所述的转炉半干法除尘设备(300)，其特征在于，所述湿式静电除尘器(305)的数量为一组或者多组，采用立式或者卧式布置在车间内或车间外。
5.根据权利要求1所述的转炉半干法除尘设备(300)，其特征在于，所述风机(309)为一次除尘风机。
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