CN206008253U - 一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统 - Google Patents

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陆钢
赵荣志
张秋林
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Abstract

本实用新型提供一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,属于环境工程技术领域。该系统包括中间烟道、导流板、系统入口、气流均布板、管束式除尘除雾装置、蜂窝湿式除尘除雾装置、系统烟气出口、反冲洗水装置和反冲洗水排放口;导流板与气流均布板分别安装在中间烟道与系统入口内,改变烟气流向,均匀烟气在管束式除尘除雾装置与蜂窝湿式除尘除雾装置里的分布;管束式除尘除雾装置与蜂窝湿式除尘除雾装置相连,取代了传统的湿式电除尘器,蜂窝湿式除尘除雾装置会根据烟气流速随时调整开关状态,能耗大幅下降。本实用新型解决了钢铁行业烧结、球团烟气湿法脱硫拖尾问题,以及传统湿式电除尘器存在的结垢,易发生腐蚀、粉化,能耗高等问题。

Description

一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统
技术领域
本实用新型涉及环境工程技术领域,特别是指一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统。
背景技术
钢铁行业是一个材料与能源高度密集型的行业,既是原料消耗大户,又是能耗大户、污染大户。2015年我国粗钢产量达超8亿吨,超过世界粗钢产量的50%。我国钢铁行业能耗约占工业总能耗的23%,占全国总能耗的16%,污染物排放占全国排放总量的17%左右,是国家重点推动节能减排的重点行业。
在我国大气污染最严重的20个城市中,17个城市有钢企企业。钢铁减排压力最大的河北省2015年出台了新的钢铁工业污染物排放标准,新标准中钢铁工业烧结颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放将分别加严到50、180和300mg/m3,高炉炼铁颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限制为20、80和300mg/m3,炼钢石灰窑白云石窑焙烧颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限制为30、80和400mg/m3,严于国家标准。面对新标准颁布,我国大多数钢铁企业不能或不能够完全满足排放标准要求,迫切需要升级改造。如果我国钢铁企业大气污染物排放指标达到国外先进水平,大气污染物排放总量将降低一半以上,能显著改善京津冀地区空气质量。
烧结,球团工艺是钢铁企业污染环节的重中之重,在当前的钢铁企业中,粉尘控制设备主要以干式电除尘器为主,而干式电除尘技术不能高效捕集细微颗粒物,烧结烟气烟温低、含湿量大、含粉尘量大,脱硫工艺后烟气排放中仍含有大量的微细尘粒污染物,形成气溶胶,产生烟气拖尾现象。目前,烧结烟气拖尾现象是钢铁行业亟待解决的共性问题之一。
烟气经过干式电除尘器后进入脱硫系统,湿法脱硫由于其效率高,运行稳定,是目前钢铁企业的主流脱硫工艺。但湿法脱硫会带来石膏雨、蓝烟等拖尾问题。
湿式电除尘器可以解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟问题,但是存在以下缺点:(1)存在结垢问题,影响除尘除雾效果;(2)易发生腐蚀、粉化问题;(3)运行成本高。并且目前湿式电除尘器只在锅炉烟气中得到了应用。钢铁行业烧结,球团工序的烟气与锅炉烟气有很大不同,烧结,球团烟气特点:(1)SO2浓度变化大,在600~7000mg/Nm3内变化;(2)烟气温度变化大,可在80℃~180℃波动;(3)、烟气流量波动大,高达40%以上;(4)烟气含湿量高,在10%~13%之间,且不稳定;(5)烟气含氧量高,在15%~18%之间;(6)烟气成分复杂,含SO2、粉尘、氟化物、氯离子、重金属、二噁英等多种污染物。
近年来发展起来的湿式电除尘器及除尘除雾装置,如中国专利:CN105536990A“湿雾静电除尘器”;ZL204276158U“一种蜂窝管湿式电除尘器”;ZL204380855“新型蜂窝形湿式静电除尘系统”;ZL201520135634.8“一种波纹状湿式除尘器阳极”;ZL201520155371.7“一种湿式电除尘器阳极”;ZL201420674592.0“一种深度脱尘除雾装置”。
“一种深度脱尘除雾装置”专利所描述装置是一种单一的物理分离脱除,能耗低、体积小、脱除效果显著,但是只适用于含有大量雾滴的饱和烟气的脱尘除雾;而传统湿式电除尘器性能及应用领域的局限性,以及烧结、球团烟气的特殊性,因此将传统湿式电除尘器直接用于钢铁企业的烧结、球团烟气湿法脱硫拖尾治理,无法达到预期目标,仍然不能彻底解决拖尾现象。
实用新型内容
本实用新型为了解决钢铁行业烧结、球团烟气湿法脱硫拖尾问题,以及传统湿式电除尘器存在的结垢,易发生腐蚀、粉化,运行成本高等问题,提供一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统。
该系统包括中间烟道、导流板、系统入口、气流均布板、管束式除尘除雾装置、蜂窝湿式除尘除雾装置、系统烟气出口、反冲洗水装置和反冲洗水排放口,导流板位于中间烟道内,中间烟道与系统入口相连,气流均布板设置在系统入口内,管束式除尘除雾装置与系统入口相连,蜂窝湿式除尘除雾装置与管束式除尘除雾装置相连,系统烟气出口与蜂窝湿式除尘除雾装置相连,管束式除尘除雾装置的内下方设置反冲洗水装置,蜂窝湿式除尘除雾装置的内上方设置反冲洗水装置,反冲洗水排放口设置在系统入口下方。
其中,导流板设置在中间烟道内部,用于均匀烟气流场;
中间烟道设置在系统端部,系统入口设置在管束式除尘除雾装置下方,中间烟道的一侧;
气流均布板设置在系统入口内部,用于均匀烟气流场;
管束式除尘除雾装置设置在蜂窝湿式除尘除雾装置的下方;
蜂窝湿式除尘除雾装置与管束式除尘除雾装置相连,取代传统湿式电除尘器,用于脱硫烟气拖尾现象的彻底治理;
系统烟气出口设置在系统最上方,处理后的干净烟气自烟气出口离开系统,直接排入大气;
反冲洗水装置设置在管束式除尘除雾装置的内下方,以及蜂窝湿式除尘除雾装置的内上方,用于间歇式冲洗管束式除尘除雾装置及蜂窝湿式除尘除雾装置内壁的积尘,提高除尘效率;
反冲洗水排放口设置在系统入口的下方,用于收集及排出反冲洗水。
导流板长1-20m,宽1-10m,厚6-8mm,弧度90度,数量2-5块,导流板的起点与中间烟道的起始端即中间烟道下端的夹角为30度,导流板终点与中间烟道终端相连。
气流均布板为2-60块,具体数量根据烟气量大小决定,气流均布板长1-20m,宽1-10m,厚6-8mm。
管束式除尘除雾装置高度为1-2m,宽4-14m,长4-14m,横截面为正方形,材料为导电PP。
蜂窝湿式除尘除雾装置高度为1-2m,宽4-14m,长4-14m,横截面为正方形,阳极板材料为导电PP。
在使用过程中,当烟气流速为4-6m/s时,蜂窝湿式除尘除雾装置不开启,仅开启管束式除尘除雾装置;当烟气流速为3-5m/s时,同时开启管束式除尘除雾装置和蜂窝湿式除尘除雾装置。
该系统针对烧结/球团湿法脱硫领域。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,除尘除雾装置采用两段式设计,即下部分为管束式除尘除雾装置,上部分为蜂窝湿式除尘除雾装置。两段式设计使得系统的能耗大幅降低,经反复实验室试验及Fluent模拟,当烟气流速为4-6m/s时,上部分不开启,仅用下部分的管束式除尘除雾装置便可将烟气中的尘雾很好的脱除,出口烟气达标排放;当烟气流速为3-5m/s时,开启上部分,上下两部分同时作用,不仅脱除了0.5µm以上的粒径的尘雾滴,还将0.5µm以下的尘雾滴得到了有效的去除,出口烟气达标排放。本实用新型在中间烟道以及系统入口处分别设置气流均布板,气流均布板增强了烟气流的紊流强度,使得雾滴、粉尘在紊流中相互碰撞几率大幅增加,从而将雾滴、粉尘凝聚成较大的颗粒,在下部分管束式除尘除雾装置中更容易被脱除;而且气流均布板使得烟气流场更加均匀,避免烟气死角,从而在最大程度上提高除尘除雾效率。
附图说明
图1为本实用新型的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统结构设计图;
图2为本实用新型的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统管束式除尘除雾装置及蜂窝湿式除尘除雾装置图。
其中:1-中间烟道;2-导流板;3-系统入口;4-气流均布板;5-管束式除尘除雾装置;6-蜂窝湿式除尘除雾装置;7-系统烟气出口;8-反冲洗水装置;9-反冲洗水排放口。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型针对现有的钢铁行业烧结、球团烟气湿法脱硫拖尾问题,以及传统湿式电除尘器存在的结垢,易发生腐蚀、粉化,运行成本高等问题,提供一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统。
如图1所示,导流板2位于中间烟道1内,中间烟道1与系统入口3相连,气流均布板4设置在系统入口3内,管束式除尘除雾装置5与系统入口3相连,蜂窝湿式除尘除雾装置6与管束式除尘除雾装置5相连,系统烟气出口7与蜂窝湿式除尘除雾装置6相连,反冲洗水排放口9设置在系统入口3下方。如图2所示,管束式除尘除雾装置5的内下方设置反冲洗水装置8,蜂窝湿式除尘除雾装置6的内上方设置反冲洗水装置8。
在具体设计中,中间烟道1设置在系统最右端,烟气从脱硫系统出来后进入中间烟道1,与中间烟道1内部的导流板2接触,烟气在导流板2的作用下流场更加均匀,且部分细小颗粒的尘粒和雾滴会凝聚成较大颗粒的尘粒和雾滴。导流板2弧度为90度,数量2-5块,导流板2的起点与中间烟道1的起始端即下端的夹角为30度,烟气继续在系统中前行,进入系统入口3,系统入口3设置在管束式除尘除雾装置4下方,中间烟道1的左侧,系统入口3内部布置有气流均布板4,此气流均布板4与导流板2作用相同,起到进一步均匀流场且继续将细小颗粒的尘粒和雾滴会凝聚成较大颗粒的尘粒和雾滴的作用。烟气经过气流均布板4后进入管束式除尘除雾装置5,烟气中的大颗粒尘粒及雾滴在管束式除尘除雾装置5的离心力作用下,最终被捕获下来。当烟气流速为4-6m/s时,由于烟气紊流增强,大多数小颗粒尘粒及雾滴会凝聚成较大颗粒尘粒及雾滴,较大颗粒尘粒及雾滴可以被管束式除尘除雾装置5很好去除;当烟气流速为3-5m/s时,烟气紊流效果没那么强,只有小部分小颗粒尘粒及雾滴会凝聚成较大颗粒尘粒及雾滴,大部分小颗粒仍需要后续装置去除,此时小颗粒尘粒及雾滴跟随烟气进入蜂窝湿式除尘除雾装置6,烟气中的剩余尘粒及雾滴在蜂窝湿式除尘除雾装置6中进一步去除,处理干净后的烟气通过系统烟气出口7排出。反冲洗水装置8设置在管束式除尘除雾装置5的内下方和蜂窝湿式除尘除雾装置6的内上方,用于间歇式冲洗管束式除尘除雾装置5及蜂窝湿式除尘除雾装置6内壁的积尘,以提高除尘效率。反冲洗后的反冲洗水流入反冲洗水排放口9中,在设置在反冲洗水排放口进行收集,并定期排放反冲洗水。
本实用新型的导流板2设计长度为1-20m,宽1-10m,厚6-8mm;气流均布板4设计长度1-20m,宽1-10m,厚6-8mm;管束式除尘除雾装置5设计高度为1-2m,宽4-14m,长4-14m;蜂窝湿式除尘除雾装置6设计高度为1-2m,宽4-14m,长4-14m。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:包括中间烟道(1)、导流板(2)、系统入口(3)、气流均布板(4)、管束式除尘除雾装置(5)、蜂窝湿式除尘除雾装置(6)、系统烟气出口(7)、反冲洗水装置(8)和反冲洗水排放口(9),导流板(2)位于中间烟道(1)内,中间烟道(1)与系统入口(3)相连,气流均布板(4)设置在系统入口(3)内,管束式除尘除雾装置(5)与系统入口(3)相连,蜂窝湿式除尘除雾装置(6)与管束式除尘除雾装置(5)相连,系统烟气出口(7)与蜂窝湿式除尘除雾装置(6)相连,管束式除尘除雾装置(5)的内下方设置反冲洗水装置(8),蜂窝湿式除尘除雾装置(6)的内上方设置反冲洗水装置(8),反冲洗水排放口(9)设置在系统入口(3)下方。
2.根据权利要求1所述的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:所述中间烟道(1)设置在系统端部;所述系统入口(3)设置在管束式除尘除雾装置(4)下方,且位于中间烟道(1)一侧。
3.根据权利要求1所述的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:所述管束式除尘除雾装置(5)设置在蜂窝湿式除尘除雾装置(6)的下方;所述系统烟气出口(7)设置在系统最上方。
4.根据权利要求1所述的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:所述导流板(2)长1-20m,宽1-10m,厚6-8mm,弧度90度,数量2-5块,导流板(2)的起点与中间烟道(1)的起始端即中间烟道(1)下端的夹角为30度,导流板(2)终点与中间烟道(1)终端相连。
5.根据权利要求1所述的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:所述气流均布板(4)为2-60块,具体数量根据烟气量大小决定,气流均布板(4)长1-20m,宽1-10m,厚6-8mm。
6.根据权利要求1所述的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:所述管束式除尘除雾装置(5)高度为1-2m,宽4-14m,长4-14m,横截面为正方形,材料为导电PP。
7.根据权利要求1所述的用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,其特征在于:所述蜂窝湿式除尘除雾装置(6)高度为1-2m,宽4-14m,长4-14m,横截面为正方形,阳极板材料为导电PP。
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