CN210346366U - 钢厂电炉烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢厂电炉烟气处理系统，包括炉内一次烟气除尘系统、炉外二次烟气除尘系统，炉内一次烟气除尘系统包括烟气冷却烟道、燃烧沉降室、余热回收装置、一次侧除尘装置、吸附剂喷射装置、一次侧集尘装置；炉外二次烟气除尘系统包括炉外烟气捕集组件、二次侧除尘装置、二次侧集尘装置，炉内一次烟气除尘系统与二次烟气除尘系统之间连接有烟气连通管，烟气连通管上设置有调节阀门。本实用新型实现炉内一次除尘与炉外二次除尘系统既独立又能协同的烟气治理方式，降低了运行费用；可回收大量蒸汽，具有可观的经济效益；满足了改善车间环境和厂房外无可视烟气的环保要求。

Description

钢厂电炉烟气处理系统

技术领域

本实用新型涉及除尘设备领域，特别是涉及一种钢厂电炉烟气处理系统。

背景技术

电炉排放的烟气主要分为两种：一次烟气和二次烟气。其中：一次烟气一般是指电炉熔炼及废钢预热时电炉炉内的排烟，即电炉熔炼时从第4孔或第2孔排出的高温含尘烟气，常采用的炉内排烟形式有直接式、水平脱开式和弯管脱开式等。二次烟气则是指在电炉加料、出钢以及熔炼和预热时从炉内溢出的烟气，这类烟气一般采用密闭罩、屋顶罩捕集。

我国电炉除尘技术起步阶段主要是以引进德国、意大利等一些欧洲国家的技术为主，在引进先进技术的基础上，结合我国自身的特点进行改造。电炉总体排烟的烟气量非常大，电炉熔炼工艺复杂，在处理这类烟气之前首先需要收集在其运行过程产生的烟气。国内电炉烟气捕集的形式主要有：密闭罩、半密闭罩、屋顶罩、4孔（或2孔）排烟+屋顶罩、4孔（或2孔）排烟+密闭罩+屋顶罩等。电炉炼钢车间除尘设计，因车间工艺设计和布置形式的不同，可按需组合成多种除尘方案。

（一）电炉炉内一次烟气与电炉炉外二次烟气的除尘分开设置：

（1）电炉炉内一次烟气处理系统：

烟气从电炉炉内排出后经水冷弯头降温，经燃烧沉降室，燃烧除去烟气中的CO、有机废气等有害气体，经水冷烟道、强制吹风冷却器（或空气自然冷却器）降温，进入袋式除尘器除尘，达标后排放。

（2）电炉炉外二次烟气处理系统：

电炉炉外二次烟气经电炉密闭罩、电炉屋顶罩收集后进入袋式除尘器，达标后排放。

（二）电炉炉内一次烟气与电炉炉外二次烟气的除尘组合设置：

将电炉炉内一次烟气经过水冷、火星捕集、强冷或空冷后与经电炉屋顶罩或（和）电炉密闭罩收集的电炉炉外二次烟气混合，一同进入袋式除尘器，达标后排放。

上述常规传统的电炉除尘系统设计风量大、投资高、能耗大，且不能有效利用烟气的热量。电炉炼钢及兑铁水烟气捕集技术在国内尚未取得良好运行效果，部分电炉车间操作环境差，烟气弥漫、厂房冒烟问题屡现，高温余热没有得到回收利用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种钢厂电炉烟气处理系统，特别是一种高效能厂电炉烟气处理系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：包括炉内一次烟气除尘系统、炉外二次烟气除尘系统，所述的炉内一次烟气除尘系统包括与电炉内部相连通的烟气冷却烟道、与所述的烟气冷却通道相连通的燃烧沉降室、与所述的燃烧沉降室相连通的余热回收装置、与所述的余热回收装置相连通的一次侧除尘装置、与所述的余热回收装置和所述的一次侧除尘装置之间的管道相连通的吸附剂喷射装置、与所述的一次侧除尘装置相连通的一次侧集尘装置；所述的炉外二次烟气除尘系统包括炉外烟气捕集组件、与所述的炉外烟气捕集组件相连通二次侧除尘装置、与所述的二次侧除尘装置相连通的二次侧集尘装置，所述的炉内一次烟气除尘系统与所述的二次烟气除尘系统之间连接有烟气连通管，所述的烟气连通管上设置有调节阀门。

优选地，所述的烟气连通管连接至所述的余热回收装置出口与所述的炉外烟气捕集组件出口之间。

优选地，所述的炉外烟气捕集组件包括用于捕集电炉溜槽兑铁水时产生烟气的铁水溜槽排烟罩、用于捕集电炉兑铁加废钢、出钢及熔炼时从电极孔溢出烟气的导流罩以及屋顶烟罩。

优选地，所述的吸附剂喷射装置包括吸附剂料仓、设置在所述的吸附剂料仓顶部与其相连通的仓顶除尘装置、与所述的吸附剂料仓相连通的进料输送装置、与所述的吸附剂料仓相连通的出料输送装置。

进一步优选地，所述的吸附剂喷射装置还包括设置在所述的吸附剂料仓上部的高料位检测开关、设置在所述的吸附剂料仓下部的低料位检测开关以及用于检测所述的吸附剂料仓内吸附剂余量的料仓称重装置。

进一步优选地，所述的吸附剂喷射装置还包括与所述的吸附剂料仓相连通的惰性气体保护装置。

优选地，所述的设备还包括用于监测烟气流量的烟气在线监测装置。

优选地，所述的一次侧除尘装置、二次侧除尘装置包括多组袋式除尘器，多组所述的袋式除尘器并联设置。

优选地，所述的一次侧集尘装置、二次侧集尘装置包括与所述的一次侧除尘装置、二次侧除尘装置的灰斗相连通的切出刮板机、与多个所述的切出刮板机相连通的集合刮板机、与所述的集合刮板机相连通的斗提机、与所述的斗提机相连通灰仓。除上述的机械输灰方式外，也可以选用仓泵等方式的气力输灰。

优选地，所述的炉内一次烟气除尘系统还包括与所述的一次除尘装置净气出口相连通的一次侧主风机；所述的炉外二次烟气除尘系统还包括与所述的二次除尘装置净气出口相连通的二次侧主风机。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、电炉熔炼时的一次除尘同时分担了部分二次排烟量，使二次除尘系统风机在电炉熔炼时可进行大幅降速节能运行、仅在加料和出钢时升速，大大节省了二次除尘风机电耗，降低了运行费用；

2、解决了电炉平台侧场地空间移动不方便等问题；

3、余热锅炉每天回收蒸汽具有非常可观的经济效益；

4、具有捕集效果好、投资省，操作方便，安全性高，不影响工艺操作和电炉设备检修等特点，满足了改善车间环境和厂房外无可视烟气的环保要求；

5、实现了颗粒物的超低排放，以及设备的低阻高效运行；

6、除尘系统全自动控制和风机变频运行节电率约30%。

附图说明

附图1为本实施例的示意图；

附图2为本实施例中吸附剂喷射装置的示意图。

其中：10、烟气冷却烟道；11、燃烧沉降室；12、余热回收装置；13、一次侧除尘装置；14、吸附剂喷射装置；140、吸附剂料仓；141、仓顶除尘装置；142、排气风机；143、出料输送装置；144、惰性气体保护装置；15、一次侧集尘装置；150、切出刮板机；151、集合刮板机；152、斗提机；153、灰仓；16、一次侧主风机；17、烟囱；200、铁水溜槽排烟罩；201、导流罩；202、屋顶烟罩；21、二次侧除尘装置；22、二次侧集尘装置；220、切出刮板机；221、集合刮板机；222、斗提机；223、灰仓；23、二次侧主风机；24、烟囱；30、烟气连通管；31、调节阀门。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

如图1所示的一种钢厂电炉烟气处理系统，包括炉内一次烟气除尘系统、炉外二次烟气除尘系统。其中：

炉内一次烟气除尘系统包括与电炉内部相连通的烟气冷却烟道10（汽化冷却通道）、与烟气冷却通道10相连通的燃烧沉降室11、与燃烧沉降室11相连通的余热回收装置12、与余热回收装置12相连通的一次侧除尘装置13、与余热回收装置12和一次侧除尘装置13之间的管道相连通的吸附剂喷射装置14、与一次侧除尘装置13相连通的一次侧集尘装置15、与一次除尘装置13净气出口相连通的一次侧主风机16，一次侧主风机16连通烟囱17。

如图2所示：吸附剂喷射装置14包括吸附剂料仓140、设置在吸附剂料仓140顶部与其相连通的仓顶除尘装置141、与吸附剂料仓140相连通的进料输送装置和出料输送装置143，仓顶除尘装置141连接有排气风机142。

吸附剂采用活性炭，去除一次烟气中的二噁英，吸附剂料仓140的容量满足电炉及连铸除尘系统正常运行4天的活性炭存储用量。仓顶除尘装置141采用袋式除尘器，在吸附剂料仓140进料期间，仓顶除尘装置141、排气风机142开启，使吸附剂料仓140进料口形成负压，以保证吸附剂料仓140装料时无扬尘。在吸附剂料仓140和给料机的中间可以安装一闸阀，以便在检查和维修时切断活性炭的给料。

使用时：由电动葫芦将袋装活性炭吊至吸附剂料仓140的投料平台或者通过真空罐车打入吸附剂料仓140，在仓顶除尘装置141和排气风机142自动启动负压作用下，将袋装的活性炭打开手动倒入加料口，当停止加活性炭，关闭加料口时，仓顶除尘装置141和加料风机142自动停止。

吸附剂喷射装置14还包括设置在吸附剂料仓140上部的高料位检测开关、设置在吸附剂料仓下部的低料位检测开关、用于检测吸附剂料仓内吸附剂余量的料仓称重装置以及报警装置。高料位表示活性炭停止上料的料位，低料位表示吸附剂料仓140接收活性炭的料位。料仓称重装置的连续料位可以采用重锤式料位传感器，可实时监测物料的情况。料位检测开关可以设置在从走廊容易维修检查的位置，料位检测信号、活性炭状态按钮信号先进入现场控制箱，再由现场控制箱进入PLC，并且实现现场和PLC双重控制，测量数据也同时显示在PLC上。

进料输送装置采用气力输送分配器，粉状物料的气力输送分配器主要包括如螺旋式定量给料机、星型回转式定量给料机等，这些定量给料机基本上都是单组分单一供料的传统定量供料方式，尽管现代工业继电器，传感器，电子称的介入提高了定量给料机的定量精度。每个螺旋式定量给料机对应一套烟气净化系统，分别根据一次烟气量确定活性炭供给量，压缩空气将活性炭注入到一次侧除尘装置13前的烟道内。出料输送装置143采用失重式微给料螺旋电子秤。

活性炭的投放量根据烟气流量多少而定，每条工艺线中均设有一套多组分烟气在线监测装置，根据所测的烟气流量来实时监测并参与控制吸附剂料仓140下部的出料输送机143，由自动调节装置控制从而达到活性炭投放量的定量供给，以确保活性炭用量的经济性。

吸附剂喷射装置14还包括与吸附剂料仓140相连通的惰性气体保护装置144，如氮气，或者其他均可。在吸附剂料仓140温度上升到80℃，自动充入惰性气体如N₂，同时信号传送到中央控制室，经过一段时间，温度下降到正常状态，在中央控制室按复位按钮，重新恢复到正常状态。

一次侧除尘装置13包括多组袋式除尘器，多组袋式除尘器并联设置，图示以两组为例，两组袋式除尘器共用一个一次侧主风机16。

一次侧集尘装置15包括与袋式除尘器的灰斗相连通切出刮板机150、与多个切出刮板机150相连通的集合刮板机151、与集合刮板机151相连通的斗提机152以及与斗提机152相连通灰仓153。收集的灰尘经切出刮板机150、集合刮板机151和斗提机152送入灰仓153中，灰仓153容积设计满足除尘灰不少于1天的用量，除尘灰定期由用户用气力吸排车运输后统一处理，同时，还可以配套加湿机装置，能够满足用户采用普通汽车运输时的需求。

电炉在冶炼期间产生的一次含尘、含一氧化碳、含有害气体的高温烟气经沉降燃烧室11后，经过余热回收装置12出口的烟气温度降至约200℃，从余热回收装置12出来的约200℃的烟气与来自屋顶烟罩202的约50℃低温气体混合冷却后进入除尘器净化达标排放。

炉外二次烟气除尘系统包括炉外烟气捕集组件、与炉外烟气捕集组件相连通二次侧除尘装置21、与二次侧除尘装置21相连通的二次侧集尘装置22、与二次侧除尘装置21净气出口相连通的二次侧主风机23，二次侧主风机23连通烟囱24。

炉外烟气捕集组件包括铁水溜槽排烟罩200、导流罩201以及屋顶烟罩202。其中：

铁水溜槽排烟罩200主要捕集电炉通过溜槽兑铁水时产生的烟气，引入导流罩201并配合屋顶烟罩202，具有投资和能耗低、不占空间，兑铁水时高温状态下操作管理方便，风量小、捕集效率高等优点，不存在灰尘在管道内堆积。

导流罩201主要捕集电炉加废钢和出钢阶段的烟气，同时附带捕集电炉熔炼时从电极孔等处溢出的部份烟气，可以采用密闭式导流罩，具有投资省、电炉操作维护方便、车间横向气流干扰少、风量相对较小等优点，同时还具有降低电炉噪声和电弧光的辐射等功能；也可以采用半密闭式导流罩，具有投资省、电炉操作维护方便、车间横向气流干扰少、风量相对较小等优点，同时还具有降低部分电炉噪声和电弧光的辐射等功能。导流罩201分两路风管分别沿车间两根立柱上屋顶后再汇合屋顶烟罩202的除尘管道进入二次侧除尘装置21。

屋顶烟罩202针对电炉首炉加料、兑铁水、出钢等所产生的高流量阵发性烟气，遵循气流组织和热动力学的基本规律，充分考虑了烟气上升速度始和末的强弱、以及受车间横向气流和行车加料位置对上升气流的干扰等因素，可以防止点源流烟气至罩口时形成的烟柱因烟气上升速度和温度的降低、并受到横向气流和行车加料位置的干扰而溢出至罩外引起污染。

电炉料篮加料、或电炉预热加料系统故障后，加废钢或大量铁水直兑时，导流罩201，电炉炉盖移开，此时冒出的大量烟气由屋顶烟罩202，导流罩201起导流的作用；电炉在冶炼期间电炉预热段排烟孔（一次烟气）起主要排烟作用，此时导流罩201关闭，降音降噪，从电极孔缝隙外溢的、加料口等处冒出的烟气由导流罩201捕集；正常冶炼期间倾翻兑铁时产生的烟气由铁水溜槽排烟罩200捕集后并入导流罩201除尘总管；电炉在出钢时产生的大量烟气也由导流罩201捕集，此时屋顶烟罩202起辅助排烟作用。

二次侧除尘装置21包括多组袋式除尘器，多组袋式除尘器并联设置，图示以四组为例，两组袋式除尘器共用一个二次侧主风机23。

二次侧集尘装置22包括与袋式除尘器的灰斗相连通切出刮板机220、与多个切出刮板机220相连通的集合刮板机221、与集合刮板机221相连通的斗提机222以及与斗提机222相连通灰仓223。收集的灰尘经切出刮板机220、集合刮板机221和斗提机222送入灰仓223中，灰仓223容积设计满足除尘灰不少于1天的用量，除尘灰定期由用户用气力吸排车运输后统一处理，同时，还可以配套加湿机装置，能够满足用户采用普通汽车运输时的需求。

炉内一次烟气除尘系统与二次烟气除尘系统之间连接有烟气连通管30，烟气连通管30上设置有调节阀门31，烟气连通管30连接至余热回收装置12出口与炉外烟气捕集组件出口之间。将来余热回收装置12出口的高温烟气，通过引入部份来自炉外烟气捕集组件二次除尘烟气冷却后进入一次侧除尘装置13、二次侧集尘装置22。

炼钢工艺主要技术参数：

电炉工艺参数：

电炉容量：100t；

电炉平均出钢量：100t；

平均冶炼时间：33min；

废钢预热装置排烟量：160000-170000N m³/h（一次烟气）；

排烟温度：1250℃；

屋顶烟罩排烟量：1200000Nm³/h；

排烟温度：50℃；

经本实施例除尘系统后：

电炉烟气捕集率≥95％；

气体排放含尘量≤5mg/Nm³；

二噁英排放浓度≤0.1ngTEQ/Nm³；

岗位粉尘浓度≤8mg/Nm³。

目测车间厂房顶部无烟气外溢。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：包括炉内一次烟气除尘系统、炉外二次烟气除尘系统，所述的炉内一次烟气除尘系统包括与电炉内部相连通的烟气冷却烟道、与所述的烟气冷却烟道相连通的燃烧沉降室、与所述的燃烧沉降室相连通的余热回收装置、与所述的余热回收装置相连通的一次侧除尘装置、与所述的余热回收装置和所述的一次侧除尘装置之间的管道相连通的吸附剂喷射装置、与所述的一次侧除尘装置相连通的一次侧集尘装置；所述的炉外二次烟气除尘系统包括炉外烟气捕集组件、与所述的炉外烟气捕集组件相连通二次侧除尘装置、与所述的二次侧除尘装置相连通的二次侧集尘装置，所述的炉内一次烟气除尘系统与所述的二次烟气除尘系统之间连接有烟气连通管，所述的烟气连通管上设置有调节阀门。

2.根据权利要求1所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的烟气连通管连接至所述的余热回收装置出口与所述的炉外烟气捕集组件出口之间。

3.根据权利要求1所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的炉外烟气捕集组件包括用于捕集电炉溜槽兑铁水时产生烟气的铁水溜槽排烟罩、用于捕集电炉兑铁加废钢、出钢及熔炼时从电极孔溢出烟气的导流罩以及屋顶烟罩。

4.根据权利要求1所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的吸附剂喷射装置包括吸附剂料仓、设置在所述的吸附剂料仓顶部与其相连通的仓顶除尘装置、与所述的吸附剂料仓相连通的进料输送装置、与所述的吸附剂料仓相连通的出料输送装置。

5.根据权利要求4所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的吸附剂喷射装置还包括设置在所述的吸附剂料仓上部的高料位检测开关、设置在所述的吸附剂料仓下部的低料位检测开关以及用于检测所述的吸附剂料仓内吸附剂余量的料仓称重装置。

6.根据权利要求4所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的吸附剂喷射装置还包括与所述的吸附剂料仓相连通的惰性气体保护装置。

7.根据权利要求1或4所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的系统还包括用于监测烟气流量的烟气在线监测装置。

8.根据权利要求1所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的一次侧除尘装置、二次侧除尘装置包括多组袋式除尘器，多组所述的袋式除尘器并联设置。

9.根据权利要求1或8所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的一次侧集尘装置、二次侧集尘装置包括与所述的一次侧除尘装置、二次侧除尘装置的灰斗相连通的切出刮板机、与多个所述的切出刮板机相连通的集合刮板机、与所述的集合刮板机相连通的斗提机、与所述的斗提机相连通的灰仓。

10.根据权利要求1所述的一种钢厂电炉烟气处理系统，其特征在于：所述的炉内一次烟气除尘系统还包括与所述的一次除尘装置净气出口相连通的一次侧主风机；所述的炉外二次烟气除尘系统还包括与所述的二次侧除尘装置净气出口相连通的二次侧主风机。

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