CN211713140U - 一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，采用换热管和翅片使白烟的换热效率大幅提升，同时实现了集液区中的冷凝水循环利用，显著降低了水的消耗总量，还避免了白烟中的粉尘颗粒附着在翅片上影响热交换效率，消白烟效果好，大大降低了粉尘和有害气体排放，整个系统通过控制机构全程控制，自动化程度高。

Description

一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统

技术领域

本实用新型属于高炉冲渣技术领域，特别是一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统。

背景技术

我国高炉炉渣处理工艺主要是水淬渣工艺方式。高炉内1400℃-1500℃的高温炉渣，经渣口流出，在经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，冲击淬化成合格的水渣。在炼铁工序中，冲渣消耗的新水占新水总耗的50％以上。冲制1吨水渣大约消耗新水11.2吨，循环用水量约为10吨左右。按照我国钢铁生产产量5亿吨，按350千克渣比计算，仅用于冲渣的新水消耗就超过1.5亿吨，占钢铁工业新水消耗的4％。经过分析，消耗的新水主要损耗在于被大量蒸发，产生“白烟”。产生的“白烟”对高炉周围的道路产生安全影响，因所产生的白烟内含有二氧化硫等腐蚀性气体容易对周围的钢结构及高炉本体产生腐蚀，同时“白烟”内粉尘的排放会影响到高炉环保问题。

目前现有的去除白烟大多采用喷淋的方式，例如CN209714339U提供的一种钢铁高炉冲渣蒸汽白烟消除系统，通过在渣沟上设置集气罩，白烟在n级消汽塔中通过喷淋装置喷水完成多次的喷淋，从而消除蒸汽白烟并实现回收水循环利用。然而这种喷淋装置将水分散成小液滴，这种小液滴与白烟气体的热交换速度慢，热交换效果差，所需的水量巨大，长期使用成本非常高。此外，由于白烟的去除需要较低温的喷淋水，第一级的新加入的水与高温白烟的热交换过程中，水温快速升高达到50℃以上，即使采用循环水，下一次喷淋时的喷淋效果也将大大减弱；若增设循环水散热冷凝装置又会使整个系统过于复杂。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，通过以下技术方案实现。

一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，包括冲渣部、冷凝箱、控制机构；所述冲渣部包括相互连通的冲渣沟、冲渣过滤池，所述冲渣沟、冲渣过滤池上方设有盖板；所述冷凝箱内的顶部设有喷淋件，所述喷淋件下方设有换热机构，所述换热机构下方设有导流挡板；

所述喷淋件与所述冷凝箱外的冲渣管网连接；所述换热机构包括换热管和分布在所述换热管外部的若干翅片，所述换热机构与所述冷凝箱外部的冷凝机构连接；所述导流挡板在所述冷凝箱内倾斜设置，所述导流挡板的最底端设有集液口；所述导流挡板上均匀设有若干蒸汽口，每个所述蒸汽口上设有挡水檐，所述挡水檐与蒸汽口的开口朝向所述导流挡板最底端，所述挡水檐在竖直方向上把所述蒸汽口完全挡住；位于所述导流挡板下方的所述冷凝箱内部区域为集液区；

所述冲渣部通过第一管道与所述集液区连通，所述第一管道上设有单向阀和引风机，所述冲渣部通过第二管道与所述集液区底部连通，所述第二管道上设有单向阀和引流泵；所述控制机构与所述引风机、引流泵连接。

上述系统中，所述冲渣部包括相互连通的冲渣沟、冲渣过滤池，所述冲渣沟、冲渣过滤池上方设有盖板。所述换热机构可以选用常见的管道结构，通过高温的白烟与管道结构内的冷凝液热交换，降低白烟温度使其凝结。上述系统的运行过程为：高炉中的高温矿渣进入冲渣沟并落入到冲渣过滤池中，冲渣滤池的上部设有的第二管道中流入冷却水，使矿渣快速冷却，同时产生大量高温白烟，白烟中主要成分是空气和水蒸气，同时还含有其他固体颗粒或粉尘；白烟从第一管道流入冷凝箱下部的集液区，穿过导流挡板上的蒸汽口进入冷凝箱上部的换热机构，在换热管中的冷凝液以及翅片的作用下，白烟迅速与翅片、换热管进行热交换，温度快速降低，白烟中的水蒸气凝结成温度较低的液体附着在冷凝箱和换热机构的表面，并汇集成股流入导流挡板上，最终经过集液口流入集液区中，在引流泵作用下重新进入冲渣过滤池中继续发挥降温作用。每完成一炉的矿渣降温冷凝过程，就启动喷淋件对换热管和翅片以及周围区域进行喷淋清洗，将附着的粉尘颗粒冲洗下来，随着清洗水从导流挡板最终流入集液区，弥补给矿渣降温时的水的损耗。导流挡板的蒸汽口上的挡水檐，设在蒸汽口上方，垂直向下看挡水檐将蒸汽口完全挡住，而挡水檐和蒸汽口之间留有空隙使白烟通过。经换热机构和喷淋件作用落下的水由于挡水檐的阻挡作用，不会从蒸汽口直接落入集液区，从而保证了蒸汽口的畅通。白烟中的粉尘等固体颗粒，在与换热管、翅片接触后迅速降温，因此粉尘等固体颗粒也能够快速碎裂成非常微小的粉末，悬浮在清洗水中，不会堵塞管道。相比于喷淋降温，上述系统采用换热管和翅片使白烟的换热效率大幅提升，同时实现了集液区中的冷凝水循环利用，显著降低了水的消耗总量，还避免了白烟中的粉尘颗粒附着在翅片上影响热交换效率，大大降低了粉尘和有害气体排放，自动化程度高，消白烟效果好。

控制机构(例如计算机组等常见的控制设备)与整个系统中的引流泵、引风机等所有电力设备连接，起到统筹控制的作用。

优选地，所述换热机构包括换热管和分布在所述换热管外部的若干翅片，所述换热机构与所述冷凝箱外部的冷凝机构连接。

优选地，所述冷凝机构为循环冷凝机组，所述换热管的进水口通过第三管道与所述循环冷凝机组连接，所述换热管的出水口通过第四管道与所述循环冷凝机组连接，使所述换热管和循环冷凝机组形成环路，所述第三管道和第四管道上分别设有单向阀和引流泵，所述换热管进水口设有温度传感器。循环冷凝机组的形式有很多种，例如溴化锂机组等，其目的是将换热管中的冷凝介质重新降温，换热管中常用的冷却介质为水。所述第三管道上设有温度传感器用于测定流入换热管的冷凝介质的温度，从而控制循环冷凝机组的功率。

更优选地，所述换热管的进液口通过第五管道与生产净环水管网连接，所述换热管的出液口通过第六管道与生产冷却塔连接，所述第五管道、第六管道上均设有单向阀和引流泵。换热管中常用的冷却介质为水。生产净环水管网和循环冷凝机组实际上采用并联的方式与换热管连接，当换热管进水口测定的冷凝介质温度高于20℃时，启动循环冷凝机组，关闭生产净环水管网，当冷凝介质温度低于18℃时，启动生产净环水管网，关闭循环冷凝机组，在保证合适的冷凝介质温度的前提下降低能耗。

优选地，所述蒸汽口不少于4个且在所述导流挡板上均匀分布。

优选地，所述冷凝箱的侧壁设有电子液位计，所述控制机构与所述电子液位计连接。冷凝箱侧壁设置的电子液位计，能够监控集液区的水位，从而控制将集液区的水通过第二管道引流到冲渣过滤池。

更优选地，所述循环冷凝机组为溴化锂冷凝机组。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：上述系统采用换热管和翅片使白烟的换热效率大幅提升，同时实现了集液区中的冷凝水循环利用，显著降低了水的消耗总量，还避免了白烟中的粉尘颗粒附着在翅片上影响热交换效率，消白烟效果好，大大降低了粉尘和有害气体排放，整个系统通过控制机构全程控制，自动化程度高。

附图说明

图1为实施例1所述用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统的结构示意图；

图2为实施例1所述系统的导流挡板的俯视图；

图3为实施例2所述用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统的结构示意图；

图中：1、冷凝箱；2、控制机构；3、冲渣沟；4、冲渣过滤池；5、盖板；6、喷淋件；7、导流挡板；8、换热管；9、翅片；10、散热管；11、集液口；12、蒸汽口；13、挡水檐；14、集液区；15、第一管道；16、单向阀；17、引风机；18、第二管道；19、引流泵；20、循环冷凝机组；21、第三管道；22、第四管道；23、温度传感器；24、第五管道；25、第六管道；26、电子液位计。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。

实施例1

如图1、2所示，本实施例提供的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，包括冲渣部、冷凝箱1、控制机构2；所述冲渣部包括相互连通的冲渣沟3、冲渣过滤池4，所述冲渣沟3、冲渣过滤池4上方设有盖板5；所述冷凝箱1内的顶部设有喷淋件6，所述喷淋件6下方设有换热机构，所述换热机构下方设有导流挡板7；

所述喷淋件6与所述冷凝箱1外的冲渣管网连接；所述换热机构包括换热管8和分布在所述换热管8外部的若干翅片9，所述换热机构与所述冷凝箱1外部的散热管10(冷凝机构)连接；所述导流挡板7在所述冷凝箱1内倾斜设置，所述导流挡板7的最底端设有集液口11；所述导流挡板7上均匀设有4个蒸汽口12，每个所述蒸汽口12上设有挡水檐13，所述挡水檐13与蒸汽口12的开口朝向所述导流挡板7的最底端，所述挡水檐13在竖直方向上把所述蒸汽口12完全挡住；位于所述导流挡板7下方的所述冷凝箱1内部区域为集液区14；

所述冲渣沟3和冲渣过滤池4分别通过第一管道15与所述集液区14连通，所述第一管道15上设有单向阀16和引风机17，所述冲渣过滤池4的上部通过第二管道18与所述集液区14底部连通，所述第二管道18上设有单向阀16和引流泵19；所述控制机构2与所述引风机17、引流泵19连接。

上述系统中，冲渣管网为常见的装置，故未画出。上述系统的运行过程为：高炉中的高温矿渣进入冲渣沟并落入到冲渣过滤池中，冲渣滤池的上部设有的第二管道中流入冷却水，使矿渣快速冷却，同时产生大量高温白烟，白烟中主要成分是空气和水蒸气，同时还含有其他固体颗粒或粉尘；白烟从第一管道流入冷凝箱下部的集液区，穿过导流挡板上的蒸汽口进入冷凝箱上部的换热机构，在换热管中的冷凝液以及翅片的作用下，白烟迅速与翅片、换热管进行热交换，温度快速降低，白烟中的水蒸气凝结成温度较低的液体附着在冷凝箱和换热机构的表面，并汇集成股流入导流挡板上，最终经过集液口流入集液区中，最终在引流泵作用下重新进入冲渣过滤池中继续发挥降温作用。每完成一炉的矿渣降温冷凝过程，就启动喷淋件对换热管和翅片以及周围区域进行喷淋清洗，清洗水也从导流挡板最终流入集液区，弥补给矿渣降温时的水的损耗。导流挡板的蒸汽口上的挡水檐，设在蒸汽口上方，垂直向下看挡水檐将蒸汽口完全挡住，而挡水檐和蒸汽口之间留有空隙使白烟通过。经过换热机构和喷淋件作用落下的水由于挡水檐的阻挡作用，不会从蒸汽口直接落入集液区，从而保证了蒸汽口的畅通。白烟中的粉尘等固体颗粒，在与换热管、翅片接触后迅速降温，因此粉尘等固体颗粒也能够快速碎裂成非常微小的粉末，悬浮在清洗水中，不会堵塞管道。相比于喷淋降温，上述系统采用换热管和翅片使白烟的换热效率大幅提升，同时实现了集液区中的冷凝水循环利用，显著降低了水的消耗总量，还避免了白烟中的粉尘颗粒附着在翅片上影响热交换效率，大大降低了粉尘和有害气体排放，自动化程度高，消白烟效果好。控制机构(选用计算机组等常见的控制设备)与整个系统中的引流泵、引风机等所有电力设备连接，起到统筹控制的作用。

实施例2

如图3所示，本实施例提供的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，与实施例1不同之处在于：所用的冷凝机构为溴化锂循环冷凝机组20，所述换热管8的进水口通过第三管道21与所述循环冷凝机组20连接，所述换热管8的出水口通过第四管道22与所述循环冷凝机组20连接，使所述换热管8和循环冷凝机组20形成环路，所述第三管道21和第四管道22上分别设有单向阀16和引流泵19，所述换热管8进水口设有温度传感器23；

所述换热管8的进液口通过第五管道24与生产净环水管网连接，所述换热管8的出液口通过第六管道25与生产冷却塔连接，所述第五管道24、第六管道25上均设有单向阀16和引流泵19；

所述冷凝箱1的侧壁设有电子液位计26，所述控制机构2与所述电子液位计26连接。

以上实施例详细描述了本实用新型的实施，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节。在本实用新型的权利要求书和技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单改型和改变，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，包括冲渣部、冷凝箱、控制机构；所述冷凝箱内的顶部设有喷淋件，所述喷淋件下方设有换热机构，所述换热机构下方设有导流挡板；

所述喷淋件与所述冷凝箱外的冲渣管网连接；所述导流挡板在所述冷凝箱内倾斜设置，所述导流挡板的最底端设有集液口；所述导流挡板上均匀设有若干蒸汽口，每个所述蒸汽口上设有挡水檐，所述挡水檐与蒸汽口的开口朝向所述导流挡板的最底端，所述挡水檐在竖直方向上把所述蒸汽口完全挡住；位于所述导流挡板下方的所述冷凝箱内部区域为集液区；

所述冲渣部通过第一管道与所述集液区连通，所述第一管道上设有单向阀和引风机，所述冲渣部通过第二管道与所述集液区底部连通，所述第二管道上设有单向阀和引流泵；所述控制机构与所述引风机、引流泵连接。

2.根据权利要求1所述的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，所述换热机构包括换热管和分布在所述换热管外部的若干翅片，所述换热机构与所述冷凝箱外部的冷凝机构连接。

3.根据权利要求2所述的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，所述冷凝机构为循环冷凝机组，所述换热管的进水口通过第三管道与所述循环冷凝机组连接，所述换热管的出水口通过第四管道与所述循环冷凝机组连接，使所述换热管和循环冷凝机组形成环路，所述第三管道和第四管道上分别设有单向阀和引流泵，所述换热管进水口设有温度传感器。

4.根据权利要求3所述的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，所述换热管的进液口通过第五管道与生产净环水管网连接，所述换热管的出液口通过第六管道与生产冷却塔连接，所述第五管道、第六管道上均设有单向阀和引流泵。

5.根据权利要求1所述的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，所述蒸汽口不少于4个且在所述导流挡板上均匀分布。

6.根据权利要求1所述的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，所述冷凝箱的侧壁设有电子液位计，所述控制机构与所述电子液位计连接。

7.根据权利要求3所述的用于高炉冲渣白烟冷凝净化及冷凝水再利用系统，其特征在于，所述循环冷凝机组为溴化锂冷凝机组。

Images